plc工程師需要掌握哪些知識(shí)和技術(shù)?在現(xiàn)代化工業(yè)中，可編程邏輯控制器(PLC)作為自動(dòng)化控制系統(tǒng)的核心，扮演著至關(guān)重要的角色。而PLC工程師，作為這一領(lǐng)域的專業(yè)人才，更是企業(yè)實(shí)現(xiàn)、穩(wěn)定生產(chǎn)的關(guān)鍵所在。他們不僅需要掌握深厚的理論知識(shí)，還需具備豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及不斷創(chuàng)新的思維能力。

PLC自動(dòng)化工程師需要掌握的技能有哪些?

1.基礎(chǔ)技能

電路分析：能夠理解和計(jì)算基本電路中的電流、電壓和電阻等參數(shù)。

電工基礎(chǔ)：熟悉剝線、接線等基本操作，并能夠使用萬用表、試電筆等工具。

電腦知識(shí)：掌握計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，能夠安裝系統(tǒng)和軟件，排除常見故障。

繪圖軟件：對(duì)于電氣工程師來講，圖紙是相當(dāng)重要的，而且電路設(shè)計(jì)和電氣識(shí)圖這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)是相互關(guān)聯(lián)的，電氣圖看多了，也能設(shè)計(jì)電氣圖。這個(gè)地方需要根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來學(xué)，多看多做自然就會(huì)了。

CAD和ELAN繪圖軟件作為一名合格電氣工程師須熟練使用，這個(gè)地方需要根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來學(xué)。Eplan是外企制圖的標(biāo)準(zhǔn)，也就是說幾乎所有的外企都使用這種軟件制圖，當(dāng)然這種軟件的優(yōu)點(diǎn)也是CAD無法比擬的，比如說自動(dòng)生成端子圖，圖紙的交叉參考等功能，但操作復(fù)雜于CAD。

2.專業(yè)技能

PLC編程：熟悉PLC編程語言，如梯形圖、指令表和函數(shù)圖等，能夠根據(jù)控制要求進(jìn)行精準(zhǔn)編程。

控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)：理解控制理論，能夠設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)各種自動(dòng)化系統(tǒng)，例如PID控制。

數(shù)字信號(hào)處理：掌握數(shù)字信號(hào)的傳輸、處理和分析方法，如圖像處理和語音識(shí)別。

機(jī)器學(xué)習(xí)：了解和應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，用于自動(dòng)化系統(tǒng)中的復(fù)雜任務(wù)處理。

3.軟技能

邏輯思維：具備良好的邏輯思維能力，能夠準(zhǔn)確地解決問題，確保生產(chǎn)過程順利進(jìn)行。

團(tuán)隊(duì)合作：在團(tuán)隊(duì)中與其他工程師和技術(shù)人員緊密合作，發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)。

持續(xù)學(xué)習(xí)：隨著技術(shù)的不斷更新，保持學(xué)習(xí)的態(tài)度，不斷提升自身技術(shù)水平。

學(xué)PLC必須懂的基礎(chǔ)知識(shí)

1. PLC的基本接口組成

PLC不只是一個(gè)簡(jiǎn)單的控制盒，它可是包含了各種高科技元件。除了核心的CPU、存儲(chǔ)器和通信接口，它還配備了各種與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)緊密相關(guān)的接口：

輸入接口：接收來自被控設(shè)備的信號(hào)，通過光電耦合器件將這些信號(hào)傳遞給內(nèi)部電路。

輸出接口：將程序的執(zhí)行結(jié)果通過光電耦合器件傳遞出去，控制外部設(shè)備的動(dòng)作。

2. PLC的基本單元組成

一個(gè)PLC系統(tǒng)就像一個(gè)微型電腦，它由幾個(gè)關(guān)鍵部分組成：

CPU：PLC的大腦，指揮所有的操作，處理數(shù)據(jù)和執(zhí)行程序。

存儲(chǔ)器：保存系統(tǒng)和用戶的程序與數(shù)據(jù)。

I/O接口：連接PLC與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的橋梁，接受信號(hào)并輸出控制指令。

通信接口：與其他設(shè)備(如監(jiān)視器、打印機(jī))進(jìn)行信息交換的窗口。

電源：為整個(gè)系統(tǒng)提供能源的心臟。

3. PLC的開關(guān)量輸出接口類型

根據(jù)需要，PLC的輸出接口可以分為幾種類型，每種都有其獨(dú)特的特點(diǎn)：

晶閘管輸出型：適用于交流負(fù)載，響應(yīng)速度快，適合高頻操作。

晶體管輸出型：專為直流負(fù)載設(shè)計(jì)，響應(yīng)速度同樣快，適合高頻操作。

繼電器輸出型：既可以控制交流也可以控制直流負(fù)載，但速度較慢，適合低頻應(yīng)用。

4. PLC的結(jié)構(gòu)類型

PLC的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以分為幾種類型，各有其優(yōu)缺點(diǎn)：

