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潯之漫 智控技術有限公司  上海詩慕自動化設備有限公司
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基本信息

    5. PLC未來展望

    21世紀,，PLC會有更大的發(fā)展。從技術上看,，計算機技術的新成果會更多地應用于可編程控制器的設計和制造上,，會有運算速度更快、存儲容量更大,、智能更強的品種出現(xiàn),；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會進一步向超小型及超大型方向發(fā)展,；從產(chǎn)品的配套性上看,，產(chǎn)品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全,，完美的人機界面,、完備的通信設備會更好地適應各種工業(yè)控制場合的需求；從市場上看,，各國各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會隨著競爭的加劇而打破,，會出現(xiàn)少數(shù)幾個品牌壟斷市場的局面，會出現(xiàn)通用的編程語言,；從網(wǎng)絡的發(fā)展情況來看,，可編程控制器和其它工業(yè)控制計算機組網(wǎng)構成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術的發(fā)展方向。目前的計算機集散控制系統(tǒng)DCS（Distributed Control System）中已有大量的可編程控制器應用,。伴隨著計算機網(wǎng)絡的發(fā)展,，可編程控制器作為自動化控制網(wǎng)絡和通用網(wǎng)絡的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領域發(fā)揮越來越大的作用,。

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PLC的性能指標有哪些 可編程序控制器的主要性能指標

1．存儲容量

存儲容量是指用戶程序存儲器的容量,。用戶程序存儲器的容量大，可以編制出復雜的程序,。一般來說,，小型PLC的用戶存儲器容量為幾千字，而大型機的用戶存儲器容量為幾萬字,。

2．I/O點數(shù)

輸入/輸出（I/O）點數(shù)是PLC可以接受的輸入信號和輸出信號的總和,，是衡量PLC性能的重要指標,。I/O點數(shù)越多,，外部可接的輸入設備和輸出設備就越多，控制規(guī)模就越大,。

3．掃描速度

掃描速度是指PLC執(zhí)行用戶程序的速度，是衡量PLC性能的重要指標,。一般以掃描1K字用戶程序所需的時間來衡量掃描速度,，通常以ms/K字為單位。PLC用戶手冊一般給出執(zhí)行各條指令所用的時間,，可以通過比較各種PLC執(zhí)行相同的操作所用的時間,，來衡量掃描速度的快慢。

4．指令的功能與數(shù)量

指令功能的強弱,、數(shù)量的多少也是衡量PLC性能的重要指標,。編程指令的功能越強、數(shù)量越多,，PLC的處理能力和控制能力也越強,，用戶編程也越簡單和方便，越容易完成復雜的控制任務,。

5．內(nèi)部元件的種類與數(shù)量

在編制PLC程序時,，需要用到大量的內(nèi)部元件來存放變量、中間結果,、保持數(shù)據(jù),、定時計數(shù)、模塊設置和各種標志位等信息,。這些元件的種類與數(shù)量越多,，表示PLC的存儲和處理各種信息的能力越強。

6．特殊功能單元

特殊功能單元種類的多少與功能的強弱是衡量PLC產(chǎn)品的一個重要指標,。近年來各PLC廠商非常重視特殊功能單元的開發(fā),，特殊功能單元種類日益增多，功能越來越強,，使PLC的控制功能日益擴大

7．可擴展能力

PLC的可擴展能力包括I/O點數(shù)的擴展,、存儲容量的擴展、聯(lián)網(wǎng)功能的擴展,、各種功能模塊的擴展等,。在選擇PLC時，經(jīng)常需要考慮PLC的可擴展能力,。

