tag 标签: plc

相关帖子
相关博文
  • 热度 2
    2018-12-12 17:14
    1168 次阅读|
    0 个评论
    本文深入探讨了可编程逻辑控制器(PLC),文中回顾了PLC在工厂自动化中的应用历史和所扮演的角色,讨论了PLC的基本工作原理,分析了工业控制系统的核心电路:模拟输入、模拟输出、分布式控制(现场总线)接口、数字输入和输出(I/O)、CPU以及隔离电源,每个章节都给出了相应的功能框图和推荐器件。 可编程逻辑控制器(PLC)始终是工厂自动化和工业过程控制有机组成的一部分。从简单的照明功能到环境系统、再到化学加工等各种应用,都离不开PLC控制。这些系统具备许多功能,提供各种模拟和数字输入/输出接口、信号处理、数据转换以及各种不同的通信协议。PLC的所有元件和功能都以控制器为中心,而控制器则针对某项具体任务进行编程。 基本的PLC组件必须足够灵活并可配置,以满足不同工厂和应用的需求。输入激励(无论是模拟还是数字信号)来自机器装置、传感器或过程事件,表现为电压或电流。PLC必须准确地为CPU提供解析并转换激励信号,CPU进而确定一组发给输出系统的指令,而后者控制着安装在工厂或另一工业环境的执行机构。 现代PLC起源于上世纪60年代,在随后的几十年中,通用功能和信号通道发生了少许变化。然而,21世纪的过程控制为PLC提出了更加艰巨的新要求:更高性能、更小体积和更大的功能灵活性。必须内置保护功能,防止潜在的破坏性静电放电(ESD)、电磁干扰和射频干扰(RFI/EMI),以及恶劣的工业环境中常见的大幅值瞬态脉冲。 可靠设计 PLC需要在工业环境中无故障工作数年,而这种环境对于为PLC提供卓越灵活性和精密性的微电子元件有较大损害。Maxim比任何一家混合信号IC厂商都更能理解这一状况,因为我们在成立之初就以卓越的产品可靠性和创新方案领先于同行业竞争者,确保高性能电子器件免受恶劣环境的损害,包括高ESD、高瞬态电压摆幅和EMI/RFI。设计人员已经普遍认可Maxim的产品,因为这些产品解决了模拟、混合信号设计的难题,并将年复一年坚持不懈地解决这类问题。 更高集成度 PLC具有4至数百路输入/输出(I/O)通道,支持各种不同规格的应用,因此,尺寸和功率也像系统精度、可靠性一样重要。Maxim坚持在IC中集成正确的功能,始终保持同行业的领先地位,从而减小了总体系统的空间和功率需求,得到更加紧凑的设计。Maxim能够以最小尺寸提供数百款低功耗、高精度IC,使得系统设计人员能够构建完全满足苛刻的空间、功耗要求的精密产品。 工厂自动化—新发明 装配生产线是人类历史上相当新的发明创造,许多国家都在同一时期涌现出了类似的创新方案。我们在此列举了美国的几个示例。 Samuel Colt (美国枪支制造商)在19世纪中叶展示了一种通用部件。早期的枪支需要独立制造每杆枪的部件,然后再分别进行组装。为了实现自动装配,Colt先生尝试把10只枪的所有部件分别放置在不同箱子内,然后随机地从箱子里抓取这些部件并组装成一只枪。20世纪初期,Henry Ford进一步拓展了大批量生产技术。他设立了固定装配厂,汽车在生产线上传递到不同车间。雇员只需要了解很少的装配知识,在以后的工作中也只进行这类工作。1954年,George Devol申请了美国专利2,988,237,这项专利标志着首个工业机器人的诞生,该机器人命名为Unimate。20世纪60年代末期,General Motors®使用PLC组装汽车的自动变速器。Dick Morley—PLC之父,为GM®开发了首款PLC (Modicon),他的美国专利3,761,893是当今许多PLC的基础(有关上述四位发明家的详细信息,请参考:www.wikipedia.org/;相关专利请查询:http://patft.uspto.gov/netahtml/PTO/srchnum.htm)。 基本的PLC操作 过程控制可以简单到何种程度? 我们以一个常见的家用加热器为例进行说明。 加热器部件密封在一个容器内,便于系统通信。这个概念可以扩展到远端控制的家用恒温加热器,通信距离在几米左右,通常采用电压控制。 现在,我们在这个小型简单过程控制系统的基础上加以拓展,一个工厂需要哪些控制和配置? 远距离传输线的阻抗、EMI和RFI使得电压控制方案的实施非常困难,这种情况下,电流环不失为简单、有效的解决方案。由基尔霍夫定律可知,电流环中任何一点的电流等于环路中其它所有点的电流,由此可以抵消传输线阻抗的影响。由于环路阻抗和带宽较低(几百欧姆,并且< 100Hz),EMI和RFI的杂散拾取被降至最小。PLC系统对于适当的控制非常有用,例如工厂生产系统。 家用电热器,一个简单的过程控制示例。 工厂远程通信 PLC的电流环传输 电流控制环的应用始于20世纪早期的电传打字机,最早使用的是0–60mA环路,后来改为0–20mA环路,PLC系统率先采用了4–20mA环路。 