可編程邏輯控制器(PLC)基本操作及功能簡介
加熱器部件密封在一個容器內,便于系統通信。這個概念可以擴展到遠端控制的家用恒溫加熱器,通信距離在幾米左右,通常采用電壓控制。
現在,我們在這個小型簡單過程控制系統的基礎上加以拓展,一個工廠需要哪些控制和配置?
遠距離傳輸線的阻抗、EMI和RFI使得電壓控制方案的實施非常困難,這種情況下,電流環不失為簡單、有效的解決方案。由基爾霍夫定律可知,電流環中任何一點的電流等于環路中其它所有點的電流,由此可以抵消傳輸線阻抗的影響。由于環路阻抗和帶寬較低(幾百歐姆,并且《100Hz),EMI和RFI 的雜散拾取被降至最小。PLC系統對于適當的控制非常有用,例如工廠生產系統。
PLC的電流環傳輸
電流控制環的應用始于20世紀早期的電傳打字機,最早使用的是0–60mA環路,后來改為0–20mA環路,PLC系統率先采用了4–20mA環路。
4–20mA電流環有很多優勢。在傳統的分立器件設計中需要仔細計算,而且與當前的集成4–20mAIC相比,電路占用很大空間。Maxim推出了幾款20mA器件,包括MAX15500和MAX5661,可有效簡化4–20mAPLC系統設計。
測量到的任何電流值都代表一定的信息。實際應用中,4–20mA電流環路工作在0mA至24mA電流范圍。但0mA至4mA和20mA至24mA電流范圍用于診斷和系統校準。由于低于4mA和高于20mA的電流用于診斷,可以認為介于0mA和4mA之間的讀數表示系統中傳輸線斷開。同樣,介于20mA和 24mA之間的讀數可以表示系統中出現潛在的短路故障。
4–20mA通信的增強版稱為高速可尋址遠端傳感器(HART?系統),該系統向下兼容4–20mA儀表。在HART系統中,采用基于微處理器的智能化集成現場器件能夠實現雙向通信。根據HART協議,能夠在同一4–20mA 模擬電流信號線對上承載附加的數字信息,用于過程控制。
PLC的功能可劃分成幾個功能組。許多PLC廠商將這些功能集成為獨立模塊,每個模塊所具備的功能隨具體應用而有所不同。很多模塊具有多種功能,可與多種傳感器接口連接。然而,多數情況下會針對特殊應用設計專用模塊或擴展模塊,例如:電阻溫度檢測器(RTD)、傳感器或熱電偶傳感器。通常,所有模塊具備相同的核心功能:模擬輸入、模擬輸出、分布式控制(例如現場總線)、接口、數字輸入和輸出(I/O)、CPU以及電源。我們將逐一說明這些核心功能,傳感器和傳感器接口將在其它章節分別介紹。
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