相對于802D在性能上有許多的改進,，為廣大的客戶在希望擴大應用領域和范圍方面提供了更多的可能和受益，例如：可以方便的使用 DIN編程技術和 ISO 代碼進行編程,，的產(chǎn)品可靠性,，數(shù)字控制器，可編程控制器,，人機操作界面,，輸入/輸出單元一體化設計的系統(tǒng)結構,，由各種循環(huán)和輪廓編程提供的擴展編程幫助技術，通過DRIVE-CLiQ 接口實現(xiàn)的新數(shù)字式驅(qū)動技術提供了統(tǒng)一的數(shù)字式接口標準,，各種驅(qū)動功能按照模塊化設計,，可以根據(jù)性能要求和智能化要求靈活安排，各種模塊不需要電池及風扇,，因而無需任何維護,。
各種功能體現(xiàn)了西門子公司新的產(chǎn)品創(chuàng)新技術，例如5個數(shù)字驅(qū)動軸,，其中任意4個都可以作為聯(lián)動軸進行插補運算,，另一個作為定位軸使用，同時,，還提供一個相應的數(shù)字式主軸（模擬主軸即將推出）作為一個變型使用, 在帶C 軸功能時，可以采用3個數(shù)字軸,，一個數(shù)字主軸,，一個數(shù)字輔助主軸和一個數(shù)字定位軸的配置。新一代的西門子驅(qū)動技術平臺SINAMICS S120伺服系統(tǒng)通過已經(jīng)集成在元件級的DRIVE-CLiQ來對錯誤進行識別和診斷,，從操作面板就可以進行操作,，使用的標準閃存卡（CF）可以非常方便的備份全部調(diào)試數(shù)據(jù)文件和子程序，通過閃存卡（CF）可以對加工程序進行快速處理,，通過連接端子使用兩個電子手輪,，216 個數(shù)字輸入和144 個數(shù)字輸出（0.25A），RCS802 - 遠程診斷和遠程控制（NC 和 PLC）,，RCS@Event（通過電子郵件進行遠程診斷）,，USB口（即將推出）。
產(chǎn)品種類
西門子數(shù)控系統(tǒng)是西門子集團旗下自動化與驅(qū)動集團的產(chǎn)品,，西門子數(shù)控系統(tǒng)SINUMERIK發(fā)展了很多代,。目前在廣泛使用的主要有802、810,、840等幾種類型,。
用一個簡要的圖表對西門子各系統(tǒng)的定位作描述如下：
西門子各系統(tǒng)的性價比較
1) 802D
（請參閱：802D 簡明調(diào)試指南）
具有免維護性能的SINUMERIK802D，其核心部件 - PCU （面板控制單元）將CNC,、PLC,、人機界面和通訊等功能集成于一體?？煽啃愿?、易于安裝。
SINUMERIK 802D
SINUMERIK 802D
SINUMERIK802D可控制4個進給軸和一個數(shù)字或模擬主軸,。通過生產(chǎn)現(xiàn)場總線PROFIBUS將驅(qū)動器,、輸入輸出模塊連接起來。
模塊化的驅(qū)動裝置SIMODRIVE611Ue配套1FK6系列伺服電機，為機床提供了全數(shù)字化的動力,。
通過視窗化的調(diào)試工具軟件,，可以便捷地設置驅(qū)動參數(shù)，并對驅(qū)動器的控制參數(shù)進行動態(tài)優(yōu)化,。
SINUMERIK802D集成了內(nèi)置PLC系統(tǒng),，對機床進行邏輯控制。采用標準的PLC的編程語言Micro/WIN進行控制邏輯設計,。并且隨機提供標準的PLC子程序庫和實例程序,，簡化了制造廠設計過程，縮短了設計周期,。
2) 810D
（請參閱：SINUMERIK 810D 840D 簡明調(diào)試手冊 - 2006版本）
在數(shù)字化控制的領域中,，SINUMERIK 810D次將CNC和驅(qū)動控制集成在一塊板子上。
快速的循環(huán)處理能力,，使其在模塊加工中獨顯威力,。
SINUMERIK 810D NC軟件選件的一系列突出優(yōu)勢可以幫助您在競爭中脫穎而出。例如提前預測功能,，可以在集成控制系統(tǒng)上實現(xiàn)快速控制,。
另一個例子是坐標變換功能。固定點停止可以用來卡緊工件或定義簡單參考點,。模擬量控制控制模擬信號輸出;
管理也是另一種功能強大的管理軟件選件,。
