1可靠性高,,抗干擾能力強(qiáng)
高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能,。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù),采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造,,內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù),,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(shí)間高達(dá)30萬小時(shí),。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時(shí)間則更長,。從PLC的機(jī)外電路來說,使用PLC構(gòu)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(guān)接點(diǎn)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(cè)功能,出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息,。在應(yīng)用軟件中,,應(yīng)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(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù),。這樣,,整個(gè)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(qiáng)
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(chǎng)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(yùn)算能力,,可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)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(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)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(xué)易用,深受工程技術(shù)人員歡迎
PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī),,是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備,。它接口容易,,編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近,,只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能,。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門,。
4系統(tǒng)的設(shè)計(jì),、建造工作量小,維護(hù)方便,,容易改造
PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯,,大大減少了控制設(shè)備外部的接線,使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短,,同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)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(chǎng)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(jī)械內(nèi)部,,是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備,。
3. PLC的應(yīng)用領(lǐng)域
目前,PLC在內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵,、石油,、化工、電力,、建材,、機(jī)械制造、汽車,、輕紡,、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè),,使用情況大致可歸納為如下幾類,。
3.1開關(guān)量的邏輯控制
這是PLC*基本、*廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,,它取代傳統(tǒng)的繼電器電路,,實(shí)現(xiàn)邏輯控制,、順序控制,既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制,,也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線,。如注塑機(jī)、印刷機(jī),、訂書機(jī)械,、組合機(jī)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(dāng)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(shí)現(xiàn)模擬量(Analog)和數(shù)字量(Digital)之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換,。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊,使可編程控制器用于模擬量控制,。
3.3運(yùn)動(dòng)控制
PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制,。從控制機(jī)構(gòu)配置來說,早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu),,現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊,。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)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(yùn)動(dòng)控制功能,,廣泛用于各種機(jī)械,、機(jī)床、機(jī)器人,、電梯等場(chǎng)合,。
3.4過程控制
過程控制是指對(duì)溫度、壓力,、流量等模擬量的閉環(huán)控制,。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī),PLC能編制各種各樣的控制算法程序,,完成閉環(huán)控制,。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)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(yùn)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(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。
3.5數(shù)據(jù)處理
現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算(含矩陣運(yùn)算,、函數(shù)運(yùn)算,、邏輯運(yùn)算)、數(shù)據(jù)傳送,、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(chǔ)在存儲(chǔ)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?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼?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(shè)備間的通信,。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展,,工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(nèi)外狀況
上公認(rèn)的臺(tái)PLC是1969年美數(shù)字設(shè)備公司(DEC)研制的,。限于當(dāng)時(shí)的元器件條件及計(jì)算機(jī)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(jiǎn)單的邏輯控制及定時(shí),、計(jì)數(shù)功能。20世紀(jì)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(yùn)算,、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能,完成了真正具有計(jì)算機(jī)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(shù)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(yùn)算及處理的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)元件都以繼電器命名,。此時(shí)的PLC為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。
20世紀(jì)70年代中末期,,可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段,,計(jì)算機(jī)技術(shù)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(yùn)算速度,、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì),、模擬量運(yùn)算,、PID功能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀(jì)80年代初,,可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)中已獲得廣泛應(yīng)用,。這個(gè)時(shí)期可編程控制器發(fā)展的特點(diǎn)是大規(guī)模、高速度,、高性能,、產(chǎn)品系列化。這個(gè)階段的另一個(gè)特點(diǎn)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(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。
20世紀(jì)末期,,可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要,。從控制規(guī)模上來說,這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī),;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(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場(chǎng)合,;從產(chǎn)品的配套能力來說,,生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元,、通信單元,使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易,。目前,,可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工,、冶金鋼鐵,、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長足的發(fā)展,。
我可編程控制器的引進(jìn),、應(yīng)用、研制,、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的,。*初是在引進(jìn)設(shè)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(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴(kuò)大了PLC的應(yīng)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(jī)床電器廠生產(chǎn)的DKK及D系列,、大連組合機(jī)床研究所生產(chǎn)的S系列、蘇州電子計(jì)算機(jī)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(yīng)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(yù)期,隨著我現(xiàn)代化進(jìn)程的深入,,PLC在我將有更廣闊的應(yīng)用天地。
5. PLC未來展望
21世紀(jì),,PLC會(huì)有更大的發(fā)展,。從技術(shù)上看,計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會(huì)更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上,,會(huì)有運(yùn)算速度更快,、存儲(chǔ)容量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn),;從產(chǎn)品規(guī)模上看,,會(huì)進(jìn)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(huì)更豐富,、規(guī)格更齊全,的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求,;從市場(chǎng)上看,,各各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會(huì)隨著際競(jìng)爭(zhēng)的加劇而打破,會(huì)出現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)品牌壟斷際市場(chǎng)的局面,,會(huì)出現(xiàn)際通用的編程語言,;從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來看,可編程控制器和其它工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向,。目前的計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)DCS(Distributed Control System)中已有大量的可編程控制器應(yīng)用,。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分,,將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用,。