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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(duì)控制設(shè)備的可靠性要求：

①平均故障間隔時(shí)間長(zhǎng)

②故障修復(fù)時(shí)間（平均修復(fù)時(shí)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(guò)電壓,、欠電壓、振動(dòng)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(duì)PLC而言，受外界影響后,，內(nèi)部存儲(chǔ)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(dòng)恢復(fù)正常,，這樣就能提高平均故障間隔時(shí)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(shí),，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(shí)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(shí)給出出錯(cuò)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(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的電子存儲(chǔ)器完成，I/O系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)和信號(hào)調(diào)理電路,。

①    屏蔽——對(duì)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(duì)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(duì)微處理器這個(gè)核心部件所需的+5V電源,，采用多級(jí)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(dòng)和過(guò)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(dòng)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(shí)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(shí)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(cè)——軟件定期地檢測(cè)外界環(huán)境,，如掉電、欠電壓,、鋰電池電壓過(guò)低及強(qiáng)干擾信號(hào)等,。以便及時(shí)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(shí),，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(lái)的程序工作,。所以,，PLC在檢測(cè)到故障條件時(shí)，立即把現(xiàn)狀態(tài)存入存儲(chǔ)器,，軟件配合對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行封閉,，禁止對(duì)存儲(chǔ)器的任何操作，以防存儲(chǔ)信息被沖掉,。

③設(shè)置警戒時(shí)鐘WDT（看門狗）——如果程序每循環(huán)執(zhí)行時(shí)間超過(guò)了WDT規(guī)定的時(shí)間,，預(yù)示了程序進(jìn)入死循環(huán)，立即報(bào)警,。

④加強(qiáng)對(duì)程序的檢查和校驗(yàn)——一旦程序有錯(cuò),，立即報(bào)警，并停止執(zhí)行,。

⑤對(duì)程序及動(dòng)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(huì)丟失,。

    PLC的出廠試驗(yàn)項(xiàng)目中,，有一項(xiàng)就是抗干擾試驗(yàn)。它要求能承受幅值為1000V,，上升時(shí)間1nS,，脈沖寬度為1μS的干擾脈沖。一般,，平均故障間隔時(shí)間可達(dá)幾十萬(wàn)～上千萬(wàn)小時(shí),；制成系統(tǒng)亦可達(dá)4～5萬(wàn)小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)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(jì)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(dòng)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(jì)時(shí),、計(jì)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(dòng)、通信,、人機(jī)對(duì)話,、自檢、記錄顯示等功能,。既可控制一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械,、一條生產(chǎn)線，又可控制一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程,。

4.編程簡(jiǎn)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(yǔ)言的編程元件的符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器控制電路原理圖相當(dāng)接近,。通過(guò)閱讀PLC的用戶手冊(cè)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(huì)用梯形圖編制控制程序,。同時(shí)還提供了功能圖、語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言,。

PLC在執(zhí)行梯形圖程序時(shí),，用解釋程序?qū)⑺g成匯編語(yǔ)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(yǔ)言編寫的用戶程序相比,，執(zhí)行梯形圖程序的時(shí)間要長(zhǎng)一些,，但對(duì)于大多數(shù)機(jī)電控制設(shè)備來(lái)說(shuō)，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(jì)及施工的工作量

由于PLC采用了軟件來(lái)取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器,、計(jì)數(shù)器等器件,，控制柜的設(shè)計(jì)安裝接線工作量大為減少。同時(shí),，PLC的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試,，更減少了現(xiàn)場(chǎng)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(jiān)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(shí)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。現(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