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可編程序控制器(PLC)的特點(diǎn)

為適應(yīng)工業(yè)環(huán)境使用，與一般控制裝置相比較,，PLC機(jī)有以下特點(diǎn)：

1. 可靠性高,，抗*力強(qiáng)

    工業(yè)生產(chǎn)對控制設(shè)備的可靠性要求：

①平均故障間隔時間長

②故障修復(fù)時間（平均修復(fù)時間）短

任何電子設(shè)備產(chǎn)生的故障，通常為兩種：

     ①偶發(fā)性故障,。由于外界惡劣環(huán)境如電磁干擾,、超高溫、超低溫、過電壓,、欠電壓,、振動等引起的故障。這類故障,，只要不引起系統(tǒng)部件的損壞,，一旦環(huán)境條件恢復(fù)正常，系統(tǒng)也隨之恢復(fù)正常,。但對PLC而言,，受外界影響后，內(nèi)部存儲的信息可能被破壞,。

     ②**性故障,。由于元器件不可恢復(fù)的破壞而引起的故障。

如果能限制偶發(fā)性故障的發(fā)生條件,，如果能使PLC在惡劣環(huán)境中不受影響或能把影響的后果限制在范圍,，使PLC在惡劣條件消失后自動恢復(fù)正常，這樣就能提高平均故障間隔時間,；如果能在PLC上增加一些診斷措施和適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)手段,，在**性故障出現(xiàn)時，能很快查出故障發(fā)生點(diǎn),，并將故障限制在局部,，就能降低PLC的平均修復(fù)時間。為此,，各PLC的生產(chǎn)廠商在硬件和軟件方面采取了多種措施,，使PLC除了本身具有較強(qiáng)的自診斷能力，能及時給出出錯信息,，停止運(yùn)行等待修復(fù)外,，還使PLC具有了很強(qiáng)的抗*力。

·硬件措施：

主要模塊均采用大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路,，大量開關(guān)動作由無觸點(diǎn)的電子存儲器完成，I/O系統(tǒng)設(shè)計有完善的通道保護(hù)和信號調(diào)理電路,。

①    屏蔽——對電源變壓器,、CPU、編程器等主要部件,，采用導(dǎo)電,、導(dǎo)磁良好的材料進(jìn)行屏蔽，以防外界干擾,。

②    濾波——對供電系統(tǒng)及輸入線路采用多種形式的濾波,，如LC或π型濾波網(wǎng)絡(luò),，以消除或高頻干擾，也削弱了各種模塊之間的相互影響,。

③    電源調(diào)整與保護(hù)——對微處理器這個核心部件所需的+5V電源,，采用多級濾波，并用集成電壓調(diào)整器進(jìn)行調(diào)整,，以適應(yīng)交流電網(wǎng)的波動和過電壓,、欠電壓的影響,。

④    隔離——在微處理器與I/O電路之間,，采用光電隔離措施，有效地隔離I/O接口與CPU之間電的聯(lián)系,，減少故障和誤動作,；各I/O口之間亦彼此隔離。

⑤    采用模塊式結(jié)構(gòu)——這種結(jié)構(gòu)有助于在故障情況下短時修復(fù),。一旦查出某一模塊出現(xiàn)故障,，能迅速更換，使系統(tǒng)恢復(fù)正常工作,；同時也有助于加快查找故障原因,。

·軟件措施：

    有*的自檢及保護(hù)功能。

①故障檢測——軟件定期地檢測外界環(huán)境,，如掉電,、欠電壓、鋰電池電壓過低及強(qiáng)干擾信號等,。以便及時進(jìn)行處理,。

②信息保護(hù)與恢復(fù)——當(dāng)偶發(fā)性故障條件出現(xiàn)時，不破壞PLC內(nèi)部的信息,。一旦故障條件消失,，就可恢復(fù)正常，繼續(xù)原來的程序工作,。所以,，PLC在檢測到故障條件時，立即把現(xiàn)狀態(tài)存入存儲器,，軟件配合對存儲器進(jìn)行封閉,，禁止對存儲器的任何操作，以防存儲信息被沖掉,。

