¿En qué campos se utilizan principalmente los plc? En el campo del control de automatización, el PLC es un equipo de control importante. Actualmente, más de 200 fabricantes en todo el mundo producen más de 300 tipos de productos PLC, que se utilizan en automóviles (23%), procesamiento de alimentos (16,4%), productos químicos/farmacéuticos (14,6%), metales/minería (11,5%). y pulpa. Para facilitar la comprensión del PLC a los principiantes, este artículo presenta brevemente el desarrollo, la estructura básica, la configuración y la aplicación del PLC para ayudar a los internautas. 1. El proceso de desarrollo de PLC En el proceso de producción industrial, una gran cantidad de interruptores se controlan secuencialmente y actúan secuencialmente de acuerdo con condiciones lógicas, controlan las acciones de protección de enclavamiento de acuerdo con relaciones lógicas y recopilan una gran cantidad de datos discretos. Tradicionalmente, estas funciones se logran mediante sistemas de control neumáticos o eléctricos. En 1968, la empresa estadounidense GM (General Motors) propuso reemplazar el dispositivo de control electrónico. Al año siguiente, la American Digital Company desarrolló un dispositivo de control basado en circuitos integrados y tecnología electrónica, que se utilizó por primera vez para el control eléctrico mediante programación. Esta es la primera generación de controladores programables, llamados controladores programables (PC). Tras el desarrollo de las computadoras personales (PC para abreviar), con el fin de facilitar y reflejar las características funcionales de los controladores programables, se les denominó controladores lógicos programables (PLC). Hoy en día, al PLC se le suele denominar abreviadamente PC. PLC tiene muchas definiciones. La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) define PLC como: Un controlador programable es un sistema electrónico con funcionamiento digital, especialmente diseñado para su uso en entornos industriales. Utiliza memoria programable para almacenar instrucciones para realizar operaciones lógicas, control de secuencia, sincronización, conteo y operaciones aritméticas, y para controlar varios tipos de máquinas o procesos de producción a través de entradas y salidas digitales y analógicas. Los controladores programables y los equipos relacionados deben diseñarse de acuerdo con el principio de que sean fáciles de integrar con el sistema de control industrial y ampliar sus funciones. Desde la década de 1980 hasta mediados de la de 1990, PLC se desarrolló más rápidamente, con una tasa de crecimiento anual del 30 al 40%. Durante este período, las capacidades de procesamiento analógico, las capacidades de computación digital, las capacidades de interfaz hombre-máquina y las capacidades de red de los PLC han mejorado enormemente. El PLC ingresó gradualmente al campo del control de procesos y reemplazó el sistema de control de procesos dominante en algunas aplicaciones. El PLC tiene las características de gran versatilidad, fácil uso, amplia adaptabilidad, alta confiabilidad, gran capacidad antiinterferente y programación simple. La posición del PLC en el control de la automatización industrial, especialmente el control de secuencia, es insustituible en el futuro previsible. 2. La composición del PLC se divide en dos tipos: fijo y modular. El PLC fijo incluye placa de CPU, placa de E/S, panel de visualización, bloque de memoria, fuente de alimentación, etc. Estos elementos se combinan en un todo indivisible. El PLC modular incluye módulos de CPU, módulos de E/S, memoria, módulos de alimentación, backplanes o bastidores, que se pueden combinar y configurar según ciertas reglas. 3. Composición La CPU es el núcleo del PLC y desempeña el papel de centro neurálgico. Cada conjunto de PLC tiene al menos una CPU, que recibe y almacena programas y datos de usuario de acuerdo con las funciones proporcionadas por el programa del sistema PLC. Recopila el estado o los datos enviados por los dispositivos de entrada en el sitio mediante escaneo y los almacena en registros designados. Al mismo tiempo, se diagnostica el estado de funcionamiento de la fuente de alimentación y los circuitos internos del PLC y errores de sintaxis en el proceso de programación. Después de ingresar a la operación, las instrucciones se leen una por una desde la memoria del programa de usuario y, después del análisis, se generan las señales de control correspondientes de acuerdo con las tareas especificadas en las instrucciones para comandar los circuitos de control relevantes. La CPU se compone principalmente de unidades aritméticas, controladores, registros y buses de datos, control y estado que los conectan. La unidad CPU también incluye chips periféricos, interfaces de bus y circuitos relacionados. La memoria se utiliza principalmente para almacenar programas y datos y es una unidad indispensable del PLC. Desde el punto de vista del usuario, no es necesario analizar en detalle el circuito interno de la CPU, pero sí es necesario comprender completamente el mecanismo de funcionamiento de cada parte. El controlador de la CPU controla el trabajo de la CPU, que lee, interpreta y ejecuta instrucciones. Pero el ritmo de trabajo está controlado por señales oscilantes. La unidad aritmética se utiliza para operaciones numéricas o lógicas y funciona según el comando del controlador. El registro participa en la operación y almacena los resultados intermedios de la operación. También funciona bajo el mando del controlador. La velocidad de la CPU y la capacidad de la memoria son parámetros importantes del PLC, que determinan la velocidad de trabajo, la cantidad de IO y la capacidad del software del PLC, limitando así la escala de control. 4. Módulo de entrada y salida La interfaz entre el PLC y los circuitos eléctricos se completa a través de la parte de entrada y salida (E/S). El módulo de E/S integra el circuito de E/S del PLC. Su registro de entrada refleja el estado de la señal de entrada y su punto de salida refleja el estado del pestillo de salida.
