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潯之漫 智控技術(shù)有限公司 上海詩慕自動(dòng)化設(shè)備有限公司
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可編程控制器,,簡(jiǎn)稱PLC(ProgrammablelogicController),是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置,。在1987年電工委員會(huì)(InternationalElectricalCommittee)頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義:
“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器,,用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算,、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí),、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,,并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出,,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體,,易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì),。”
2.PLC的特點(diǎn)
2.1可靠性高,抗干擾能力強(qiáng)
高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能,。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù),,采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造,內(nèi)部電路采取了*進(jìn)的抗干擾技術(shù),,具有很高的可靠性,。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均*時(shí)間高達(dá)30萬小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均*工作時(shí)間則更長(zhǎng),。從PLC的機(jī)外電路來說,,使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng),和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比,,電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一,,故障也就大大降低。此外,,PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能,,出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中,,應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序,,使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣,,整個(gè)系統(tǒng)具有*的可靠性也就不奇怪了,。
2.2配套齊全,功能完善,,適用性強(qiáng)
PLC發(fā)展到今天,,已經(jīng)形成了大、中,、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品,。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合,。除了邏輯處理功能以外,,現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力,可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域,。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn),,使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中,。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展,,使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。
2.3易學(xué)易用,,深受工程技術(shù)人員歡迎
PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī),,是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易,,編程語言易于為工程技術(shù)人員接受,。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近,只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能,。為不熟悉電子電路,、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。
2.4系統(tǒng)的設(shè)計(jì),、建造工作量小,,維護(hù)方便,,容易改造
PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯,,大大減少了控制設(shè)備外部的接線,使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短,,同時(shí)維護(hù)也變得容易起來,。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種,、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合,。
2.5體積小,重量輕,,能耗低
以超小型PLC為例,,新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm,重量小于150g,,功耗僅數(shù)瓦,。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部,是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備,。
3.PLC的應(yīng)用領(lǐng)域
目前,,PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油,、化工,、電力、建材,、機(jī)械制造,、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸,、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè),,使用情況大致可歸納為如下幾類。
3.1開關(guān)量的邏輯控制
這是PLC基本,、泛的應(yīng)用領(lǐng)域,,它取代傳統(tǒng)的繼電器電路,實(shí)現(xiàn)邏輯控制,、順序控制,,既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制,也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線,。如注塑機(jī),、印刷機(jī)、訂書機(jī)械,、組合機(jī)床,、磨床、包裝生產(chǎn)線,、電鍍流水線等,。
3.2模擬量控制
在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中,有許多連續(xù)變化的量,,如溫度,、壓力、流量,、液位和速度等都是模擬量,。為了使可編程控制器處理模擬量,必須實(shí)現(xiàn)模擬量(Analog)和數(shù)字量(Digital)之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換,。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊,,使可編程控制器用于模擬量控制。
3.3運(yùn)動(dòng)控制
PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制,。從控制機(jī)構(gòu)配置來說,,早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu),現(xiàn)在一般使用的運(yùn)動(dòng)控制模塊,。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊,。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能,廣泛用于各種機(jī)械,、機(jī)床,、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合,。
3.4過程控制
過程控制是指對(duì)溫度,、壓力,、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī),,PLC能編制各種各樣的控制算法程序,,完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法,。大中型PLC都有PID模塊,,目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行的PID子程序,。過程控制在冶金,、化工、熱處理,、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用,。
3.5數(shù)據(jù)處理
現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算(含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算,、邏輯運(yùn)算),、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,、排序,、查表、位操作等功能,,可以完成數(shù)據(jù)的采集,、分析及處理,。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較,,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置,,或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng),如無人控制的柔性制造系統(tǒng),;也可用于過程控制系統(tǒng),,如造紙、冶金,、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng),。
3.6通信及聯(lián)網(wǎng)
PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展,,工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快,,各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能,紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口,,通信非常方便,。