整體式：將所有組件集中在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊，適合小型應(yīng)用。

模塊式：各部分分成獨(dú)立的模塊，方便擴(kuò)展和維護(hù)，適合中大型系統(tǒng)。

疊裝式：結(jié)合整體式和模塊式的優(yōu)點(diǎn)，靈活配置且體積小巧。

5. PLC的掃描周期

PLC的操作是按一定的時(shí)間周期進(jìn)行的，這個(gè)周期稱為掃描周期。掃描周期包括以下幾個(gè)階段：

內(nèi)部處理：系統(tǒng)自檢和內(nèi)部數(shù)據(jù)處理。

通信服務(wù)：處理與其他設(shè)備的通信。

輸入處理：采集輸入信號(hào)。

程序執(zhí)行：根據(jù)輸入信號(hào)執(zhí)行用戶程序。

輸出處理：將執(zhí)行結(jié)果輸出到控制設(shè)備。

掃描周期的長(zhǎng)短取決于CPU的速度、硬件配置和用戶程序的復(fù)雜度。

6. PLC的用戶程序執(zhí)行方式

PLC采用循環(huán)掃描的方式執(zhí)行用戶程序，這包括三個(gè)主要階段：

輸入采樣：讀取所有輸入信號(hào)。

程序執(zhí)行：按順序執(zhí)行用戶程序。

輸出刷新：將程序的執(zhí)行結(jié)果輸出到控制設(shè)備。

7. PLC與繼電器控制系統(tǒng)的對(duì)比

與傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)相比，PLC具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：

靈活性：通過編程實(shí)現(xiàn)控制，易于更改和擴(kuò)展控制功能。

抗干擾能力：采用串行工作方式，減少了電磁干擾的影響。

速度快：PLC的觸點(diǎn)相當(dāng)于微秒級(jí)的觸發(fā)器，遠(yuǎn)快于機(jī)械觸點(diǎn)。

計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)功能：PLC具有高精度的定時(shí)和計(jì)數(shù)能力，是繼電器系統(tǒng)無法比擬的。

可靠性：PLC采用微電子技術(shù)，具有高可靠性和自檢功能，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障。

8. PLC的輸出響應(yīng)滯后現(xiàn)象

由于PLC采用集中采樣和輸出的循環(huán)掃描方式，輸入信號(hào)只有在輸入采樣階段才能被讀入，程序的執(zhí)行結(jié)果也只有在輸出刷新階段才被輸出。這種設(shè)計(jì)可能導(dǎo)致輸出響應(yīng)的滯后。要提高I/O的響應(yīng)速度，可以采用分時(shí)采樣和刷新，或使用智能化I/O接口。

9. 如何選擇合適的PLC

選擇PLC時(shí)，需考慮以下幾個(gè)方面：

機(jī)型選擇：根據(jù)結(jié)構(gòu)形式、功能要求、響應(yīng)速度和可靠性等因素選擇。

容量選擇：基于I/O點(diǎn)數(shù)和用戶存儲(chǔ)容量進(jìn)行選擇。

I/O模塊選擇：包括開關(guān)量和模擬量模塊的選擇，以及特殊功能模塊的需求。

電源模塊和編程器：這些輔助設(shè)備也是選擇PLC時(shí)的重要考慮因素。

10. 集中采樣和集中輸出的特點(diǎn)

PLC的工作方式包括集中采樣和集中輸出：

集中采樣：在一個(gè)掃描周期內(nèi)，只在輸入采樣階段采集輸入信號(hào)，其他時(shí)間輸入端處于封鎖狀態(tài)。

集中輸出：在一個(gè)掃描周期內(nèi)，只有在輸出刷新階段才更新輸出狀態(tài)，其他時(shí)間輸出狀態(tài)保持不變。

這種方式提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，但也可能導(dǎo)致輸入/輸出的響應(yīng)滯后。

11. PLC的工作方式

PLC采用集中采樣、集中輸出和循環(huán)掃描的工作方式。其特點(diǎn)包括：

集中采樣：在一個(gè)掃描周期內(nèi)，只在輸入采樣階段采集輸入信號(hào)。

集中輸出：在一個(gè)掃描周期內(nèi)，只在輸出刷新階段更新輸出狀態(tài)。

循環(huán)掃描：PLC按照一定的順序反復(fù)執(zhí)行多個(gè)操作，周而復(fù)始地運(yùn)行。

12. 電磁接觸器的組成和工作原理

電磁接觸器由電磁機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)、滅弧裝置、釋放彈簧機(jī)構(gòu)、支架與底座等部分組成。其工作原理如下：

當(dāng)電磁線圈通電時(shí)，產(chǎn)生磁場(chǎng)，使靜鐵心吸引銜鐵，驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作。常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合。

當(dāng)線圈斷電時(shí)，電磁力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下回到原位，觸點(diǎn)恢復(fù)到原始狀態(tài)。

13. 什么是可編程控制器(PLC)

PLC是一種專門為工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)的電子裝置，具有可編程存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)和執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)等操作。它通過數(shù)字或模擬輸入輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其外圍設(shè)備的設(shè)計(jì)旨在易于與工業(yè)控制系統(tǒng)集成，并且能夠靈活擴(kuò)展其功能。

14. PLC系統(tǒng)與繼電接觸器系統(tǒng)的工作原理差異

PLC系統(tǒng)和傳統(tǒng)的繼電接觸器系統(tǒng)在幾個(gè)方面存在差異：

組成器件不同：PLC使用微電子器件，而繼電器系統(tǒng)使用機(jī)械觸點(diǎn)。

觸點(diǎn)數(shù)量：PLC的觸點(diǎn)是程序化的，可以無限擴(kuò)展，而繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量有限。

控制方法：PLC通過軟件程序?qū)崿F(xiàn)控制，繼電器系統(tǒng)則依賴硬件連接。