電氣自動化專業--plc變頻器在電梯控制中的應用(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 故障自診斷保護。這樣，整個系統具有極高的可靠性也就不奇怪了。 配套齊全，功能完善，適用性強 PLC發展到今天，已經形成了大、中、小各種規模的系列化產品。可以用于各種規模的工業控制場合。除了邏輯處理功能以外，現代 PLC大多具有完善的數據運算能力，可用于各種數字控制領域。近年來 PLC的功能單元大量涌現，使 PLC滲透到了位置控制、溫度控制、 CNC等各種工業控制中。加上 PLC通信能力的增強及人機界面技術的發展，使用 PLC組成各種控制系統變得非常容易。 易學易用，深受工程技術人員歡迎 PLC作為通用工業控制計算機，是面向工礦企業的工控設備。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用 PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業控制打開了方便之門。 系統的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造 PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統設計及建造的周期大為縮短，同時維 護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經過改變程無錫科技職業學院 7 序改變生產過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產場合。 體積小，重量輕，能耗低 以超小型 PLC為例，新近出產的品種底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功耗僅數瓦。由于體積小很容易裝入機械內部，是實現機電一體化的理想控制設備。 PLC的構成 從結構上分， PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式 PLC包括 CPU板、 I/O板、顯示面板、內存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式 PLC包括 CPU模塊、 I/O模塊、內存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規則組合配置。 CPU的構成 CPU是 PLC的核心，起神經中樞的作用，每套 PLC至少有一個 CPU，它按 PLC的系統程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數據，用掃描的方式采集由現場輸入裝置送來的狀態或數據，并存入規定的寄存器中，同時，診斷電源和 PLC內部電路的工作狀態和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經分析后再按指令規定的任務產生相應的控制信號，去指揮有關的控制電路。 CPU主 要由運算器、控制器、寄存器及實現它們之間聯系的數據、控制及狀態總線構成， CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關電路。內存主要用于存儲程序及數據，是 PLC不可缺少的組成單元。 在使用者看來，不必要詳細分析 CPU的內部電路，但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解。 CPU的控制器控制 CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執行指令。但工作節奏由震蕩信號控制。運算器用于進行數字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運算，并存儲運算的中間結果，它也是在控制器指揮下工作。 CPU速度和內存容量是 PLC的重要參數，它們 決定著 PLC的工作速度， IO數量及軟件容量等，因此限制著控制規模。 I/O模塊 PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（ I/O）完成的。 I/O模塊集成了 PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態，輸出點反映輸出鎖存器狀態。輸入模塊將電信號變換成數字信號進入 PLC系統，輸出模塊相反。 I/O分為開關量輸入（ DI），開關量輸出（ DO），模擬量輸入（ AI），模擬量輸出（ AO）等模塊。 常用的 I/O分類如下： 開關量：按電壓水平分，有 220VAC、 110VAC、 24VDC，按隔離 方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。 模擬量 ： 按信號類型分 ， 有電流型 （ 420mA,020mA） 、電壓型 （ 010V,05V,1010V）等 ， 按精度分 ， 有 12bit,14bit,16bit等。 無錫科技職業學院 8 除了上述通用 IO外，還有特殊 IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。 按 I/O點數確定模塊規格及數量， I/O模塊可多可少，但其最大數受 CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數限制 電源模塊 PLC電源用于為 PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供 24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（ 220VAC或 110VAC），直流電源（常用的為 24VDC）。 底板或機架 大多數模塊式 PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現各模塊間的聯系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現各模塊間的連接，使各模塊構成一個整體。 整體式PLC組成示意圖 PLC的應用領域 目前， PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環保及文化娛樂等各個行業，使用情況大致可歸納為如下幾類。 開關量的邏輯控制 這是 PLC最基本、最廣泛的應用領域，它取代傳統的繼電器電路，實現邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產線、電鍍流水線等。 模擬量控制 在工業生產過程當中，有許多連續變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現模擬量（ Analog）和數字量（ Digital）之間的 A/D轉換及 D/A轉換。 PLC廠家都生產配套的 A/D和 D/A轉換 模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。 運動控制 PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構配置來說，早期直接用于開關量 I/O模塊連接位置傳感器和執行機構，現在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅無錫科技職業學院 9 動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要 PLC廠家的產品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。 過程控制 過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環控制。作為工業控制計算機， PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環控制。 PID調節 是一般閉環控制系統中用得較多的調節方法。大中型 PLC都有 PID模塊，目前許多小型 PLC也具有此功能模塊。 PID處理一般是運行專用的 PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。 數據處理 現代 PLC具有數學運算（含矩陣運算、函數運算、邏輯運算）、數據傳送、數據轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數據的采集、分析及處理。這些數據可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或將它們打印制表。數據處理一般用于大型控制 系統，如無人控制的柔性制造系統；也可用于過程控制系統，如造紙、冶金、食品工業中的一些大型控制系統。 通信及聯網 PLC通信含 PLC間的通信及 PLC與其它智能設備間的通信。隨著計算機控制的發展，工廠自動化網絡發展得很快，各 PLC廠商都十分重視 PLC的通信功能，紛紛推出各自的網絡系統。新近生產的 PLC都具有通信接口，通信非常方便 組合式 PLC組成示意圖 PLC 的選擇 在制造業和過程工業中，除了以模擬量為被控對象的反饋控制外，還存在著大量的以開關量（數字量）為主的邏輯順序控制， 這一點在以改變幾何形狀和機械性能為特征的制造業中，尤為突出。它要求控制系統按照邏輯條件和一定的順序、時序產生控制動作，并能夠對來自現場的大量開關量、脈沖、計時、計數及模擬量的越限報警等數字信號進行監視和處理。這些工作在早期由繼電 接觸器電路來實現的，其缺點是體積龐大、無錫科技職業學院