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西门子数控系统广州供应商

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PLC控制与传统控制技术

PLC控制是在继电器控制的基础上发展而来的一种控制技术,因此PLC控制系统与电器控制系统相比,有许多相似之处,但也有许多不同,不同之处主要体现在以下几个方面。

(1)从控制方法上看,电器控制系统的控制逻辑采用硬件接线,利用继电器机械触点的串联或并联等组合成控制逻辑,只能完成既定的逻辑控制,其连线多且复杂、体积大、功耗大,系统构成后,想再改变或增加功能较为困难。另外,继电器的触点数量有限,因此电器控制系统的灵活性和可扩展性受到很大限制。而PLC采用了计算机技术,其控制逻辑是以程序的方式存放在存储器中的,要改变控制逻辑只需改变程序,因而很容易改变或增加系统功能。又由于其系统连线少、体积小、功耗小,而且PLC所谓的“软继电器”实质上是存储器单元的状态,所以“软继电器”的触点数量是无限的,PLC系统的灵活性和可扩展性好。

(2)从工作方式上看,在继电器控制电路中,当电源接通时,电路中的所有继电器都处于受制约状态,即该吸合的继电器都同时吸合,不该吸合的继电器受某种条件限制而不能吸合,这种工作方式称为并行工作方式。而PLC的用户程序是按一定顺序循环执行的,各软继电器都处于周期性循环扫描接通中,受同一条件制约的各个继电器的动作次序决定于程序扫描顺序,这种工作方式称为串行工作方式。

(3)从控制速度上看,电器控制系统依靠机械触点的动作以实现控制,工作频率低,时间为ms级,而且机械触点还会出现抖动问题。而PLC是通过程序指令控制半导体电路来实现控制的,速度快,程序指令执行时间在μs级,且不会出现触点抖动问题。西门子数控系统广州供应商

(4)从定时和计数控制上看,电器控制系统采用时间继电器的延时动作进行时间控制,时间继电器的延时时间易受环境温度和温度变化的影响,定时精度不高。而PLC采用半导体集成电路作为定时器,时钟脉冲由晶体振荡器产生,精度高,定时范围宽,用户可根据需要在程序中设定定时值,修改方便,不受环境的影响,且PLC具有计数功能,而电器控制系统一般不具备计数功能。

(5)从可靠性和可维护性上看,由于电器控制系统使用了大量的机械触点,存在机械磨损、电弧烧伤等,寿命短,系统的连线多,所以其可靠性和可维护性较差。而PLC大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成,其寿命长、可靠性高。PLC还具有自诊断功能,能查出自身的故障,随时显示给操作人员,并能动态地监视控制程序的执行情况,为现场调试和维护提供了方便。

尽管PLC控制有许多的优点,但值得我们注意的是,PLC和继电器逻辑控制在欧洲从20世纪70年代到现在从来没有抵触过。而且PLC和继电器在控制系统中是相辅相成的,直到现在,继电器从来没有停止进一步的发展,包括SIEMENS在内也从来没有承诺普通PLC是安全的,例如,设备的安全控制(停电、重起、人身防护)都是由专门安全继电器来保证的,因此至今欧洲还有许多专门生产商在生产、研发继电器。西门子数控系统广州供应商

 

 PLC技术开发特点及流程

PLC发明之前,在工业控制的顺序控制领域内,常采用诸如继电器、鼓式开关、纸带阅读器等机械、电气式器件作为控制元件,尤其是控制继电器,在离散制造过程控制领域内,成为“开关控制系统”中Z广泛使用的器件。 

此外电机抖动,三相电流,电压不平衡,有频率显示却无电压输出,这些现象都有可能是IGBT模块损坏。IGBT模块损坏的原因有多种,首先是外部负载发生故障而导致IGBT模块的损坏如负载发生短路,堵转等。其次驱动电路老化也有可能导致驱动波形失真,或驱动电压波动太大而导致IGBT损坏,从而导致SC故障报警。

GF—接地故障

接地故障也是平时会碰到的故障,在排除电机接地存在问题的原因外,***可能发生故障的部分就是霍尔传感器了,霍尔传感器由于受温度,湿度等环境因数的影响,工作点很容易发生飘移,导致GF报警。

限流运行

在平时运行中我们可能会碰到变频器提示电流极限。对于一般的变频器在限流报警出现时不能正常平滑的工作,电压(频率)首先要降下来,直到电流下降到允许的范围,一旦电流低于允许值,电压(频率)会再次上升,从而导致系统的不稳定。

丹佛斯变频器采用内部斜率控制,在不超过预定限流值的情况下寻找工作点,并控制电机平稳地运行在工作点,并将警告信号反馈客户,依据警告信息我们再去检查负载和电机是否有问题。