El módulo de entrada convierte señales eléctricas en señales digitales e ingresa al sistema PLC, mientras que el módulo de salida hace lo contrario. Las E/S se dividen en módulos como entrada de conmutación (DI), salida de conmutación (DO), entrada analógica (AI) y salida analógica (AO). El valor de encendido y apagado se refiere a una señal con solo dos estados (o 1 y 0), y el valor analógico se refiere a un valor que cambia continuamente. Las clasificaciones de E/S comúnmente utilizadas son las siguientes: Valor de encendido/apagado: dividido en 220 VCA, 110 VCA, 24 VCC según el nivel de voltaje y dividido en aislamiento de relé y aislamiento de transistor según el método de aislamiento. Cantidad analógica: Según el tipo de señal, hay tipos de corriente (4-20 mA, 0-20 mA), tipos de voltaje (0-10 V, 0-5 V, -10-10 V), etc. Según la precisión, hay 12 bits. , 65438+. Además del IO general anterior, también hay módulos de IO especiales, como resistencias térmicas, termopares, pulsos, etc. Las especificaciones y cantidad de módulos se determinan según el número de puntos de E/S. Puede haber más o menos módulos de E/S, pero el número máximo está limitado por la capacidad de configuración básica que la CPU puede gestionar, es decir, por el número máximo de ranuras de backplane o rack. 5. La fuente de alimentación del PLC del módulo de alimentación se utiliza para proporcionar energía de trabajo al circuito integrado del módulo PLC. Al mismo tiempo, algunos también proporcionan una fuente de alimentación de funcionamiento de 24 V para el circuito de entrada. Los tipos de entrada de energía incluyen: alimentación de CA (220 VCA o 110 VCA) y alimentación de CC (generalmente 24 VCA). Verbo intransitivo Placa base o bastidor La mayoría de los PLC modulares utilizan una placa base o bastidor. Su función es: eléctricamente, realizar la conexión entre módulos para que la CPU pueda acceder a todos los módulos en la placa base. Mecánicamente, realizar la conexión entre módulos. el módulo forma un todo. Siete. Otros equipos del sistema PLC 1. Equipo de programación: Los programadores son equipos indispensables para el desarrollo, aplicación, monitoreo y mantenimiento de PLC. Se utiliza para programar, configurar el sistema y monitorear el estado de funcionamiento del PLC y el sistema que controla, pero no participa directamente en el control y operación en sitio. Los PLC programadores pequeños generalmente tienen programadores portátiles. Actualmente, una computadora (que ejecuta software de programación) generalmente actúa como programador. 2. Interfaz hombre-máquina: La interfaz hombre-máquina más simple son las luces indicadoras y los botones. En la actualidad, los terminales de operador integrados con pantallas LCD (o pantallas táctiles) se utilizan cada vez más y los ordenadores (que ejecutan software de configuración) son muy populares como interfaces hombre-máquina. 3. Dispositivos de entrada/salida: se utilizan para almacenar permanentemente datos del usuario, como EPROM, escritor de EEPROM, lector de códigos de barras, potenciómetro de entrada analógica, impresora, etc. 8. Las redes de comunicación PLC se basan en tecnología avanzada de redes industriales para recopilar y transmitir datos de producción y gestión de forma rápida y eficaz. Por lo tanto, la importancia de la red en la ingeniería de integración de sistemas de automatización es cada vez más obvia, y algunas personas incluso plantean la opinión de que "la red es el controlador". El PLC tiene una función de comunicación en red, que permite el intercambio de información entre los PLC y entre los PLC y las computadoras host y otros dispositivos inteligentes para formar un todo unificado y lograr un control descentralizado y centralizado. La mayoría de los PLC tienen interfaces RS-232 y algunos tienen interfaces integradas que admiten sus respectivos protocolos de comunicación. La comunicación PLC aún no ha logrado la interoperabilidad. La IEC especifica varios estándares de bus de campo que han sido adoptados por los fabricantes de PLC. Para un proyecto de automatización (especialmente un sistema de control grande), la elección de la red es muy importante. En primer lugar, la red debe estar abierta para facilitar la integración de diferentes dispositivos y la expansión de la futura escala del sistema, en segundo lugar, de acuerdo con los requisitos de rendimiento de transmisión de los diferentes niveles de la red, la elección de la forma de la red debe basarse en un profundo conocimiento de la misma; los protocolos y mecanismos de los estándares de red, en tercer lugar, considerar exhaustivamente cuestiones específicas como el costo del sistema, la compatibilidad del equipo, la aplicabilidad del entorno en el sitio, etc., para determinar los estándares de red utilizados en diferentes niveles.