一、PLC簡(jiǎn)介
1- PLC的定義
PLC即可編程控制器,(Programmable logic Controller),是指以計算機技術(shù)為基礎的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國際電工委員會(huì )(International Electrical Committee)頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義:
“PLC是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器,用來(lái)在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時(shí)、計數和算術(shù)運算等操作的指令,并能通過(guò)數字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類(lèi)型的機械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統形成一個(gè)整體,易于擴展其功能的原則而設計!
可編程控制器是一臺專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境應用而設計制造的計算機。它具有豐富的輸入/輸出接口,并且具有較強的驅動(dòng)能力。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對某一具體工業(yè)應用,在實(shí)際應用時(shí),其硬件需根據實(shí)際需要進(jìn)行選用配置,其軟件需根據控制要求進(jìn)行設計編制。
PLC、CAD/CAM和機器人技術(shù)被稱(chēng)為現代工業(yè)的三大支柱。
2- PLC的特點(diǎn)
1、可靠性高,抗干擾能力強
傳統的繼電器控制系統使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器,由于觸點(diǎn)接觸不良,容易出現故障。PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器,降低了硬件不穩定造成的故障影響。
為了限制故障的發(fā)生或者在發(fā)生故障時(shí),能很快查出故障發(fā)生點(diǎn),并將故障限制在局部,各PLC的生產(chǎn)廠(chǎng)商在硬件和軟件方面采取了多種措施,使PLC除了本身具有較強的自診斷能力,能及時(shí)給出出錯信息,停止運行等待修復外,還使PLC具有了很強的抗干擾能力。PLC平均無(wú)故障時(shí)間達到數萬(wàn)小時(shí)以上,可以直接用于有強烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現場(chǎng),已被廣大用戶(hù)公認為最可靠的工業(yè)控制設備之一。
2、采用模塊化結構,硬件配套齊全,用戶(hù)使用方便,適應性強
為了適應各種工業(yè)控制需要,除了單元式的小型PLC以外,絕大多數PLC均采用模塊化結構。PLC的各個(gè)部件,包括CPU,電源,I/O等均采用模塊化設計,由機架及電纜將各模塊連接起來(lái),系統的規模和功能可根據用戶(hù)的需要自行組合。
PLC產(chǎn)品已經(jīng)標準化、系列化、模塊化,配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶(hù)選用,用戶(hù)能靈活方便地進(jìn)行系統配置,組成不同功能、不同規模的系統。PLC的安裝接線(xiàn)也很方便,一般用接線(xiàn)端子連接外部接線(xiàn)。PLC有較強的帶負載能力,可以直接驅動(dòng)一般的電磁閥和小型交流接觸器。
3、功能強,性能價(jià)格比高
一臺小型PLC內有成百上千個(gè)可供用戶(hù)使用的編程元件,有很強的功能,可以實(shí)現非常復雜的控制功能。它與相同功能的繼電器系統相比,具有很高的性能價(jià)格比。PLC可以通過(guò)通信聯(lián)網(wǎng),實(shí)現分散控制,集中管理。
功能強,適應面廣現代PLC不僅有邏輯運算、計時(shí)、計數、順序控制等功能,還具有數字和模擬量的輸入輸出、功率驅動(dòng)、通信、人機對話(huà)、自檢、記錄顯示等功能。既可控制一臺生產(chǎn)機械、一條生產(chǎn)線(xiàn),又可控制一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。
4、編程簡(jiǎn)單易學(xué)
目前,大多數PLC仍采用繼電控制形式的“梯形圖編程方式”。既繼承了傳統控制線(xiàn)路的清晰直觀(guān),又考慮到大多數工廠(chǎng)企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習慣及編程水平,所以對使用者來(lái)說(shuō),不需要具備計算機的專(zhuān)門(mén)知識,很容易被一般工程技術(shù)人員所非常容易接受和掌握。PLC在執行梯形圖程序時(shí),用解釋程序將它翻譯成匯編語(yǔ)言然后執行(PLC內部增加了解釋程序)。與直接執行匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的用戶(hù)程序相比,執行梯形圖程序的時(shí)間要長(cháng)一些,但對于大多數機電控制設備來(lái)說(shuō),是微不足道的,完全可以滿(mǎn)足控制要求。
采用簡(jiǎn)明的梯形圖、邏輯圖或語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言,而無(wú)需計算機知識,因此系統開(kāi)發(fā)周期短,現場(chǎng)調試容易。另外,可在線(xiàn)修改程序,改變控制方案而不拆動(dòng)硬件。
5、安裝簡(jiǎn)單,維修方便
PLC不需要專(zhuān)門(mén)的機房,可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行。使用時(shí)只需將現場(chǎng)的各種設備與PLC相應的I/O端相連接,即可投入運行。各種模塊上均有運行和故障指示裝置,便于用戶(hù)了解運行情況和查找故障。
PLC的故障率很低,且有完善的自診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝置和執行機構發(fā)生故障時(shí),可以根據PLC上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速地查明故障的原因。由于采用模塊化結構,因此一旦某模塊發(fā)生故障,用戶(hù)可以通過(guò)更換模塊的方法,使系統迅速恢復運行。
6、通用性強,控制程序可變,系統的設計、安裝、調試工作量少
PLC品種齊全的各種硬件裝置,可以組成能滿(mǎn)足各種要求的控制系統,用戶(hù)不必自己再設計和制作硬件裝置。用戶(hù)在硬件確定以后,在生產(chǎn)工藝流程改變或生產(chǎn)設備更新的情況下,不必改變PLC的硬設備,只需改編程序就可以滿(mǎn)足要求。因此,所以PLC取代繼電器控制,而且具有繼電器所不具備的無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。PLC除應用于單機控制外,在工廠(chǎng)自動(dòng)化中也被大量采用。
PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計數器等器件,使控制柜的設計、安裝、接線(xiàn)工作量大大減少。PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設計法來(lái)設計。這種編程方法很有規律,很容易掌握。對于復雜的控制系統,設計梯形圖的時(shí)間比設計相同功能的繼電器系統電路圖的時(shí)間要少得多。
PLC的用戶(hù)程序可以在實(shí)驗室模擬調試,完成了系統的安裝和接線(xiàn)后,在現場(chǎng)的統調過(guò)程中發(fā)現的問(wèn)題一般通過(guò)修改程序就可以解決,系統的調試時(shí)間比繼電器系統少得多。
7、體積小、重量輕、功耗低
PLC是將微電子技術(shù)應用于工業(yè)設備的產(chǎn)品,其結構緊湊,堅固,體積小,重量輕,功耗低。并且由于PLC的強抗干擾能力,易于裝入設備內部,是實(shí)現機電一體化的理想控制設備
PLC具備了以上特點(diǎn),它把微計算機技術(shù)與繼電器控制技術(shù)很好地融合在一起。最新發(fā)展的PLC產(chǎn)品,還把直接數字控制、DDC技術(shù)加進(jìn)去,并具有監控計算機聯(lián)網(wǎng)的功能。因而它的應用幾乎覆蓋了所有的工業(yè)企業(yè),既能改造傳統機械產(chǎn)品成為機電一體化的新一代產(chǎn)品,又適用于生產(chǎn)過(guò)程控制,實(shí)現工業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、節能與降低成本。