4–20mA电流环有很多优势。在传统的分立器件设计中需要仔细计算,而且与当前的集成4–20mA IC相比,电路占用很大空间。 测量到的任何电流值都代表一定的信息。实际应用中,4–20mA电流环路工作在0mA至24mA电流范围。但0mA至4mA和20mA至24mA电流范围用于诊断和系统校准。由于低于4mA和高于20mA的电流用于诊断,可以认为介于0mA和4mA之间的读数表示系统中传输线断开。同样,介于20mA和24mA之间的读数可以表示系统中出现潜在的短路故障。 4–20mA通信的增强版称为高速可寻址远端传感器,该系统向下兼容4–20mA仪表。在HART系统中,采用基于微处理器的智能化集成现场器件能够实现双向通信。根据HART协议,能够在同一4–20mA模拟电流信号线对上承载附加的数字信息,用于过程控制。 PLC的功能可划分成几个功能组。许多PLC厂商将这些功能集成为独立模块,每个模块所具备的功能随具体应用而有所不同。很多模块具有多种功能,可与多种传感器接口连接。然而,多数情况下会针对特殊应用设计专用模块或扩展模块,例如:电阻温度检测器(RTD)、传感器或热电偶传感器。通常,所有模块具备相同的核心功能:模拟输入、模拟输出、分布式控制(例如现场总线)、接口、数字输入和输出(I/O)、CPU以及电源。我们将逐一说明这些核心功能,传感器和传感器接口将在其它章节分别介绍。 PLC简化框图 来源:maxim
  • 热度 4
    2018-10-31 12:38
    1197 次阅读|
    0 个评论
    生产现场端的数据已经准备完毕。 PLC就好比是一个一个的存储仓库,PLC内部各映射端口地址的数据就是存储的物品,端口地址就是第几区的第几排的第几层的第几位置。 工作现场的数据的规模经常用 “点”来表示,比如说:这个PLC采集60个点,电压的大小是一个点,指示灯的亮灭是一个点......不同PLC可采集的点的数量,不同的厂家和型号都不一致。当现场采集点数超过所用时的PLC范围是,采用多个PLC并行采集,必要的时,再将这些PLC连接至一个总的PLC上统一对外,形成PLC的级联。 普通的 PLC是不可以直接接入互联网的。虽然PLC可以联网,但是,PLC的主要作用是工控现场的测控中心,让他指挥设备干活可以,让他去直接面对互联网的明枪暗箭,他不擅长。所以,PLC之外,需接如工控网关等,更复杂的甚至需要多级软硬件隔离、保护设施,目的就是需要保护现场设备不被恶意控制。 一般的应用来讲,一个专用的工控网关就可以了,千八百的成本,实现了硬件、软件多重机制的隔离。现在新出了工控网关,专门实现了 PLC的设置,很方便的配置读取采集数据,向后方发送到服务器端接收。 现场也可以使用工控电脑,直接将采集数据缓存到硬盘上,且工控电脑在现场还可以做一些数据处理逻辑,包括状态监控,实时报警控制、初步数据筛选等,这可以大为减少后端服务器的压力。按流行的名词,使用边缘计算减轻云端压力。且这种方式,进一步隔离了设备管理和数据传输,提高了安全性,同时,可根据现场设备控制的不同安全等级设置不同等级的自控措施,提高了设备管控安全和分级权限管控安全和的设备实时控制分级安全。而一台工控电脑的成本几千元,再找人写一个程序负责上述功能的实现,也同样几千元,不必花太多的成本,供各位企业家参考。 传输通道遵循因地制宜的方针,有线以太网或 WLAN是首选,但在偏僻的地方,数据量大如实时视频,可以考虑4G/5G无线信号,只是数据信息,考虑现在很火的NB-IOT。 如果可能的话,现场网关和公司服务器 通信时数据加密 ,使用 VPN传输,进一步增强数据传输的安全性。类似于在马路上建设专用公交车道。 公司专门准备一台服务器或普通的计算机,买几个大容量的硬盘,找个普通的 IT工程师,就可以将数据存储到公司,使用免费的Linux操作系统和免费的数据库,既便宜又很安全。 注意,告诉 IT工程师,不要直接对存储的数据库进行操作,且做好拷贝,这样保证数据的安全。将数据库放置在公司的内网隔离,严格控制访问数据库的权限。 传输桥成。 为什么这样做,因为,在现在的时代,数据的时代,数据就是未被开采的原矿,其中蕴含的财富有多大,是目前尖端 IT公司仍然孜孜不倦探索的前沿,仅仅已知的知识就足以说明,得数据者得先机。
  • 热度 2
    2015-1-19 11:25
    478 次阅读|
    0 个评论
