干貨｜關于PLC不得不知道的16個入門基礎知識

2021年11月22日 10:29
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現在我們的生活當中充斥著各種各樣的工業品，小到我們天天拿在手里的手機，大到幾十上百噸重的卡車，無一例外。


這么多的工業品，肯定不是人用手一個一個地打磨的，即使是號稱全手工生產的勞斯萊斯汽車，它上面的很多元器件單靠人力也無法搞定。


可以這么說，我們之所以現在物質生活極大豐富，自動化生產技術的不斷提高肯定是有功勞的，而且這個功勞占比非常的大。


說到自動化生產，有一種工業控制器是繞不開的。


它就是PLC， 學名可編程邏輯控制器。 從事工控作業的人員都知道，工業生產和科技的發展都離不開PLC的自動化控制。

干貨｜關于PLC不得不知道的16個入門基礎知識的圖1

PLC可以廣義的理解為：集中的繼電器延伸控制柜，實際的生產應用中，PLC大大的節省了工業控制的成本，加強了設備的集中管理和自動控制，想要學好PLC，首先PLC的基礎需要扎實。

和傳統額繼電器控制器相比，PLC的實際使用無須一直手動調節開關，一切程序的運行都是設備CPU在操作，省時省力，還減少了錯誤的發生，非常的有用。

PLC這類設備是上世紀70年代美國人開發的，我們在70年代末開始關注它。不過，因為各種原因，我們的PLC事業發展之后了，等到我們再奮起直追，發現國外的產品已經充斥了整個市場，想要突出重圍，真的是非常的不容易。

但即使是這樣，一定要堅持，更應該創新，既然目前的桎梏無法打破，那我們就另起爐灶，從其他方面彎道超車。

要知道現在主流的西門子、三菱PLC雖然也在不斷地更新換代，但基本上都是小改，就像某牙膏廠連續多年打磨14納米工藝一樣。進步肯定是有的，性能上肯定是提升的，但你要說有質的變化的話，那也基本上算不上。

比如，現在國外的PLC一般只集成有以太網接口和串口接口，雖然有的能夠擴展CAN總線接口，但成本過于高昂，讓人感覺得不償失。那么，我們就可以直接設計出帶有CAN接口的PLC，省去使用者的煩惱。

除了在通訊接口方向上使勁以外，我們還應該給PLC賦予新的歷史使命，比如作為未來工業物聯網的重要節點，我們該將它的重要性提升到戰略高度，讓其具備連接云端的能力。


下面就給大家分享16個PLC入門基礎小知識，建議收藏點贊~

1、從PLC的組成來看， 除CPU ，存儲器及通信接口外，與工業現場直接有關的還有哪些接口？并說明其主要功能。
（1）輸入接口：接受被控設備的信號，并通過光電耦合器件和輸入電路驅動內部電路接通或斷開。
（2）輸出接口：程序的執行結果通過輸出接口的光電耦合器件和輸出組件 (繼電器、 晶閘管、晶體管)輸出，控制外部負載的接通或斷開。

2、PLC的基本單元由哪幾個部分組成？各起什么作用？
（1）CPU：PLC的核心部件，指揮PLC進行各種工作。如接受用戶程序和數據、診斷、執行執行程序等；
（2）存儲器：存儲系統和用戶的程序和數據；
（3）I/O接口：PLC與工業生產現場被控對象之間的連接部件，用來接受被控設備的信號和輸出程序的執行結果；
（4）通信接口：通過通信接口與監視器、打印機等其他設備進行信息交換；
（5）電源。

干貨｜關于PLC不得不知道的16個入門基礎知識的圖2

3、PLC開關量輸出接口有哪幾種類型？各有什么特點？
晶閘管輸出型：一般情況下，只能帶交流負載，響應速度快，動作頻率高；
晶體管輸出型：一般情況下，只能帶直流負載，響應速度快，動作頻率高；
繼電器輸出型：一般情況下，可帶交、直流負載，但其響應時間長，動作頻率低。

4、按結構型式分，PLC有哪幾種類型？各有什么特點？
（1）整體式：將CPU 、電源、 I/O部件都集中在一個機箱內，結構緊湊、 價格低，一般小型PLC采用這種結構；
（2）模塊式：將PLC的各個部分分成若干個單獨的模塊，可根據需要選配不同模塊組成一個系統，具有配置靈活、 方便擴展和維修的特點， 一般中、大型PLC采用這種結構。模塊式PLC由框架或基板和各種模塊組成，模塊裝在框架或基板的插座上。
（3）疊裝式：結合了整體式和模塊式的特點，疊裝式PLC的CPU 、電源、 I/O接口等也是各自獨立的模塊，但它們之間是靠電纜連接，使得系統不僅配置靈活而且體積小巧。