樣條插補功能(A，B,，C樣條)用來產(chǎn)生平滑過渡,；壓縮功能用來壓縮NC記錄；多項式插補功能可以提高810D/810DE運行速度,。
溫度補償功能保證您的數(shù)控系統(tǒng)在這種高技術,、高速度運行狀態(tài)下保持正常溫度。此外,，系統(tǒng)還為您提供鉆,、銑、車等加工循環(huán),。 SINUMERIK 840D
3) 840D
SINUMERIK 840D數(shù)字NC系統(tǒng)用于各種復雜加工,它在復雜的系統(tǒng)平臺上,，通過系統(tǒng)設定而適于各種控制技術。840D與SINUMERIK_611數(shù)字驅(qū)動系統(tǒng)和SIMATIC7可編程控制器一起,，構成全數(shù)字控制系統(tǒng),，它適于各種復雜加工任務的控制，具有優(yōu)于其它系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)和控制精度,。
產(chǎn)品功能
控制類型
采用32位微處理器,、實現(xiàn)CNC控制,，用于完成CNC連續(xù)軌跡控制以及內(nèi)部集成式PLC控制。,。
機床配置
可實現(xiàn)鉆,、車、銑,、磨,、切割、沖,、激光加工和搬運設備的控制,，備有全數(shù)字化的SIMDRIVE611數(shù)字驅(qū)動模塊：多可以控制31個進給軸和主軸．進給和快速進給的速度范圍為100-9999mm/min。其插補功能有樣條插補,、三階多項式插補,、控制值互聯(lián)和曲線表插補，這些功能,。為加工各類曲線曲面零件提供了便利條件,。此外還具備進給軸和主鈾同步操作的功能。
操作方式
其操作方式主要有AUTOMATIC(自動),、JOG(手動),、示教（TEACH IN） 手動輸入運行（MDA） ,，自動方式：程序的自動運行,，加工程序中斷后，從斷點恢復運行,；可進行進給保持及主軸停止,，跳段功能，單段功能,，空運轉(zhuǎn),。
輪廓和補償
840D可根據(jù)用戶程序進行輪廓的沖突檢測、半徑補償?shù)倪M入和退出策略及交點計算,、長度補償,、螺距誤差補償棚測量系統(tǒng)誤差補償、反向間隙補償,、過象限誤差補償?shù)取?/span>
NC編程
840D系統(tǒng)的NC編程符合DIN 66025標準(德國工業(yè)標準),，具有語言編程特色的程序編輯器，可進行公制,、英制尺寸或混合尺寸的編程,，程序編制與加工可同時進行，系統(tǒng)具備1．5兆字節(jié)的用戶內(nèi)存,，用于零件程序,、偏置,、補償?shù)拇鎯Α?/span>
PLC編程
840D的集成式PLC*以標準sIMAncs7模塊為基礎，PLC程序和數(shù)據(jù)內(nèi)存可擴展到288KB,，u/o模塊可擴展副2048個輸入/輸出點,、PLC程序能以*的采樣速率監(jiān)視數(shù)據(jù)輸入，向數(shù)控機床發(fā)送運動停止/起動等指令,。
操作部分硬件
840D系統(tǒng)提供了標準的PC軟件,、硬盤、奔騰處理器,，用戶可在Windows98/2000下開發(fā)自定義的界面,。此外，2個通用接過RS232可使主機與外設進行通信,，用戶還可通過磁盤驅(qū)動器接口和打印機并聯(lián)接口完成程序存儲,、讀入及打印工作。
顯示部分
840D提供了多言種的顯示功能,，用戶只需按一下按鈕．即可將用戶界面從一種語自轉(zhuǎn)換為一種語言,，系統(tǒng)提供的話言有中文、英語,、德語,、西班牙語、法語,、意大利語：顯示屏上可顯示程序塊,、電動機軸位置、操作狀態(tài)等信息,。
2.1 西門子數(shù)控系統(tǒng)的基本構成
請參閱：SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)操作部件
SIEMENS用于數(shù)控系統(tǒng)的HMI軟件
西門子數(shù)控系統(tǒng)有很多種型號,，首先我們來觀察一下802D所構成的實物圖，SINUMERIK 802D是個集成的單元,，它是由NC以及PLC和人機界面（HMI）組成,，通過PROFIBUS總線連接驅(qū)動裝置以及輸入輸出模板，完控制功能,。
