柴油发电机组自动操控理论概述  跟着大规模集成电路的敏捷发展微处置技能和通讯技能的敏捷进步PLC技能的发

展正逐渐变成工业出产自动化三大支柱PLC技能、机器人技能和CAD/CAM技能之一

在当时和将来的工业操控中起到重要效果其在柴油发电机组上的运用日益遍及现已成

为现代柴油发电机组的重要组成有些。本节将介绍PLC一些基本原理和典型布局。 

一、 PLC的组成与中央处置器 上海帅淇自动化控制有限公司

  PLC可编程序逻辑操控器是一种数字运算的电子体系专为在工业环境中运用而设

计。它选用可编程的存储器用来在内部存储履行逻辑运算、次序操控、守时、计数和算

术运算等操作的指令它是一种以微操控技能为根底将操控处置规矩存储于存储器中

运用于以操控开关量为主或包含操控参量在内的逻辑操控、机电运动操控或进程操控等工

业操控范畴的新式工业操控设备。 

一 PLC的组成 

PLC是以微处置器为中心的工业用计算机体系其硬件组成与计算机有类似之处。根

据布局方法的不一样PLC可分为整体式和组合式两类。 

1 整体式PLC 

整体式PLC是将中央处置单元CPU、存储器、输入单元、输出单元、电源、通讯端

口、I/O拓展端口等组装在一个箱体内构成主机。别的还有独立的I/O拓展单元与主机配

合运用。整体式PLC的布局紧凑、体积小小型机常选用这种布局。整体式PLC的基本组

成如图4.4所示。 图4.4 

整体式PLC的组成 

 

2组合式PLC 

组合式PLC的组成。这种布局的PLC 是将CPU单元、输入单元、输出单元、智能I/O

单元、通讯单元等别离做成相应的电路板或模块模块之间经过底板上的总线彼此联络。

装有CPU单元称为CPU模块其他单元称为拓展模块。中、大型机常选用组合式布局。由

于组合式的PLC体系配置灵敏有的小型机也选用这种布局。   主机
​
二中央处置器CPU 

CPU由操控电路、运算器、存储器和总线等组成通常都集成在一块芯片上。不一样型

号的PLC运用不一样的CPU部件制作厂家运用CPU部件的体系指令编定体系程序并固化

到只读存储器ROM中。CPU按体系程序赋予的功用接纳编程器或计算机等编程东西

输入的用户程序和数据并存入随机存储器RAM中。CPU按扫描方法作业从规则的

首地址寄存的第一条用户程序开端到用户程序的最终一个地址不停地周期性扫描每

扫描一次就履行一次用户程序。 

CUP是PLC体系的操控中心其首要功用是 

1、 将输入信号用户程序和数据送到PLC中储存起来  

2、 查看电源、存储器、I/O的状况确诊用户程序的语法错误 

3、 按寄存的先后次序取出用户程序进行编译 

4、 完结用户程序规则的各种操作  

5、 将成果送到PLC的输出端呼应各种外部设备如编程器、打印机的恳求 

6、 循环履行1-5进程直到中止运转停止。 

PLC除了可处于运转及编程状况外还可设置成监控状况。此刻PLC既可完结对系通讯单元

 智能I/O单元 输出单元  输入单元  CPU单元  编程器 

PLC或上

位计算机 操控体系现场进程

 

