| 槐花村人 |
2010-04-09 14:48 |
PLC可編程控制器的概念、特點及其發(fā)展
1.PLC概述 6<m9guv
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PLC（Programmable logic Controller）即可編程控制器，是當今基于計算機技術的常見工業(yè)控制裝置，主要應用于工業(yè)控制領域。PLC內部配有編制程序的存儲器，用于存儲其內部指令、程序代碼及程序運行所需的各種數(shù)據(jù)，并以數(shù)字或模擬的方式與外部進行輸入和輸出，進而控制各種類型的執(zhí)行裝置。PLC及其有關的外圍設備是工業(yè)控制系統(tǒng)中的重要組成部分，尤其在底層控制中，PLC一般都會是控制系統(tǒng)的核心。 F%`O$uXA
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2.PLC的特點 .B rYz:#A
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2.1可靠性高，抗干擾能力強 k5o{mWI b
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工業(yè)生產(chǎn)一般是在惡劣環(huán)境中進行的高強度作業(yè)，這就要求其設備具有較高的可靠性和抗干擾能力。PLC的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與PLC內部電路之間電氣上隔離, 各輸入端均采用R-C濾波器，各模塊均采用屏蔽措施, 并具有良好的自診斷功能, 大型PLC還可以采用由雙CPU構成冗余系統(tǒng)或有三CPU構成表決系統(tǒng)使可靠性更進一步提高。 t2RL|$ >F1
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2.2.豐富的IO接口 L#Rj~&U
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在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，存在各種不同的設備或變化的生產(chǎn)環(huán)境，為了在計算機中進行計算及采取控制措施，PLC配備豐富的IO模塊，以便能夠將現(xiàn)場的各種信號轉換成PLC中可識別的信號。一般可將信號分為兩種：離散信號、模擬信號。一些按鈕、開關、電磁線圈和控制閥等器件通過傳感器產(chǎn)生高低電平形成離散信號，一些溫度、壓力、速度等傳感器通過其測量值映射為模擬信號，只要配備相應的采集裝置，PLC就可以通過IO模塊與現(xiàn)場裝置進行互動。 xa$4P [
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2.3.編程簡單，易學易用 W~d^ *LZt
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PLC作為通用工業(yè)控制計算機，接口簡單易于配置，編程語言也易于工程技術人員所接受。尤其梯形圖語言的圖形符號能夠形象地表達各種邏輯結構，不需要使用人員具有專業(yè)的計算機知識便可完成編程工作，這就使得開發(fā)人員能將更多的精力放在工控設計方面，進而提高工作效率。 zp:Ess O=Q
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2.4.系統(tǒng)搭建容易，維護方便 U_<k*o@:
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PLC用存儲邏輯代替接線邏輯即使用軟邏輯代替硬邏輯，這一方面增加了邏輯運算的靈活性，另一方面大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)結構更加簡易實用、系統(tǒng)搭建周期大為縮短。系統(tǒng)維護也很簡單，因為系統(tǒng)的硬件相對較少，改變系統(tǒng)結構的工作量也就較少，如果無需改變硬件結構，則只需要對系統(tǒng)重新進行軟件組態(tài)即可。 ]Pf!wv
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3.PLC的應用領域 ,FWsgqL{l
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PLC的應用領域非常廣泛，在鋼鐵、石油、化工、電力等各個行業(yè)都可以看到PLC的應用，PLC即可以進行開關量的邏輯控制又可以進行模擬量的控制，只需要配備相應的IO模塊和配套裝置即可。PLC主要的應用領域大致有如下幾類。 <P0&!yN
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3.1.運動控制 3%YDsd vQx
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PLC 可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構配置來說，早期直接用于開關量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。 (\M+E
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3.2.過程控制 AGK{t+`
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過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調節(jié)是一般閉環(huán)控制系 統(tǒng)中用得較多的調節(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處理一般是運行專用的PID子程序。過程控制在冶金、 化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。 yt1dYF0Xq
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3.3.數(shù)據(jù)處理 `{ ` W-C
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現(xiàn)代PLC具有數(shù)學運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉換、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)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，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，或將它們打印制表。數(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)。 )| 0(#R
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3.4.通信及聯(lián)網(wǎng) kWbD?i-
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PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設備間的通信。隨著計算機控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡發(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)絡系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。 O1Nya\^g<I
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4.PLC的發(fā)展現(xiàn)狀 KhZ\q|5
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1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術的控制裝置，使得電氣控制功能實現(xiàn)的程序化，這就是第一代可編程序控制器，英文名字叫Programmable Controller（PC）是世界上公認的第一臺PLC。 隨著個人計算機（PC）發(fā)展，為了反映可編程控制器的功能特點，美國A-B公司將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控制器 Programmable Logic Controller（PLC），現(xiàn)在，也有人稱PLC簡稱PC。上世紀80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)，20世紀末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來說，這個時期發(fā)展了大型機和超小型機；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉速、位移等各式各樣的控制場合；從產(chǎn)品的配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機界面單元、通信單元，使應用可編程控制器的工業(yè)控制設備的配套更加容易。 s(cC ;
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5.未來展望 &FY7
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隨著計算機科學和相關的通信、自動化等各學科的發(fā)展，更多新的技術將用于PLC的設計和制造，使得PLC的運算速度、控制能力、智能型等各方面都有所增強。另外隨著企業(yè)規(guī)模的擴大即自動化在日常生活中的深入應用，PLC將向兩極發(fā)展，即超小型和超大型。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。從通信方面來看，各個領域都朝著信息化發(fā)展，網(wǎng)絡將世界連為一個整體，PLC也不會是信息孤島，與其它計算機組網(wǎng)構成大型的綜合的控制系統(tǒng)是其必然的發(fā)展方向。
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