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          可編程控制器(PLC)

          作者: 時間:2011-08-15 來源:網(wǎng)絡 收藏
          什么是PLC?
          是一種工業(yè)控制裝置
          是在電器控制技術和計算機技術的基礎上開發(fā)出來的,并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心,將自動化技術、計算機技術、通信技術融為一體的新型工業(yè)控制裝置。
          通用叫法
          中文名稱為可編程控制器;
          英文名稱為Programmable Logic Controller,簡稱PLC。

          1987年,國際電工委員會(IEC)定義:
          “可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器,用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令,并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程??删幊炭刂破骷捌溆嘘P外圍設備,都應按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個整體,易于擴充其功能的原則設計”。

          二、可編程控制器(PLC)的產(chǎn)生
          因為繼電器邏輯電路配線復雜

          背景:
          1968年美國通用汽車公司(GM),為了適應汽車型號的不斷更新,生產(chǎn)工藝不斷變化的需要,實現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn),希望能有一種新型工業(yè)控制器,它能做到盡可能減少重新設計和更換繼電器控制系統(tǒng)及接線,以降低成本,縮短周期。
          1968年,GM公司提出十項設計標準:
          編程簡單,可在現(xiàn)場修改程序;
          維護方便,采用插件式結構;
          可靠性高于繼電器控制柜;
          體積小于繼電器控制柜;
          成本可與繼電器控制柜競爭;
          可將數(shù)據(jù)直接送入計算機;
          可直接使用115V交流輸入電壓;
          輸出采用115V交流電壓,能直接驅動電磁閥、交流接觸器等;
          通用性強,擴展方便;
          能存儲程序,存儲器容量可以擴展到4KB。
          1969年,美國數(shù)字設備公司研制第一臺可編程控制器,并應用于工業(yè)現(xiàn)場。

          三、 可編程控制器(PLC)的特點
          無觸點免配線,可靠性高,抗干擾能力強
          通用性強,控制程序可變,使用方便
          硬件配套齊全,用戶使用方便,適應性強
          編程簡單,容易掌握
          系統(tǒng)的設計、安裝、調試工作量少
          維修工作量小,維護方便
          體積小,能耗低.

          四、可編程控制器(PLC)的應用領域

          五、可編程控制器的發(fā)展

          高性能、高速度、大容量發(fā)展
          為了提高PLC的處理能力,要求PLC具有更好的響應速度和更大的存儲容量。目前,有的PLC的掃描速度可達0.1ms/k步左右。PLC的掃描速度已成為很重要的一個性能指標。
          在存儲容量方面,有的PLC最高可達幾十兆字節(jié)。為了擴大存儲容量,有的公司已使用了磁泡存儲器或硬盤。
          向小型化和大型化兩個方向發(fā)展
          小型PLC由整體結構向小型模塊化結構發(fā)展,使配置更加靈活,為了市場需要已開發(fā)了各種簡易、經(jīng)濟的超小型微型PLC,最小配置的I/O點數(shù)為8~16點,以適應單機及小型自動控制的需要。
          大型化是指大中型PLC 向大容量、智能化和網(wǎng)絡化發(fā)展,使之能與計算機組成集成控制系統(tǒng),對大規(guī)模、復雜系統(tǒng)進行綜合性的自動控制。現(xiàn)已有I/O點數(shù)達14336點的超大型PLC,其使用32位微處理器,多CPU并行工作和大容量存儲器,功能強。
          大力開發(fā)智能模塊,加強聯(lián)網(wǎng)與通信能力
          為滿足各種控制系統(tǒng)的要求,不斷開發(fā)出許多功能模塊,如高速計數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠程I/O模塊、通信和人機接口模塊等。
          PLC的聯(lián)網(wǎng)與通信有兩類:① PLC之間聯(lián)網(wǎng)通信,各PLC生產(chǎn)廠家都有自己的專有聯(lián)網(wǎng)手段;② PLC與計算機之間的聯(lián)網(wǎng)通信。
          為了加強聯(lián)網(wǎng)與和通信能力,PLC生產(chǎn)廠家也在協(xié)商制訂通用的通信標準,以構成更大的網(wǎng)絡系統(tǒng)。
          增強外部故障的檢測與處理能力
          據(jù)統(tǒng)計資料表明:在PLC控制系統(tǒng)的故障中,CPU占5%,I/O接口占15%,輸入設備占45%,輸出設備占30%,線路占5%。
          前二項共20%故障屬于PLC的內部故障,它可通過PLC本身的軟、硬件實現(xiàn)檢測、處理。
          而其余80%的故障屬于PLC的外部故障。PLC生產(chǎn)廠家都致力于研制、發(fā)展用于檢測外部故障的專用智能模塊,進一步提高系統(tǒng)的可靠性。
          編程語言多樣化
          在PLC系統(tǒng)結構不斷發(fā)展的同時,PLC的編程語言也越來越豐富,功能也不斷提高。
          除了大多數(shù)PLC使用的梯形圖、語句表語言外,為了適應各種控制要求,出現(xiàn)了面向順序控制的步進編程語言、面向過程控制的流程圖語言、與計算機兼容的高級語言(BASIC、C語言等)等。多種編程語言并存、互補與發(fā)展是PLC進步的一種趨勢。
          六、可編程控制器的類型
          按I/O點數(shù)分
          小型PLC I/O點數(shù)為256點以下的為小型PLC
          (其中I/O點數(shù)小于64點的為超小型或微型PLC)
          中型PLC I/O點數(shù)為256點以上、2048點以下的為中型PLC
          大型PLC I/O點數(shù)為2048以上的為大型PLC
          (其中I/O點數(shù)超過8192點的為超大型PLC)
          按結構形式分
          整體式PLC 將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個機箱內,具有結構緊湊、體積小、價格低等特點。
          模塊式PLC 將PLC各組成部分分別作成若干個單獨的模塊,如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊(有的含在CPU模塊中)以及各種功能模塊。
          緊湊式PLC 還有一些PLC將整體式和模塊式的特點結合起來。
          按功能分
          低檔PLC 具有邏輯運算、定時、計數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能,還可有少量模擬量輸入/輸出、算術運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。
          中檔PLC 具有低檔PLC功能外,增加模擬量輸入/輸出、算術運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉換、遠程I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。有些還增設中斷、PID控制等功能。
          高檔PLC 具有中檔機功能外,增加帶符號算術運算、矩陣運算、位邏輯運算、平方根運算及其它特殊功能函數(shù)運算、制表及表格傳送等。高檔PLC機具有更強的通信聯(lián)網(wǎng)功能。

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