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}L采用面向控制过程、面向现场间题的“自然语言”进行编程,具有十分
灵活的控制方式。
伴随着大规模集成电路的迅速发展,微处理器技术和通讯技术的
迅速提高,PLC技术的发展正逐步成为工业生产自动化三大支柱(}L技术、机
器人技术和CAD/CAM技术)之一,在当前和未来的工业控制中起到重要作用。
今后的PLC将主要朝着超小型、专用化、低价格、高速多功能和分布式自动
化网络方向发展.其特点如下:
]十杭干扰能力强.可靠性高
在继电器控制系统中,器件的老化、脱焊、触点的抖动以及触点电弧等现象是
不可避免的,所以系统的可靠性不高,且维修工作耗资费时口而在PI.}A控制系统
中甲大量的开关动作由无触点的半导体电路完成,且在硬件和软件方面都采取了强
有力的措施,使产品具有极高的可靠性和抗一黔扰能力,故PI_}可以直接安装在恶
劣的工业环境现场而稳定地上作。
LC:
在硬件和软件方面主要采取以下措施来提高其可靠性。
(1采用光电隔离措施,可有效隔离输人/输出间、内部与外部电路间的联系,
减少故障和误动作。
(2)对电源变压器、}'
.I'
C}、编程器等主要部件均采用严格措施进行屏蔽,以
防外界干扰。
}'
I}主机的输人电源和输出电源均可以相互独立,对供电系统及1/0
线路采用了较多的滤波环节。
供电电路中多用L:
ar型滤波电路,对高频干扰有
良好的抑制作用,可有效地减少电源之间的干扰。
(3)采用循环扫描工作方式,进一步提高抗干扰能力。
(})内部采用“监视器”电路,当检测到故障情况时,立即把状态存入寄存
器,并以软、硬件配合对寄存器进行封闭,禁止对寄存器的任何操作,以防止寄存
器内容被破坏;
一旦检测到外界环境正常,便可恢复到故障前的状态,继续原来的
处理工作。
(的采用密封防尘抗展的外壳封装及内部结构,可适用于恶劣环境。
(6)一般FL产品可抗lk}l,
l}s的窄脉冲干扰,提高了其平均无故障工作
时间。
2。
采用模块化组合结构
PLC采用模块化组合结构,使系统构成十分灵活,可根据需要任意组合。
易
于维修,易于实现分散式控制,可缩短平均修复时间。
3.软件功能强
I}I_内部包括时序电路、计数器、主继电器、移位寄存器及中间寄存器等,
能够方便地实现延时、锁存、比较、跳转和强制[/O等功能。
PLC可进行逻辑运
算、算术运算、数据转换、顺序控制、顺序模拟运算、显示、监控、打印及报表生
成等功能。
并具有完善的输入、输出系统,能适应各种形式的开关量和模拟t的输
人、输出控制,还可以与其他计算机系统和控制设备共同组成控制系统,实现成组
数据传送、
4,灵活性和通用性强
继电器控制系统的控制电路要使用大t的控制电器,藉要通过人工布线、焊
接、组装来完成电路的连接,如果工艺要求稍有改变,控制电路必须随之相应变
动,耗时且费力。
PLC是利用存储在机内的程序实现各种控制功能的,因此当控
制功能改变时只需修改程序即可.极少甚至不必改动外部接线。
一台PLC可以用
矩阵运算、闭环控制、排序与查表、函数运算及快速中断等功能。
于不同的控制系统中,只需改变其中的程序。
其灵活性和通用性是继电器控制电路
所无法比拟的。
}*编程语言简单易学
虽然PI〔是以微型计算机技术为核心的控制装置,但是不要求使用者精通计
算机方面复杂的硬件和软件知识。
大多数PLC采用类似继电器控制电路的“梯形
图”语言编程,清晰直观,简单易学口
6.使用维护方便
Pl一C的输人、输出接口是己按不同需求做好的,可直接与控制现场的设备相
连接。
输人接口可以与各种开关、传感器连接;
输出接日具有较强的驱动能力,可
以直接与继电器、接触器、电磁阀等连接。
不论是输入接口或输出接口,使用都很
简单。
PI尤具有很强的监控功能,利用编程器、监视器或触摸屏等人机界面可对
PLC的运行状态、内部数据进行自诊断和监控,可以迅速查到故障并及时给予
排除。
(二)PLC的应用领域
1,开关蚤的逻挥控制
PLC的开关量逻辑控制已逐步取代传统的继电器逻辑控制装置,应用于单机
或多机控制系统以及自动化生产线上。
PLC控制开关量的能力很强,所控制的输
入、愉出点数.少则几十点,多的可达到几百、几千、甚至几万点。
由于PLC能
联网。
所以点数几乎不受限制,所控制的逻辑包括组合、时序、延时、高速计数
等。
用PLC进行开关量控制的领域包括冶金、机械、纺织、轻工、化工等。
2.模拟量的闭环控制
对于模拟t的闭环控制系统,要有模拟量的愉人愉出点,以便采样输人和调节
愉出,实现过程控制中的PILE调节或模糊控制调节,形成闭环系统。
PLC系统能
实现对温度、流量、压力、位移、速度等参量的连续调节与控制。
常用的模拟量
I模块,不仅可以实现A/D和D转换,还可以进一步构成闭环,实现PID过
程调节。
而针对PID闭环调节,又有专门的模块,往往还引入了智能控制。
目前
除大型机、中型机具有此功能外,一些公司的
3.数字黄的智能撞制
PLC具有接收和输出高速脉冲的功能,再配备相应的传感器<