③設(shè)置警戒時鐘WDT（看門狗）——如果程序每循環(huán)執(zhí)行時間超過了WDT規(guī)定的時間,，預(yù)示了程序進(jìn)入死循環(huán)，立即報警,。

④加強(qiáng)對程序的檢查和校驗——一旦程序有錯,，立即報警,，并停止執(zhí)行。

⑤對程序及動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行電池后備——停電后,，利用后備電池供電,，有關(guān)狀態(tài)及信息就不會丟失。

    PLC的出廠試驗項目中,，有一項就是抗干擾試驗,。它要求能承受幅值為1000V，上升時間1nS,，脈沖寬度為1μS的干擾脈沖,。一般，平均故障間隔時間可達(dá)幾十萬～上千萬小時,；制成系統(tǒng)亦可達(dá)4～5萬小時甚至更長時間,。

2 .通用性強(qiáng)，控制程序可變,，使用方便

PLC品種齊全的各種硬件裝置,，可以組成能滿足各種要求的控制系統(tǒng)，用戶不必自己再設(shè)計和制作硬件裝置,。用戶在硬件確定以后,，在生產(chǎn)工藝流程改變或生產(chǎn)設(shè)備更新的情況下，不必改變PLC的硬設(shè)備,，只需改編程序就可以滿足要求,。因此，PLC除應(yīng)用于單機(jī)控制外,，在工廠自動化中也被大量采用,。

3.功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣

現(xiàn)代PLC不僅有邏輯運(yùn)算,、計時,、計數(shù)、順序控制等功能,，還具有數(shù)字和模擬量的輸入輸出,、功率驅(qū)動、通信,、人機(jī)對話,、自檢、記錄顯示等功能,。既可控制一臺生產(chǎn)機(jī)械,、一條生產(chǎn)線，又可控制一個生產(chǎn)過程,。

4.編程簡單,，容易掌握

目前,，大多數(shù)PLC仍采用繼電控制形式的“梯形圖編程方式”。既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀,，又考慮到大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及編程水平,，所以非常容易接受和掌握。梯形圖語言的編程元件的符號和表達(dá)方式與繼電器控制電路原理圖相當(dāng)接近,。通過閱讀PLC的用戶手冊或短期培訓(xùn),，電氣技術(shù)人員和技術(shù)工很快就能學(xué)會用梯形圖編制控制程序。同時還提供了功能圖,、語句表等編程語言,。

PLC在執(zhí)行梯形圖程序時，用解釋程序?qū)⑺g成匯編語言然后執(zhí)行（PLC內(nèi)部增加了解釋程序）,。與直接執(zhí)行匯編語言編寫的用戶程序相比,，執(zhí)行梯形圖程序的時間要長一些,，但對于大多數(shù)機(jī)電控制設(shè)備來說，是微不足道的,，*可以滿足控制要求,。

5.減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計及施工的工作量

由于PLC采用了軟件來取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器,、計數(shù)器等器件,，控制柜的設(shè)計安裝接線工作量大為減少。同時,，PLC的用戶程序可以在實驗室模擬調(diào)試,，更減少了現(xiàn)場的調(diào)試工作量。并且,，由于PLC的低故障率及很強(qiáng)的監(jiān)視功能,，模塊化等等，使維修也極為方便,。

6.體積小,、重量輕、功耗低,、維護(hù)方便

PLC是將微電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的產(chǎn)品,，其結(jié)構(gòu)緊湊，堅固,，體積小,，重量輕，功耗低,。并且由于PLC的強(qiáng)抗*力,，易于裝入設(shè)備內(nèi)部，是實現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備,。以三菱公司的F1-40M型PLC為例：其外型尺寸僅為305×110×110mm,，重量2.3kg，功耗小于25VA,；而且具有很好的抗振、適應(yīng)環(huán)境溫,、濕度變化的能力?，F(xiàn)在三菱公司又有FX系列PLC，與其超小型品種F1系列相比：面積為47%,體積為36%,，在系統(tǒng)的配置上既固定又靈活，輸入輸出可達(dá)24～128點(diǎn),。

可編程序控制器PLC的應(yīng)用范圍