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合理的結(jié)構(gòu)型式
PLC主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。
整體式PLC的每一個(gè)I/O點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜,且體積相對(duì)較小,一般用于系統(tǒng)工藝過(guò)程較為固定的小型控制系統(tǒng)中;而模塊式PLC的功能擴(kuò)展靈活方便,在I/O點(diǎn)數(shù)、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、I/O模塊的種類等方面選擇余地大,且維修方便,一般于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)。
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PLC轉(zhuǎn)換原理
1. 數(shù)模轉(zhuǎn)換器是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的系統(tǒng),一般用低通濾波即可以實(shí)現(xiàn)。數(shù)字信號(hào)先進(jìn)行解開(kāi)密碼,即把數(shù)字碼轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的電平,形成階梯狀信號(hào),然后進(jìn)行低通濾波。
根據(jù)信號(hào)與系統(tǒng)的理論,數(shù)字階梯狀信號(hào)可以看作理想沖激采樣信號(hào)和矩形脈沖信號(hào)的卷積,那么由卷積定理,數(shù)字信號(hào)的頻譜就是沖激采樣信號(hào)的頻譜與矩形脈沖頻譜(即Sa函數(shù))的乘積。這樣,用Sa函數(shù)的倒數(shù)作為頻譜特性補(bǔ)償,由數(shù)字信號(hào)便可恢復(fù)為采樣信號(hào)。由采樣定理,采樣信號(hào)的頻譜經(jīng)理想低通濾波便得到原來(lái)模擬信號(hào)的頻譜。
一般實(shí)現(xiàn)時(shí),不是直接依據(jù)這些原理,因?yàn)榧怃J的采樣信號(hào)很難獲得,因此,這兩次濾波(Sa函數(shù)和理想低通)可以合并(級(jí)聯(lián)),并且由于這各系統(tǒng)的濾波特性是物理不可實(shí)現(xiàn)的,所以在真實(shí)的系統(tǒng)中只能近似完成。
2. 模數(shù)轉(zhuǎn)換器是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的系統(tǒng),是一個(gè)濾波、采樣保持和編碼的過(guò)程。
模擬信號(hào)經(jīng)帶限濾波,采樣保持電路,變?yōu)殡A梯形狀信號(hào),然后通過(guò)編碼器, 使得階梯狀信號(hào)中的各個(gè)電平變?yōu)槎M(jìn)制碼。
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PLC控制器的發(fā)展歷程
PLC控制器是由模仿原繼電器控制原理發(fā)展起來(lái)的,二十世紀(jì)七十年代的PLC控制器只有開(kāi)關(guān)量邏輯控制,首先應(yīng)用的是汽車制造行業(yè)。它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令;并通過(guò)數(shù)字輸入和輸出操作,來(lái)控制各類機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過(guò)程的工藝要求,并事先存入PLC控制器的用戶程序存儲(chǔ)器中。運(yùn)行時(shí)按存儲(chǔ)程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行,以完成工藝流程要求的操作。PLC控制器的CPU內(nèi)有指示程序步存儲(chǔ)地址的程序計(jì)數(shù)器,在程序運(yùn)行過(guò)程中,每執(zhí)行一步該計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1,程序從起始步(步序號(hào)為零)起依次執(zhí)行到終步(通常為END指令),然后再返回起始步循環(huán)運(yùn)算。PLC控制器每完成一次循環(huán)操作所需的時(shí)間稱為一個(gè)掃描周期。不同型號(hào)的PLC控制器,循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。PLC用梯形圖編程,在解算邏輯方面,表現(xiàn)出快速的優(yōu)點(diǎn),國(guó)產(chǎn)中型PLC生產(chǎn)商,在微秒量級(jí),解算1K邏輯程序不到1毫秒。它把所有的輸入都當(dāng)成開(kāi)關(guān)量來(lái)處理,16位(也有32位的)為一個(gè)模擬量。大型PLC控制器使用另外一個(gè)CPU來(lái)完成模擬量的運(yùn)算。把計(jì)算結(jié)果送給PLC的控制器。
相同I/O點(diǎn)數(shù)的系統(tǒng),用PLC控制器比用DCS,其成本要低一些(大約能省40%左右)。PLC沒(méi)有操作站,它用的軟件和硬件都是通用的,所以維護(hù)成本比DCS要低很多。一個(gè)PLC的控制器,可以接收幾千個(gè)I/O點(diǎn)(可達(dá)8000多個(gè)I/O)。如果被控對(duì)象主要是設(shè)備連鎖、回路很少,采用PLC較為合適。PLC由于采用通用監(jiān)控的軟件,在設(shè)計(jì)企業(yè)的管理信息系統(tǒng)方面,要容易一些。
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