      称重传感器经常用在室外或者在室内有些潮湿的地方我们就需要称重传感器能够防潮。称重传感器的应变计是传感器最重要的部分,一旦应变计受潮就会影响传感器的精度和稳定性甚至造成故障。所以对传感器防潮就显得格外重要。   对于称重传感器的防潮性,我们有很多方法。第一点封装电阻应变计,也就是用防水材料覆盖住应变计。第二点控制环境或制造出低湿度环境,有必要阻止潮气进入密封的荷重传感器。第三点需要保证高质量的复合防水密封,在整个工作温度下,保持传感器的元件不受影响,并且有最小的渗透性。高质量称重传感器电缆将导体和外壳严密的结合,防止潮气通过电缆芯进入内部。第四点则是焊接封口、玻璃和金属电缆接头有时也很有效。这些处理过后称重传感器的防潮性就得到了最大的保障。   现在很多传感器不仅仅是防潮,很多都要求防水了,比如有些传感器需要用到水下工作,这时候仅仅防潮是不行的,必须是防水,这就要求传感器具有更高的密封性,客户在选择防水传感器的时候一定要了解厂家的生产能力能否生产出防水的传感器,以免日后使用不便。   广州市威恒电子有限公司:http://www.waytop-ele.com     http://www.gzplc.com
  • 热度 2
    2015-1-18 11:03
    445 次阅读|
    0 个评论
      传感元件(变送器)将有用的物理信号转换为电信号,例如:用于测量压力的压阻桥、用于检测超声波的压电传感器以及用于测量气体浓度的电化单元等。传感元件产生的电信号都很小,并且为非理想状态,例如:温度漂移和非线性传输函数等。   传感器模拟前端(例如:德州仪器LMP91000)和传感器信号调节器(例如:德州仪器PGA400/450),用于把这些传感元件所产生的小信号放大到可用水平。PGA400/450包含完整的信号调节电路,以及可刺激传感元件、管理功率并与外部控制器连接的一些电路。另外,如PGA400等器件还能够对这些传感元件的非理想状态进行校准。   多模态信号调节   通常,为了实现信号调节或者更高级别的监控,我们需要对多个传感元件的输出进行测量。例如,处理某个典型压阻桥的输出,便要求同时对桥和温度传感器的输出进行测量。同样,处理热电偶的输出,要求同时对该热电偶和测量连接器温度的传感器的输出进行测量。测量连接器温度的目的是完成冷接点补偿。同一个信号调节器对多个传感元件进行处理的情况被称作“多模态信号调节”。   混合信号信号调节   传感器信号调节的另一个方面是发生信号调节的电域。德州仪器PGA309器件的电阻桥传感元件的信号调节发生在模拟域内。在如PGA400等器件中,信号调节同时发生在模拟和数字域内。后一种情况被称作“混合信号信号调节”。   混合信号调节器的一个关键组成部分是模数转换器(ADC)。在信号达到智能补偿模块以前,两个传感元件始终都有独立的信号通路。之后,该模块组合这两个信号,产生经过处理之后的输出。   广州市威恒电子有限公司:http://www.waytop-ele.com http://www.gzplc.com
  • 热度 2
    2015-1-17 11:23
    513 次阅读|
    0 个评论
      超声波流量计主要由安装在测量管道上的超声换能器(或由换能器和测量管组成的超声流量传感器)和转换器组成。转换器在结构上分为固定盘装式和便携式两大类。   换能器和转换器之间由专用信号传输电缆连接,在固定测量的场合需在适当的地方装接线盒。外夹式换能器通常还需配用安装卡箍和耦合剂。   一、超声波流量计分类   可以从不同角度对超声波流量计进行分类。   1.按测量原理分类:封闭管道按测量原理有5种,现在用得最多的是传播时间法和多普勒法两大类。   2.按被测介质分类:有气体用和液体用两类。传播时间法两种介质各自专用,因换能器工作频率各异,通常气体在100~300kHz之间,液体在1~5MHz之间。   气体仪表不能用夹装式换能器,因固体和气体边界间超声波传播效率较低。   3.传播时间法按声道数分类:按声道数分类常用的有单声道、双声道、四声道和八声道四种。   近年有出现三声道、五声道和六声道。四声道及以上的多声道配置对提高测量精度起很大作用。各声道按换能器分布位置又可分为以下几种。   a.单声道 有Z法(透过法)和V法(反射法)两种。   b.双声道 有X法(2Z法、交差法)、2V法和平行法三种。   c.四声道 有4Z法和平行法两种。   d.八声道 有平行法和两平行四声道交差法二种。   4.按换能器安装方式分类有   a.可移动安装   b.固定安装   二、超声波流量计选型   1.根据要测量的介质选型,先确定选用液体型的还是选用气体型的。   2.根据测量精度要求选择使用单声道类型还是选用多声道类型的。一般来说,多声道超声波流量计的测量精度要高于单声道超声波流量计。   3.根据安装现场条件选择使用外夹式超声波流量计或者管道式超声波流量计。如果安装现场的管道不能停工,也不能断开管道,那只能选择外夹式。   4.根据经济能力及其他方面因素来选择超声波流量计。   广州市威恒电子有限公司:http://www.waytop-ele.com   http://www.gzplc.com
相关资源
广告