PLC基础知识详解：从组成到应用

PLC基础知识详解：从组成到应用

PLC早已不再是当年的PLC，随着工业互联网的发展，PLC在工业自动化控制系统中扮演着更为重要的角色。从简单的机械设备到复杂的自动化系统，都离不开PLC的精细控制。在实际的生产应用中，PLC节省了工业控制的成本。

一、从PLC的组成来看，除CPU、存储器及通信接口外，与工业现场直接有关的还有哪些接口?

• 输入接口：接受被控设备的信号，并通过光电耦合器件和输入电路驱动内部电路接通或断开。
• 输出接口：程序的执行结果通过输出接口的光电耦合器件和输出组件(继电器、晶闸管、晶体管)输出，控制外部负载的接通或断开。

二、PLC的基本单元由哪几个部份组成?

• CPU：PLC的中心部件，指挥PLC进行各种工作，如接受用户程序和数据、诊断、执行执行程序等;
• 存储器：存储系统和用户的程序和数据;
• I/O接口：PLC与工业生产现场被控对象之间的连接部件，用来接受被控设备的信号和输出程序的执行结果;
• 通信接口：通过通信接口与监视器、打印机等其他设备进行信息交换;
• 电源。

三、PLC开关量输出接口有哪几种类型?

• 晶闸管输出型：带交流负载，响应速度快，动作频率高;
• 晶体管输出型：带直流负载，响应速度快，动作频率高;
• 继电器输出型：可带交、直流负载，但其响应时间长，动作频率低。

四、按结构型式分，PLC有哪几种类型?

• 整体式：将CPU、电源、I/O部件都集中在一个机箱内，结构紧凑、价格低，一般小型PLC采用这种结构;
• 模块式：将PLC的各个部分分成若干个单独的模块，可根据需要选配不同模块组成一个系统，，具有配置灵活、方便扩展和维修的特点，一般中、大型PLC采用这种结构。
• 叠装式：结合了整体式和模块式的特点，叠装式PLC的CPU、电源、I/O接口等也是各自独自的模块，但它们之间是靠电缆连接，使得系统不仅配置灵活而且体积小巧。

五、PLC的扫描周期是什么?

• PLC的扫描过程包含内部处理、通信服务、输入处理、程序执行、输出处理五个阶段，这五个阶段扫描一次所需的时间称为扫描周期。
• 扫描周期与CPU运行速度、PLC硬件配置和用户程序长短有关。

六、PLC采用什么方式执行用户程序?用户程序执行过程包括哪些阶段?

PLC采用循环扫描的方式执行用户程序，用户程序的执行过程包括输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段。

七、PLC控制系统与继电器控制系统相比，具有哪些优点?

• 控制方法上：PLC采用程序方式实现控制，，容易改变或增加控制要求，且PLC的触点无限;
• 工作方式上：PLC采用串行工作方式，提高系统的抗干扰能力;
• 控制速度上：PLC的触点实际上是触发器，指令执行的时间在微秒级;
• 定时和计数上：PLC采用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶振提供，精度高、范围宽。PLC具有继电器系统不具备的计数功能;
• 可靠性和可维护性上：PLC采用微电子技术，可靠性高，所具有的自检功能能及时查出

八、PLC为什么会产生输出响应滞后现象?如何提高I/O响应速度?

• 因为PLC采用集中采样、集中输出的循环扫描工作方式，输入端的状态只在每个扫描周期的输入采样阶段才能被读入，而程序的执行结果只在输出刷新阶段才被送出;其次PLC的输入、输出延延迟，用户程序的长度等均能引起输出响应滞后。
• 要提高I/O响入采样、输出刷新，或直接输入采样、输出刷新，以及中断输入输出和智能化I/O接口等多种方式。

九、西门子系列PLC内部软继电器有哪几种?

输入继电器、输出继电器、辅助继电器、状态寄存器、定时器、计数器、寄存器。

十、如何选择PLC?

• 机型选择：应从结构形式、安装方式、功能要求、响应速度、可靠性要求、机型统一等几个方面考虑;
• 容量选择：应从I/O点数、用户存储容量两个方面考虑;
• I/O模块选择：包括开关量和模拟量I/O模块选择，以及特殊功能模块的选择;
• 电源模块及编程器等其它设备的选择。

十一、PLC集中采样、集中输出工作方式的特点是什么?

• 集中采样：在一个扫描周期内，对输入状态的采样只在输入采样阶段进行，当进入程序执行阶段后输入端将被。
• 集中输出：在一个扫描周期内，只有在输出刷新阶段才将输出映像寄存器中与输出有关的状态转存到输出锁存器中，对输出接口进行刷新，在其他阶段输出状态一直保存在输出映像寄存器中。采用这种工作方式可提高系统的抗干扰能力，增强系统的可靠性，但会引起PLC输入/输出响应的滞后。

十二、 PLC采用什么样的工作方式?

• PLC采用集中采样、集中输出、循环扫描的工作方式。
• 特点：
• 集中采样是指在一个扫描周期内，PLC对输入状态的采样只在输入采样阶段进行，当进入程序执行阶段后输入端将被。
• 集中输出是指在一个扫描周期内，PLC只在输出刷新阶段才将输出映像寄存器中与输出有关的状态转存到输出锁存器中，对输出接口进行刷新，在其他阶段输出状态一直保存在输出映像寄存器中。
• 循环扫描是指PLC在一个扫描周期内需要执行多个操作，它采用分时扫描的方式按顺序逐个执行，周而复始重复运行。

十三、电磁接触器主要由哪几部分组成?

电磁接触器一般由电磁机构、触点、灭弧装置、释放弹簧机构、支架与底座等几部分组成。接触器根据电磁原理工作：当电磁线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触点动作，使常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁力消失，衔铁在释放弹簧的作用下降放，使触点复原，即常开触点断开，常闭触点闭合。

十四、可编程序控制器(PLC)的定义是什么?

• 可编程控制器(PLC)是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过过程。
• PLC及其有关的设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

十五、PLC系统与继电接触器系统工作原理有何不同?

• 组成器件不同
• 触点数量不同
• 实施控制的方法不同