变频水泵控制柜PLC的工作原理
最初研制生产的PLC 主要用于代替传统的由继电器接触器构成的控制装置,但这两者的运行方式是不相同的:
继电器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式,即如果这个继电器的线圈通电或断电,该继电器所有的触点(包括其常开或常闭触点)在继电器控制线路的哪个位置上都会立即同时动作。
PLC 的CPU 则采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式,即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开,该线圈的所有触点(包括其常开或常闭触点)不会立即动作,必须等扫描到该触点时才会动作。
为了消除二者之间由于运行方式不同而造成的差异,考虑到继电器控制装置各类触点的动作时间一般在100ms 以上,而PLC 扫描用户程序的时间一般均小于100ms,因此,PLC采用了一种不同于一般微型计算机的运行方式—扫描技术。这样在对于I/O 响应要求不高的场合,PLC 与继电器控制装置的处理结果上就没有什么区别了。
1.扫描技术
当PLC 投入运行后,其工作过程一般分为三个阶段,即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间,PLC的CPU 以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
变频恒压供水控制柜 供热恒温控制柜

以下以恒压供水为例介绍产品的相关问题,供热恒温控制柜的控制方式和原理是类似的。
变频供水设备的基本工作原理是根据用户用水量变化自动调节运行水泵台数和一台水泵转速,使水泵出口压力保持恒定。当用户用水量小于一台水泵出水量是,系统根据用水量变化有一台水泵变频调速运行,当用水量增加时管道系统内压力下降,这时压力传感器把检测到的信号传送给微机控制单元,通过微机运行判断,发出指令到变频器
水泵变频柜
上海春姜实业有限公司生产的上海春姜牌水泵变频柜是上海春姜电气部充分吸收国内外水泵控制的先进经验,经过多年生产和应用,不断完善优化后,精心设计制作而成。产品具有过载、短路、缺相保护以及泵体漏水,电机超温及漏电等多种保护功能及齐全的状态显示,并具备单泵及多泵控制工作模式,多种主备泵切换方式及各类起动方式。可广泛适用于工农业生产及各类建筑的给水、排水、消防、喷淋管网增压以及暖通空调冷热水循环等多种场合的自动控制。TPK系列水泵电气控制柜内在质量优良,外形美观耐用,安装操作方便,是各类水泵安全可靠的伴侣。全自动软启动调速电气控制柜控制电机功率:0.18-250KW;控制电压:380V;控制电机台数:1-5台;压力控制精度:1-5台。水泵变频柜,1、高效节能,采用进口变频器调速控制,比阀门控制大量节能。2、消除了高位水箱的二次污染,省去了清洗水箱的费用和麻烦。3、微机控制技术。自动化程度高,采用PID控制,达到最完美要求。本公司新产品采用先进的模糊控制,实现智能化供水。4、水泵机组实现真正的软启动,避免了电机启动对电网的冲击,和避免管道的水锤效应。延长了水泵机组的寿命。5、保护功能齐全,发生缺相、短路、过载、欠压、缺水等故障时切断电路并自动报警,还设有手动、自动切换功能
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(1) 输入采样阶段
在输入采样阶段,PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据,并将它们存入I/O 映象区中的相应得单元内。输入采样结束后,转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中,即使输入状态和数据发生变化,I/O 映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此,如果输入是脉冲信号,则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期,才能保证在任何情况下,该输入均能被读入。
(2) 用户程序执行阶段
在用户程序执行阶段,PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时,又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路,并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算,然后根据逻辑运算的结果,刷新该逻辑线圈在系统RAM 存储区中对应位的状态;或者刷新该输出线圈在I/O 映象区中对应位的状态;或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。
即,在用户程序执行过程中,只有输入点在I/O 映象区内的状态和数据不会发生变化,而其他输出点和软设备在I/O 映象区或系统RAM 存储区内的状态和数据都有可能发生变化,而且排在上面的梯形图,其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用;相反,排在下面的梯形图,其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。
(3)输出刷新阶段
当扫描用户程序结束后,PLC就进入输出刷新阶段。在此期间,CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路,再经输出电路驱动相应的外设。这时,才是PLC 的真正输出。
比较下二个程序的异同:
程序1
程序2
这两段程序执行的结果完全一样但在PLC中执行的过程却不一样。
程序1 只用一次扫描周期,就可完成对%M4 的刷新;
程序2 要用四次扫描周期,才能完成对%M4 的刷新。
这两个例子说明:同样的若干条梯形图,其排列次序不同,执行的结果也不同。另外,也可以看到:采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别。当然,如果扫描周期所占用的时间对整个运行来说可以忽略,那么二者之间就没有什么区别了。
一般来说,PLC 的扫描周期包括自诊断、通讯等,如下图所示,即一个扫描周期等于自诊断、通讯、输入采样、用户程序执行、输出刷新等所有时间的总和。
2.PLC的I/O 响应时间
为了增强PLC 的抗干扰能力,提高其可靠性,PLC的每个开关量输入端都采用光电隔离等技术。
为了能实现继电器控制线路的硬逻辑并行控制,PLC 采用了不同于一般微型计算机的运行方式(扫描技术)。
以上两个主要原因,使得PLC 得I/O 响应比一般微型计算机构成的工业控制系统满的多,其响应时间至少等于一个扫描周期,一般均大于一个扫描周期甚至更长。
所谓I/O 响应时间指从PLC 的某一输入信号变化开始到系统有关输出端信号的改变所需的时间。其最短的I/O 响应时间与最长的I/O 响应时间如图所示:
最短I/O 响应时间:
最长I/O 响应时间: