最新柴油发电机组自动控制理论概述

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1、柴油发电机组自动控制理论概述随着大规模集成电路的迅速发展，微处理技术和通信技术的迅速提高，PLC技术的发展正逐步成为工业生产自动化三大支柱（PLC技术、机器人技术和CAD/CAM技术）之一，在当前和未来的工业控制中起到重要作用，其在柴油发电机组上的应用日益普遍，已经成为现代柴油发电机组的重要组成部分。本节将介绍PLC一些基本原理和典型结构。一、PLC的组成与中央处理器PLC（可编程序逻辑控制器）是一种数字运算的电子系统，专为在工业环境中应用而设计。它采用可编程的存储器，用来在内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，它是一种以微控制技术为基

2、础，将控制处理规则存储于存储器中，应用于以控制开关量为主或包括控制参量在内的逻辑控制、机电运动控制或过程控制等工业控制领域的新型工业控制装置。（一）PLC的组成PLC是以微处理器为核心的工业用计算机系统，其硬件组成与计算机有类似之处。根据结构形式的不同，PLC可分为整体式和组合式两类。1．整体式PLC整体式PLC是将中央处理单元（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、电源、通信端口、I/O扩展端口等组装在一个箱体内构成主机。另外还有独立的I/O扩展单元与主机配合使用。整体式PLC的结构紧凑、体积小，小型机常采用这种结构。整体式PLC的基本组成如图4.4所示。编程器

3、盒式磁带机EPROM写入器上位计算机PLC可编程终端PT。。。。I/O扩展单元特殊功能单元主机中央处理器单元（CPU）电源输入单元用户输入设备外设接口I/O扩展口输出单元存储器系统程序存储器喊用户程序存储器喊用户输出设备图4.4整体式PLC的组成2．组合式PLC组合式PLC的组成。这种结构的PLC是将CPU单元、输入单元、输出单元、智能I/O单元、通信单元等分别做成相应的电路板或模块，模块之间通过底板上的总线相互联系。装有CPU单元称为CPU模块，其他单元称为扩展模块。中、大型机常采用组合式结构。由于组合式的PLC系统配置灵活，有的小型机也采用这种结构。通信单元智

4、能I/O单元输出单元输入单元CPU单元编程器PLC或上位计算机控制系统现场过程图４.５组合式PLC组成（二）中央处理器（CPU）CPU由控制电路、运算器、存储器和总线等组成，一般都集成在一块芯片上。不同型号的PLC使用不同的CPU部件，制造厂家使用CPU部件的系统指令编定系统程序，并固化到只读存储器（ROM）中。CPU按系统程序赋予的功能，接收编程器或计算机等编程工具输入的用户程序和数据，并存入随机存储器（RAM）中。CPU按扫描方式工作，从规定的首地址存放的第一条用户程序开始，到用户程序的最后一个地址，不停地周期性扫描，每扫描一次，就执行一次用户程序。CUP是P

5、LC系统的控制中心，其主要功能是：1、将输入信号（用户程序和数据）送到PLC中储存起来；2、检查电源、存储器、I/O的状态，诊断用户程序的语法错误；3、按存放的先后顺序取出用户程序，进行编译；4、完成用户程序规定的各种操作；5、将结果送到PLC的输出端，响应各种外部设备（如编程器、打印机）的请求；6、循环执行1-5步骤，直到停止运行为止。PLC除了可处于运行及编程状态外，还可设置成监控状态。此时，PLC既可实现对系统的监控，也可通过编程器和计算机修改或改变数据，还具有监视PLC工作状态及接收编程器操作的功能。各种PLC的中央处理单元也不相同，但在系统中的作用是一致

6、的。目前中型PLC为了提高其自身的可靠性，常采用双中央处理单元系统；一个是主处理器，用来处理字节操作指令，控制系统总线，监视扫描时间，统一管理编程接口；另一个是从处理器，专门用来处理操作指令，配合操作系统实现PLC编程语言向机器语言转换，是加快PLC工作处理速度的关键。一、存储器PLC的存储器是用来存放系统程序、用户程序和工作数据的。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器，存放系统程序的存储器称为系统程序存储器。（一）系统程序存储器PLC厂家根据CPU部件的指令系统编写的程序为系统程序，它固化在ROM和EPROM中。存储在ROM和EPROM中的内容，在断电情况下保

7、持不变。系统程度存储器存放内容包括系统工作程序（监控程序）、模块化应用功能子程序、命令解释程序、功能子程序的调用管理程序、系统诊断程序和系统参数。以上内容都是事先存放在ROM（EPROM）芯片中，开机后便可运行其中程序，但这些内容用户无法直接存取，它和硬件一起决定了该PLC的各项性能。（二）用户程序存储器用户根据机器指令编写的程序称为用户程序，一般PLC产品说明书中所列的存储器就是指用户存储器，不同PLC产品的存储容量各不相同。用户程序存储器一般采用加备用电沁供电的RAM，存放在RAM中的内容在PLC断电时会消失，所以目前一般采用锂电池在PLC断电时保存其内容，直

8、到用户需要