图.组合式PLC组成 统的监控也可经过编程器和计算机修正或改动数据还具有监督PLC作业状况及接纳编

程器操作的功用。 

各种PLC的中央处置单元也不相同但在体系中的效果是共同的。当前中型PLC为了

进步其自身的可靠性常选用双中央处置单元体系一个是主处置器用来处置字节操作

指令操控体系总线监督扫描时间统一办理编程接口另一个是从处置器专门用来

处置操作指令合作操作体系完结PLC编程言语向机器言语变换是加速PLC作业处置速

度的要害。 

二、 存储器 

PLC的存储器是用来寄存体系程序、用户程序和作业数据的。寄存运用软件的存储器

称为用户程序存储器寄存体系程序的存储器称为体系程序存储器。 

一 体系程序存储器 

     PLC厂家依据CPU部件的指令体系编写的程序为体系程序它固化在ROM和EPROM

中。存储在ROM和EPROM中的内容在断电情况下坚持不变。 

体系程度存储器寄存内容包含体系作业程序监控程序、模块化运用功用子程序、

指令解释程序、功用子程序的调用办理程序、体系确诊程序和体系参数。以上内容都是事

先寄存在ROMEPROM芯片中开机后便可运转其间程序但这些内容用户无法直接存

取它和硬件一同决议了该PLC的各项功用。 

二 用户程序存储器 

用户依据机器指令编写的程序称为用户程序通常PLC商品阐明书中所列的存储器就

是指用户存储器不一样PLC商品的存储容量各不相同。用户程序存储器通常选用加备用电

沁供电的RAM寄存在RAM中的内容在PLC断电时会不见所以当前通常选用锂电池在PLC

断电时保管其内容直到用户需求修正时停止。用户程序存储器内容包含用户由编程器键盘输入的程序、各种暂存数据和中心成果等。 

三 ROM和RAM 

1 只读存储器ROM 

ROM中的内容通常是由PLC制作厂家写入的体系程序而且永久驻留所以运转时

首先将查看的成果显现给操作人员然后编译程序将用户键入的操控程序变换由微电脑指

令组成的程序并对用户程序进行讲法查看最终再履行程序。监控程序相当于总控程序

依据用户的需求调用相应的内部程序。例如用编程器挑选作业方法则监控程序就调入“键

盘输入处置程序”将用户键入的程序送到RAM中若编程器挑选运转作业方法则监控

程序将发动用户程序。ROM的容量与PLC的杂乱程度有关。 

2 随机存储器RAM 

RAM是可读写的存储器。读出时RAM 中的内容不被损坏而写入的信息就会掩盖原

来方位上的信息。用户程序是指挑选编程作业方法时用编程东西输入的程序经过预处置

后寄存在RAM的低地址区。而逻辑变量则指在RAM中若干个存储单元中用来寄存的变量

即输入/输出继电器、内部辅佐继电器、坚持继电器、守时器、位移继电器等。通常在PLC

中还有必定数量的数据区供数值运算、A/D、D/A、高速脉冲计数等功用运用内部监控、

办理程序也要运用有些存储单元寄存体系数据。因为不一样类型PLC的存储容量是不相同

的所以在技能阐明书中通常都会给出与用编程和运用存储单元有关的目标如输入/

输出继电器的数量、坚持继电器的数量、内部辅佐继电器的数量、守时器和计数器的数量、

答运用户程度的最大长度等这些目标都间接地反映了RAM的容量。RAM通常和锂电池配

合运用这样在断电时可起到对用户程序的保管效果。 

三、 输入/输出接口 

输入/输出接口起着PLC与外围设备之间传递信息的效果。 一 输入接口 

PLC经过输入接口把工业设备或出产的状况或信息输入主机经过用户程序的运算和

操作将成果经输出接品输出给履行机构。通常情况下现场的输入信号可所以按钮开关、

行程开关、触摸器的触点以及其他一些传感器输出的开关量或模拟量要经过模/数变换

后才干输入PLC内。输入接口通常由光电耦合电路和微电脑输入接口电路组成。 

光电耦合输入接口电路的中心是光电耦合器材运用最多的是由发光二极管和光电晶

体管构成的光电耦合器。将光电耦合电路与现场输入信号衔接可有用避免现场的强电干

扰进入到PLC中。因为信号依托光耦合在电气上彻底阻隔所以传输后的信号不会反应

到输入端不会发生地线搅扰和其窜扰。考虑到发光二极管的正向电阻较小通常为

100Ω-1KΩ所以其输入阻抗较低而外界搅扰信号的内阻远远大于发光二极管的正向电阻

依据分压原理可知只要在发光二极管中经过必定量的电流时它才会发光虽然搅扰源能产

生较大电压但其内阻很大能量并不大只能发生很弱的电流所以搅扰信号遭到按捺。 

依照输入端电源类型的不一样开关量输入单元可分为直流输入单元和沟通输入单元。 

1 直流输入单元 

2 沟通输入单元 

二输出接口 

PLC的输出信号是经过输出接口传送的这些信号操控现场的履行部件完结相应的动作。

常见的现场履行部件有电磁阀、触摸器、继电器、信号灯、功率不大的电动机等。现场

输出接口电路由接口电路和功率驱动电路组成。 

按输出电路所用开关器材的不一样PLC的开关量输出单元可分为晶体管输出单元 、

晶闸管输出单元和继电器输出单元。 

1 晶体管输出 2 双向晶闸管输出 

3 继电器输出 断电器输出型PLC的负载电源能够依据需求选用直流或沟通。继电器触点电气寿数

通常为10万-30万次因此在需求输出点频频通断的场合如高频脉冲输出应选

用晶体管或晶闸输出型的PLC。继电器从线圈得电到触点动作存在延长时间这是造

成输出滞后于输入的缘由之一。 

在PLC的三种输出方法中当前以继电器方法输出较多。继电器方法输出触摸电阻小

但其呼应速度慢通常为毫秒级常用于低速大功率负载。晶闸管方法输出负载电流比较大

耐压也能够较高呼应速度较快而且输出可调理寿数长常用于高速小功率负载。 

 四、 其他部件 

一电源部件 

    PLC中通常有开关稳压电源为内部电路供电。开关电源的输入电压规模宽、体积小、重

量轻、效率高、抗搅扰功用好。有的PLC能向外部供给24V直流电源可给输入单元所连

接的外部开关或传感器供电。 

二I/O拓展端口 

    当主机的I/O点数类型不能满意用户需求时主机能够经过I/O拓展端口衔接I/O拓展单

元来I/O点。没有I/O拓展端口的PLC是不能进行I/O点拓展的。别的经过I/O拓展端品

还能够衔接各种智能单元拓展PLC的功用。 

三外设端口 

    每台PLC都有外设端口经过外设端口PLC可与外部设备相衔接。如衔接编程器输入、

修正用户程序或监控程序的运转有的PLC能够经过外设端口与其他PLC、计算机或终端设

备PT等衔接进行通讯或连成各种网络等还可用EPROM写入器将调试好的用户程序

写入EPROM避免被误改动。 

四编程东西 

编程东西的首要效果是用来修正程序、调试和监控程序的履行还能够在线测验PLC内

部状况和参数与PLC进行人机对话等。编程东西可所以专用的编程器也可所以配有专用

编程软件包的通用计算机。 

1 专用编程器 

专用编程器是出产厂家供给的与该厂家PLC配套的编程东西。专用编程器分为简便编程

器和图形编程器两种。 

简便编程器不能直接输入梯形图程序只能配入句子表程序且有必要与PLC相衔接。简

易编程器有的能够直接插在PLC主机的编程器插座上如OMRON的P型机等有的要有

专用电缆与PLC相连。 

图形编程器分为手持式和台式可直接输入梯形图程序。台式编程器具有用户程序存储

器可把用户输入的程序寄存在自个的存储器中也可把用户程序下载到PLC中。图形编程

器还能供给盒式磁带录音机接口和打含印机接口可将用户程序转存到磁带上或打印出来

有的还可带有磁盘驱动器可将程序转存到磁盘上。图形编程器的长处是屏幕大显现功用

强可是其价格昂贵。 

编程器能够不参加现场运转所以一台编程器能够供多台PLC运用。 

2 计算机辅佐编程 

    当PLC与装有编程软件的计算机衔接通讯时可进行计算机辅佐编程。编程软件的功用

很强能够修正和修正用户的程序、监控体系运转、打印文件、收集和剖析数据、在屏幕上

显现体系运转状况、对工业现场和体系进行仿真、将程序存到磁盘上完结计算机与PLC程

序彼此传送等。 

五智通单元 

PLC富含多种智通单元智能单元自身是一个独立的计算机体系它有自个的CPU、系

统程序、存储器以及与外界相边的接口。对组合式PLC智通单元是PLC体系的一个模块

它与CPU单元体系总线相衔接并在CPU单元的和谐办理下独登时进行作业不能与循环

扫描。 

当前已开发的常用智能单元有A/D单元、D/A单元、高速计数单元、方位操控单元、PID

操控单元、温度操控单元和各种通讯单元等。