1可靠性高,抗干擾能力強
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),,采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造,內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(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(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(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。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,。可以用于各種規(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(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通信能力的增強及人機界面技術(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)控制計算機,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與表達方式和繼電器電路圖相當接近,,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(shè)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(shè)備外部的接線,,使控制系統(tǒng)設(shè)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(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(nèi)部,,是實現(xiàn)機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(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,實現(xiàn)邏輯控制,、順序控制,,既可用于單臺設(shè)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(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(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)行機構(gòu),現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊,。如可驅(qū)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(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(yīng)用,。
3.5數(shù)據(jù)處理
現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)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(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?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?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,。隨著計算機控制的發(fā)展,工廠自動化網(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
上公認的臺PLC是1969年美數(shù)字設(shè)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(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(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)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(shù)已全面引入可編程控制器中,,使其功能發(fā)生了飛躍,。更高的運算速度、超小型體積,、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)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(yīng)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(yīng)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(zhuǎn)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(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,、應(yīng)用,、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的,。*初是在引進設(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(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,,PLC會有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看,,計算機技術(shù)的新成果會更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)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(shè)備會更好地適應(yīng)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(luò)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(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(yīng)用。伴隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,,可編程控制器作為自動化控制網(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。