而在西門子的數(shù)控產(chǎn)品中有特點,，有代表性的系統(tǒng)應該是840D系統(tǒng)。因此,，我們可以通過了解西門子840D系統(tǒng),，來了解西門子數(shù)控系統(tǒng)的結構。首先通過以下的實物圖觀察840D系統(tǒng),。
2.2西門子810D系統(tǒng)的結構組成 （請參閱：SINUMERIK 810D 840D 簡明調(diào)試手冊 - 2006版本）
SINUMERIK840D是由數(shù)控及驅(qū)動單元（CCU或NCU）,，MMC,PLC模塊三部分組成，由于在集成系統(tǒng)時,，總是將SIMODRIVE611D驅(qū)動和數(shù)控單元(CCU或NCU)并排放在一起,，并用設備總線互相連接,，因此在說明時將二者劃歸一處。
35,，相電流：三相電路中,流過每相上的電流稱為相電流,。線電流：三相電路中,三根端線中的電流稱為線電流。36,，損耗電場：把電荷(或帶電體)引入其他帶電體周圍的空間時,，將會受到力的作用，就是說在帶電體周圍存在電場,。37,，電場強度：表示電場強弱的物理量。數(shù)值上等于單位正電荷在該點處所受的作用力,，方向是正電荷受力的方向,。用字母E表示，單位為V/m,。38,，擊穿：電介質(zhì)在電場的作用下發(fā)生劇烈放電或?qū)щ姷默F(xiàn)象叫擊穿，絕緣強度又稱擊穿電場強度,。
1. 人機界面
人機交換界面負責NC數(shù)據(jù)的輸入和顯示,它由MMC和OP組成 MMC(Man Machine Communication)包括：OP(Operation panel)單元,，MMC,MCP(Machine Control Panel)三部分。MMC實際上就是一臺計算機,，有自己獨立的CPU,還可以帶硬盤,，帶軟驅(qū)；OP單元正是這臺計算機的顯示器,，而西門子MMC的控制軟件也在這臺計算機中,。
（1）MMC(Man Machine communication)
常用的MMC有兩種：MMCC100.2和MMC103,其中MMC100.2的CPU為486,不能帶硬盤,；而MMC103的CPU為奔騰,，可以帶硬盤，一般的,，用戶為SINUMERIK810D配MMC100.2,而為SINUMERIK840D配MMC103.PCU(PC UNIT)是專門為配合西門子新的操作面板OP10,、OP10S、OP10C,、OP12,、OP15等而開發(fā)的MMC模塊，目前有三種PCU模塊——PCU20,、PCU50,、PCU70, PCU20對應于MMC100.2，不帶硬盤,，但可以帶軟驅(qū),；PCU50,、PCU70對應于MMC103,可以帶硬盤，與MMC不同的是：PCU50的軟件是基于WINDOWS NT的,。PCU的軟件被稱作HMI,。
HMI有分為兩種：嵌入式HMI和HMI。一般標準供貨時,，PCU20裝載的是嵌入式 HMI,而PCU50和PCU70則裝載HMI,。
（2）OP(Operation pannel)
OP單元一般包括一個10.4〞TFT顯示屏和一個NC鍵盤。根據(jù)用戶不同的要求,，西門子為用戶選配不同的OP單元,，如： OP030,OP031,OP032,OP032S等，其中OP031為常用,。
（3）,、MCP(Machine control pannel)
MCP是專門為數(shù)控機床而配置的，它也是OPI上的一個節(jié)點,，根據(jù)應用場合不同,，其布局也不同，目前,，有車床版MCP和銑床版MCP兩種,。對810D和840D，MCP的MPI地址分別為14和6,，用MCP后面的S3開關設定,。
對于SINUMERIK840D應用了MPI（Multiple Point Interface）總線技術，傳輸速率為187.5k/秒,，OP單元為這個總線構成的網(wǎng)絡中的一個節(jié)點,。為提高人機交互的效率，又有OPI（Operator PanelInterface）總線,，它的傳輸速率為1.5M/秒,。