一、 | PLC的主要特點一
PLC之所以高速發展,除瞭工業自動化的客觀需要外,還有許多適閤工業控製的獨特優點,它較好地解決瞭工業控製領域中普遍關心的可靠、安全、靈活、方便以及經濟等問題,其主要特點如下。
(1)抗乾擾能力強,可靠性高在傳統的繼電器控製係統中,使用瞭大量的中間繼電器和時間繼電器,由於器件的固有缺點,如器件老化、接觸不良以及觸點抖動等現象,大大降低瞭係統的可靠性。而在PLC控製係統中大量的開關動作由無觸點的半導體電路完成,因此故障大大減少。
此外,PLC的硬件和軟件方麵采取瞭措施,提高瞭其可靠性。在硬件方麵,所有的I/O接口都采用瞭光電隔離,使得外部電路與PLC內部電路實現瞭物理隔離。各模塊均采用屏蔽措施,以防止輻射乾擾。電路中采用瞭濾波技術,以防止或抑製高頻乾擾。在軟件方麵,PLC具有良好的自診斷功能,一旦係統的軟硬件發生異常情況,CPU會立即采取有效措施,以防止故障擴大。通常PLC具有看門狗功能。
對於大型的PLC係統,還可以采用雙CPU構成冗餘係統或者三CPU構成錶決係統,使係統的可靠性進一步提高。
(2)程序簡單易學,係統的設計調試周期短PLC是麵嚮用戶的設備。PLC的生産廠傢充分考慮到現場技術人員的技能和習慣,可采用梯形圖或麵嚮工業控製的簡單指令形式。梯形圖與繼電器原理圖很相似,直觀、易懂和易掌握,不需要學習專門的計算機知識和語言。設計人員可以在設計室設計、修改和模擬調試程序,非常方便。
(3)安裝簡單,維修方便PLC不需要專門的機房,可以在各種工業環境下直接運行,使用時隻需將現場的各種設備與PLC相應的I/O端相連接,即可投入運行。各種模塊上均有運行和故障指示裝置,便於用戶瞭解運行情況和查找故障。
(4)采用模塊化結構,體積小,重量輕為瞭適應工業控製需求,除整體式PLC外,絕大多數PLC采用模塊化結構。PLC的各部件,包括CPU、電源及I/O模塊等都采用模塊化設計。此外,PLC相對於通用工控機,其體積和重量要小得多。
(5)豐富的I/O接口模塊,擴展能力強PLC針對不同的工業現場信號(如交流或直流、開關量或模擬量、電壓或電流、脈衝或電位及強電或弱電等)有相應的I/O模塊與工業現場的器件或設備(如按鈕、行程開關、接近開關、傳感器及變送器、電磁綫圈和控製閥等)直接連接。另外,為瞭提高操作性能,它還有多種人-機對話的接口模塊;為瞭組成工業局部網絡,有多種通信聯網的接口模塊等。
二、 | PLC的應用範圍一
目前,PLC在國內外已廣泛應用於專用機床、機床、控製係統、自動化樓宇、鋼鐵、石油、化工、電力、建材、汽車、紡織機械、交通運輸、環保以及文化娛樂等各行各業。隨著PLC性能價格比的不斷提高,其應用範圍還將不斷擴大,其應用場閤可以說是無處不在,具體應用大緻可歸納為如下幾類。
(1)順序控製
是PLC最基本、最廣泛應用的領域,它取代傳統的繼電器順序控製,PLC用於單機控製、多機群控製和自動化生産綫的控製。例如數控機床、注塑機、印刷機械、電梯控製和紡織機械等。
(2)計數和定時控製
PLC為用戶提供瞭足夠的定時器和計數器,並設置相關的定時和計數指令,PLC的計數器和定時器精度高、使用方便,可以取代繼電器係統中的時間繼電器和計數器。
(3)位置控製
目前大多數的PLC製造商都提供拖動步進電動機或伺服電動機的單軸或多軸位置控製模塊,這一功能可廣泛用於各種機械,如金屬切削機床和裝配機械等。
(4)模擬量處理
PLC通過模擬量的輸入/輸齣模塊,實現模擬量與數字量的轉換,並對模擬量進行控製,有的還具有PID控製功能。例如用於鍋爐的水位、壓力和溫度控製。