主回路跳闸

这种故障表现为变频器运行过程中有大的响声(俗称“放炮”),或开机时送不上电,变频器控制用的断路器或空气开关跳闸。这种情况一般是由于主电路(包括整流模块、电解电容或逆变桥)直接击穿短路所致,在击穿的瞬间强烈的大电流造成模块炸裂而产生巨大响声。关于模块的损坏原因,是多方面的,不好一概而论。现仅就所遇到的几类情况加以列举。

①整流模块的损坏大多是由于电网的污染造成的。因变频器控制电路中使用可控整流器(如可控硅电焊机、机车充电瓶等),使电网的波形不再是规则的正弦波,使整流模块受电网的污染而损坏,这需要增强变频器输入端的电源吸收能力。 西门子数控系统广州供应商

后来,随着电子科技的发展及产业应用的需要,其控制功能已经远远超出逻辑控制的范畴,PLC的功能也日益强大,在PLC中加入了模拟量、位置控制及网络等功能,其名称定义为可编程序控制器(Programmable Controller),简称PC。但由于PC易与个人计算机(Personal Computer)的简称PC产生混淆,所以现在仍使用PLC这一简称,而中文仍然称为“可编程序控制器”。

自1976年以来,微处理器开始引入PLC领域,使当今PLC具有采集与处理大量数据,完成数学运算,与其他智能器件通信的能力,以及具有先进的人—机对话手段(如键盘、CRT和语音对话)。近年来,由于现场总线理念的出现和相关标准的建立,以及产品的迅速发展,PLC成为现场总线的一个重要组成部分,进一步扩大了PLC的应用领域。

由于PLC同时提高了功能和柔性度,使其应用迅速增长,并普及到许多其他离散零件制造工业领域,随后又扩展到与批量生产和连续生产过程有关的工业领域。随着CIMS(计算机集成制造系统)的发展,PLC当前还被人们应用于工厂通信网络、柔性制造系统、工业机器人和大型分散型控制系统。

总结起来,从1969年第 一台PLC问世至今,可编程序控制器大约经历了三个阶段。

第 一阶段:开发的PLC容量较小,I/O点数小于120点,用户存储区容量在2KB左右,扫描速度为20~50ms/KB,指令较为简单,只有逻辑运算、计时和计数等,编程语言采用简单的语句表语言,主要用于开关量控制。

第二阶段:PLC 的容量有所扩展,I/O点数从 512点扩至1024点,用户程序存储区容量扩展到8KB以上,速度也有提高,扫描速度达到5~6ms/KB,指令功能除了基本的逻辑运算、计时和计数外,还增加了算术运算指令、比较指令,以及模拟量处理指令等,输入/输出类型也由纯开关量I/O扩展为带模拟量的I/O,编程语言除了使用语句表外,还可以使用梯形图编程语言。

第三阶段:进入20世纪80年代以来,随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术的迅迅猛发展,以16位和32位微处理器构成的PLC得到惊人的发展,其功能远远超出了上述两阶段的产品。这一阶段是PLC发展Z快的时期,PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力上得到大幅度提高,PLC逐渐进入过程控制领域,新一代PLC主要向以下两个方面进行发展。西门子数控系统广州供应商

(1)大型产品的I/O点数超过4000点,有些产品达到8000个I/O点,用户存储区容量超过32KB,配置有各种智能模块(如温度控制模块、轴定位模块和过程控制模块等)和通信模块,扫描速率也大大提高,达到0.47ms/KB,指令功能除了基本的逻辑运算、计时、计数和顺序控制外,还增加了算术浮点运算指令、PID调节功能指令、图形组态功能指令、网络和通信指令等,编程语言普遍采用梯形图编程语言,同时也使用语句表和顺序功能图语言。

(2)为了提高系统的可靠性,新一代的PLC向超小型化和加强型功能发展,有16点I/O、24点I/O的整体型小型PLC,在小型PLC上配置模拟量I/O、通信口、高速计数,指令上也设置有算术运算、比较指令及PID调节指令等。小型PLC使用的手握式编程器使用大面积液晶显示器,也可以用梯形图和GRAFCET语言进行编程。

新型的PLC不仅在硬件上进行了更新,在软件设计上也有很大改进,普遍实现了软件模块化设计,在PLC产品上提供了大量的通用和专用软件功能模块,用户通过简单的功能调用就可实现复杂的控制任务,这给使用带来极大的方便。使用的编程器越来越完善,专用编程器实际上已经是一台个人计算机,可以实现离线编程或在线编程及监控,程序打印及程序固化,可以实现图形组态及联网(即挂在PLC网络上),有些编程器还可以使用高 级语言。除了专用编程器外,很多PLC可以使用通用的笔记本电脑实现编程,开发一些专用软件,充分利用了个人计算机的能力,完成各种高 级的编程功能,省却了专用编程器,既便于推广又节省投资。随着技术的进步,PLC的功能也越来越强,应用范畴越来越广,与其他工业控制机,如分散型控制系统(DCS)的界限已经不十分明显,很多以往必须由分散型控制系统来完成的控制,现在用PLC都能实现,因此在应用上“交错”已经成为普遍现象。

 


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