如旋转编码器)
戈脉冲伺服装置(如环型分配器、功放、步进电机),其控制系统就能实现数字量
内智能控制。
较高级的PLC还专门开发了数字控制模块、运动单元模块等,可实
见曲线插补功能。
新型的运动控制单元,能够对步进电动机或何服电动机进行单轴
戈多轴的位置控制。
4,数据处理
P1尤具有数据传送、排序、查表搜索、位操作以及逻辑运算、函数运算、矩
小型机也具有这种功能,如O}I-
RON公司的CQM1机和松下电工的I}"
P}机等。
阵运算等多种数据采集、分析、处理的功能。
有些公司将PLC的数据处理功能与
计算机数值控制(CN}1)设备的功能紧密结合在一起,开发了用于CNC的PLC产
口
口pO
Pl一可在控制现场进行数据采集,目前较普遍采用的方法是PLC加上触摸
屏,既可随时观察采集下来的数据.又能及时进行统计分析。
有的PLC本身就具
有数据记录单元,如OMRON公司的C200H。
,可利用一般的便携计算机的存储
卡,插人到该单元中保存采集到的数据口
5甲通信
随着网络的发展和计算机集散控制系统的逐步普及,PLC的网络化通信产品
被大量推出。
这些产品解决了PLC之间、Pl一C与其扩展部分之间、}1.与上级计
算机之间或其他网络间的通信问题,实现由上位计算机对PLC的管理或编程。
}}r也能与智能仪表、智能执行装置(如变频器等)进行联网和通信,互相交换
数据并实施PI.C`对其的控制。
有些公可还开发了专门的网络产品,如A-13公司的
高速数据通道1H和}H},SIBIIri}I}1公司的SINF局域网等。
通过这些产品,
可将PLC、计算机、各种外设组成局域环网。
环网可套非环网,环网与环网可桥
接,网间的结点可直接或间接接地、通信和交换信息。
}I,C具有强大的联网通信功能,把PLC分布到控制现场,实现各P}}C控制站
间的通信以及上、下层间的通信,从而实现分散控制、集中管理的目的。
这样的系
统实际上就是P(过程控制系统)系统。
有的企业把全厂的自动化系统组成通
信网络,从而组成计算机集成制造系统。
(三)P}.的分类
P}_的种类很多。
其实现的功能、内存容童、控制规模、外形等方面均存在
较大差异。
因此,PLC的分类没有严格的统一标准,这里只是按照其结构形式、
控制规模、应用领域等进行大致分类。
1.按结构分类
PI}C按其硬件的结构形式可以分为整体式和组合式。
整体式PI.C_'
外观上是一
个长方形箱体,又称箱体式PLC。
组合式PLC在硬件构成上具有较高的灵活性,
其模块可以像拼积木一样进行组合,构成具有不同控制规模和功能的}L。
因此
它又称为模块式}1}Ca
(1)整体式}}C8整体式(箱体式)PLC的CPU、存储器、输人输出都安装
在同一机体内,如欧姆龙(OMRON)公司的cZoP、C4oP、CPMIA、CPMZA等
产品。
它们的特点是结构简单、体积小、价格低、输人输出点数固定、实现的功能
和控制规模固定,但灵活性较低。
(2〕组合式PLC。
组合式(模块式)PLC采用的是总线结构,即在一块总线
底板上有若干个总线槽,每个总线槽上可安装一个PLC模块,不同的模块实现不
同的功能。
PLC的CPU和存储器设计在一个模块上,有时把电舔也放在这一模块
上,该模块在总线上的安装位置一般是固定的口其他模块可根据P1一C的控制规模、
实现的功能选择安装在总线板的其他任一总线槽上口组合式PI}}}"
的特点是系统构
成的灵活性较高.可构成具有不同控制规模和功能的PLC`
按控制规模分类
}'
L}:
的控制规模主要是指开关量的输入输出点数及模拟量的输人输出路数,
但主要以开关量的点数计数。
模拟量的路数可折算成开关量的点数,一般一路模拟
量相当于8^}16点开关量。
根据IIC)控制点数的不同,PI}大致可分为微型机、
小型机、中型机、大型机及超大型机。
(}微型机;
控制点数在1}}点以下,如O1IRC}}的C系列P型机等。
(2)小型机:
控制点数在250点左右,如C)1I}的CMPZA系列等口
(3)中型机:
控制点数在,}00}-}}O(}点左右,如{)MR()N的C'
.Z00H机(约
?
00点)、CZ00}I}机(约1084点)等。
(4)大型机:
控制点数在1000点以上,如()MRC)的C10}}}I机(约102.E
点)、C2QOOI}机(约2048点)等口
(5超大型机:
控制点数可达上万点,甚至几万点。
如美国通用电气(GE}
的9C}-}0机。
其控制点数可达24000点以上。
3。
按应用领城分类
PL(f不仅应用于工厂,而且已渗透到产业界的每个角落,其应用领域包括机
械、食品、造纸、运输、水处理、高层建筑、公共设施、农业和娱乐业等,如表
1-1一1所示。
襄1一1一1P}的应用领域
┌─────────┬──────┬──────────┐
│机械
│食品
│造纸
│
├─────────┼──────┼──────────┤
│
机床
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