5、什么叫PLC的掃描周期？它主要受什么影響？
PLC的掃描過程包含內部處理、通信服務、輸入處理、程序執行、輸出處理五個階段，這五個階段掃描一次所需的時間稱為掃描周期。
掃描周期與CPU運行速度、 PLC硬件配置和用戶程序長短有關。

6、PLC采用什么方式執行用戶程序？用戶程序執行過程包括哪些階段？
PLC采用循環掃描的方式執行用戶程序，用戶程序的執行過程包括輸入采樣階段、程序執行階段和輸出刷新階段。

7、PLC控制系統與繼電器控制系統相比，具有哪些優點？
（1） 控制方法上：PLC采用程序方式實現控制， 容易改變或增加控制要求， 且 PLC 的觸點無限；
（2）工作方式上：PLC采用串行工作方式，提高系統的抗干擾能力；
（3）控制速度上：PLC的觸點實際上是觸發器，指令執行的時間在微秒級；
（4） 定時和計數上：PLC采用半導體集成電路作定時器，時鐘脈沖由晶振提供，延時精度高，范圍寬。PLC具有繼電器系統不具備的計數功能；
（5）可靠性和可維護性上：PLC采用微電子技術，可靠性高，所具有的自檢功能能及時查出自身故障，監視功能方便調試和維護。

8、PLC為什么會產生輸出響應滯后現象？如何提高I/O響應速度？
因為PLC采用集中采樣、集中輸出的循環掃描工作方式，輸入端的狀態只在每個掃描周期的輸入采樣階段才能被讀入，而程序的執行結果只在輸出刷新階段才被送出；其次PLC的輸入、輸出延延遲，用戶程序的長度等均能引起輸出響應滯后。
要提高I/O輸入采樣、輸出刷新，或直接輸入采樣、輸出刷新，以及中斷輸入輸出和智能化I/O接口等多種方式。

9、FX0N系列PLC內部軟繼電器有哪幾種？
輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、狀態寄存器、定時器、計數器、 數據寄存器。

10、如何選擇PLC ？
1) 機型選擇：應從結構形式、安裝方式、功能要求、響應速度、可靠性要求、機型統一等幾個方面考慮；
2)容量選擇：應從I/O點數、用戶存儲容量兩個方面考慮；
3) I/O模塊選擇：包括開關量和模擬量I/O模塊選擇， 以及特殊功能模塊的選擇；
4)電源模塊及編程器等其它設備的選擇。

11、簡單敘述PLC集中采樣、集中輸出工作方式的特點，采用這種工作方式具有哪些優、缺點？
集中采樣：在一個掃描周期內，對輸入狀態的采樣只在輸入采樣階段進行，當進入程序執行階段后輸入端將被封鎖。
集中輸出：在一個掃描周期內，只有在輸出刷新階段才將輸出映像寄存器中與輸出有關的狀態轉存到輸出鎖存器中，對輸出接口進行刷新，在其他階段輸出狀態一直保存在輸出映像寄存器中。采用這種工作方式可提高系統的抗干擾能力，增強系統的可靠性，但會引起PLC輸入/輸出響應的滯后。

12、PLC采用什么樣的工作方式？有何特點？
PLC采用集中采樣、集中輸出、循環掃描的工作方式。
特點：集中采樣是指在一個掃描周期內，PLC對輸入狀態的采樣只在輸入采樣階段進行，當進入程序執行階段后輸入端將被封鎖。
集中輸出是指在一個掃描周期內，PLC只在輸出刷新階段才將輸出映像寄存器中與輸出有關的狀態轉存到輸出鎖存器中，對輸出接口進行刷新，在其他階段輸出狀態一直保存在輸出映像寄存器中。
循環掃描是指 PLC在一個掃描周期內需要執行多個操作，它采用分時掃描的方式按順序逐個執行，周而復始重復運行。

13、電磁接觸器主要由哪幾部分組成？簡述電磁接觸器的工作原理
電磁接觸器一般由電磁機構、觸點、滅弧裝置、釋放彈簧機構、支架與底座等幾部分組成。
接觸器根據電磁原理工作：當電磁線圈通電后，線圈電流產生磁場，使靜鐵心產生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動觸點動作，使常閉觸點斷開，常開觸點閉合，兩者是聯動的。當線圈斷電時，電磁力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下降放，使觸點復原，即常開觸點斷開，常閉觸點閉合。

14、簡述可編程序控制器(PLC)的定義
可編程控制器(PLC)是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、 計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過過程。
PLC及其有關的外圍設備都應按照易于與工業控制系統形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。

15、簡答PLC系統與繼電接觸器系統工作原理的差別
組成器件不同；
觸點數量不同；
實施控制的方法不同；
工作方式不同。

16、簡答三菱FX 2N系列PLC的STL步進梯形指令有什么特點？
（1）轉移源自動復位；
（2）允許雙重輸出；
（3）主控功能。

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