1可靠性高,,抗干擾能力強
高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術,,采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造,,內部電路采取了先進的抗干擾技術,具有很高的可靠性,。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時,。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說,,使用PLC構成控制系統(tǒng),,和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比,電氣接線及開關接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一,,故障也就大大降低,。此外,,PLC帶有硬件故障自我檢測功能,出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息,。在應用軟件中,,應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序,使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護,。這樣,,整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。
2配套齊全,,功能完善,,適用性強
PLC發(fā)展到今天,已經(jīng)形成了大,、中,、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品??梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合,。除了邏輯處理功能以外,現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力,,可用于各種數(shù)字控制領域,。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn),使PLC滲透到了位置控制,、溫度控制,、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展,,使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易,。
3易學易用,深受工程技術人員歡迎
PLC作為通用工業(yè)控制計算機,,是面向工礦企業(yè)的工控設備,。它接口容易,編程語言易于為工程技術人員接受,。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近,,只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路,、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門,。
4系統(tǒng)的設計、建造工作量小,,維護方便,,容易改造
PLC用存儲邏輯代替接線邏輯,大大減少了控制設備外部的接線,,使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短,,同時維護也變得容易起來,。更重要的是使同一設備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種,、小批量的生產(chǎn)場合,。
5體積小,重量輕,,能耗低
以超小型PLC為例,,新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm,重量小于150g,,功耗僅數(shù)瓦,。由于體積小很容易裝入機械內部,是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備,。
3. PLC的應用領域
目前,,PLC在內外已廣泛應用于鋼鐵、石油,、化工,、電力,、建材,、機械制造、汽車,、輕紡,、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè),,使用情況大致可歸納為如下幾類,。
3.1開關量的邏輯控制
這是PLC*基本、*廣泛的應用領域,,它取代傳統(tǒng)的繼電器電路,,實現(xiàn)邏輯控制、順序控制,,既可用于單臺設備的控制,,也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機,、印刷機,、訂書機械、組合機床,、磨床,、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等,。
3.2模擬量控制
在工業(yè)生產(chǎn)過程當中,,有許多連續(xù)變化的量,,如溫度、壓力,、流量,、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量,,必須實現(xiàn)模擬量(Analog)和數(shù)字量(Digital)之間的A/D轉換及D/A轉換,。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉換模塊,使可編程控制器用于模擬量控制,。
3.3運動控制
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。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,。
3.4過程控制
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,。
3.5數(shù)據(jù)處理
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),。
3.6通信及聯(lián)網(wǎng)
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。
4. PLC的內外狀況
上公認的臺PLC是1969年美數(shù)字設備公司(DEC)研制的,。限于當時的元器件條件及計算機發(fā)展水平,,早期的PLC主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成,,可以完成簡單的邏輯控制及定時,、計數(shù)功能。20世紀70年代初出現(xiàn)了微處理器,。人們很快將其引入可編程控制器,,使PLC增加了運算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能,,完成了真正具有計算機特征的工業(yè)控制裝置,。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術人員使用,,可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言,,并將參加運算及處理的計算機存儲元件都以繼電器命名。此時的PLC為微機技術和繼電器常規(guī)控制概念相結合的產(chǎn)物,。
20世紀70年代中末期,,可編程控制器進入實用化發(fā)展階段,計算機技術已全面引入可編程控制器中,使其功能發(fā)生了飛躍,。更高的運算速度,、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設計,、模擬量運算,、PID功能及極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀80年代初,,可編程控制器在先進工業(yè)中已獲得廣泛應用,。這個時期可編程控制器發(fā)展的特點是大規(guī)模、高速度,、高性能,、產(chǎn)品系列化。這個階段的另一個特點是上生產(chǎn)可編程控制器的日益增多,,產(chǎn)量日益上升,。這標志著可編程控制器已步入成熟階段。
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,。目前,可編程控制器在機械制造,、石油化工,、冶金鋼鐵、汽車,、輕工業(yè)等領域的應用都得到了長足的發(fā)展,。
我可編程控制器的引進、應用,、研制,、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。*初是在引進設備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設備及產(chǎn)品中不斷擴大了PLC的應用,。目前,,我自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的CF系列,、杭州機床電器廠生產(chǎn)的DKK及D系列,、大連組合機床研究所生產(chǎn)的S系列、蘇州電子計算機廠生產(chǎn)的YZ系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應用,。此外,,無錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我比較的PLC生產(chǎn)廠家,??梢灶A期,隨著我現(xiàn)代化進程的深入,,PLC在我將有更廣闊的應用天地,。
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,,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,,各各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會隨著際競爭的加劇而打破,,會出現(xiàn)少數(shù)幾個品牌壟斷際市場的局面,,會出現(xiàn)際通用的編程語言;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)絡和際通用網(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。