(5)數據處理
現代的PLC具有數學運算、數據傳遞、轉換、排序和查錶等功能,也能完成數據的采集、分析和處理。
(6)通信聯網
PLC的通信包括PLC相互之間、PLC與上位計算機以及PLC和其他智能設備之間的通信。PLC係統與通用計算機可以直接或通過通信處理單元、通信轉接器相連構成網絡,以實現信息的交換,並可構成“集中管理、分散控製”的分布式控製係統,滿足工廠自動化係統的需要。
三、 | PLC的分類與性能指標一
(1)PLC的分類
1)從組成結構形式分類 可以將PLC分為兩類:一類是整體式PLC(也稱單元式),其特點是電源、中央處理單元和I/O接口都集成在一個機殼內;另一類是標準模闆式結構化的PLC(也稱組閤式),其特點是電源模闆、中央處理單元模闆和I/O模闆等在結構上是相互獨立的,可根據具體的應用要求,選擇閤適的模塊,安裝在固定的機架或導軌上,構成一個完整的PLC應用係統。
2)按I/O點容量分類
①小型PLC。小型PLC的I/O點數一般在128點以下。
②中型PLC。中型PLC采用模塊化結構,其I/O點數一般在256~1024點之間。
③大型PLC。一般I/O點數在1024點以上的稱為大型PLC。
(2)PLC的性能指標
各廠傢的PLC雖然各有特色,但其主要性能指標是相同的。
①輸入/輸齣(I/O)點數 輸入/輸齣(I/O)點數是最重要的一項技術指標,是指PLC麵闆上連接外部輸入、輸齣的端子數,常稱為“點數”,用輸入與輸齣點數的和錶示。點數越多錶示PLC可接入的輸入器件和輸齣器件越多,控製規模越大。點數是PLC選型時最重要的指標之一。
②掃描速度 掃描速度是指PLC執行程序的速度。以ms/K為單位,即執行1K步指令所需的時間。1步占1個地址單元。
③存儲容量 存儲容量通常用K字(KW)或K字節(KB)、K位來錶示。這裏1K=1024。有的PLC用“步”來衡量,一步占用一個地址單元。存儲容量錶示PLC能存放多少用戶程序。例如,三菱型號為FX2N-48MR的PLC存儲容量為8000步。有的PLC的存儲容量可以根據需要配置,有的PLC的存儲器可以擴展。
④指令係統 指令係統錶示該PLC軟件功能的強弱。指令越多,編程功能就越強。
⑤內部寄存器(繼電器) PLC內部有許多寄存器用來存放變量、中間結果、數據等,還有許多輔助寄存器可供用戶使用。因此寄存器的配置也是衡量PLC功能的一項指標。
⑥擴展能力 擴展能力是反映PLC性能的重要指標之一。PLC除瞭主控模塊外,還可配置實現各種特殊功能的功能模塊。例如AD模塊、DA模塊、高速計數模塊和遠程通信模塊等。
四、 | PLC的發展趨勢
①嚮高性能、高速度和大容量發展。
②網絡化。 強化通信能力和網絡化,嚮下將多個可編程序控製器或者多個I/O框架相連;嚮上與工業計算機、以太網等相連,構成整個工廠的自動化控製係統。即便是微型的S7-200 SMART PLC也能組成多種網絡,通信功能十分強大。
③小型化、低成本和簡單易用。目前,有的小型PLC的價格隻需幾百元人民幣。
④不斷提高編程軟件的功能。編程軟件可以對PLC控製係統的硬件組態,在屏幕上可以直接生成和編輯梯形圖、指令錶、功能塊圖和順序功能圖程序,並可以實現不同編程語言的相互轉換。程序可以下載、存盤和打印,通過網絡或電話綫,還可以實現遠程編程。
⑤適閤PLC應用的新模塊。隨著科技的發展,對工業控製領域將提齣更高的、更特殊的要求,因此,必須開發特殊功能模塊來滿足這些要求。
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