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(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)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(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義:
“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器,用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體,易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)!
可編程控制器是一臺(tái)專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它具有豐富的輸入/輸出接口,并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用,在實(shí)際應(yīng)用時(shí),其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置,其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制。
PLC、CAD/CAM和機(jī)器人技術(shù)被稱為現(xiàn)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(qiáng)
傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)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(xiàn)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(wěn)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(qiáng)的自診斷能力,能及時(shí)給出出錯(cuò)信息,停止運(yùn)行等待修復(fù)外,還使PLC具有了很強(qiáng)的抗干擾能力。PLC平均無故障時(shí)間達(dá)到數(shù)萬小時(shí)以上,可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),已被廣大用戶公認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。
2、采用模塊化結(jié)構(gòu),硬件配套齊全,用戶使用方便,適應(yīng)性強(qiáng)
為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要,除了單元式的小型PLC以外,絕大多數(shù)PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)。PLC的各個(gè)部件,包括CPU,電源,I/O等均采用模塊化設(shè)計(jì),由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來,系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。
PLC產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化,配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用,用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置,組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。PLC的安裝接線也很方便,一般用接線端子連接外部接線。PLC有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力,可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和小型交流接觸器。
3、功能強(qiáng),性能價(jià)格比高
一臺(tái)小型PLC內(nèi)有成百上千個(gè)可供用戶使用的編程元件,有很強(qiáng)的功能,可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。它與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比,具有很高的性能價(jià)格比。PLC可以通過通信聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)分散控制,集中管理。
功能強(qiáng),適應(yīng)面廣現(xiàn)代PLC不僅有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制等功能,還具有數(shù)字和模擬量的輸入輸出、功率驅(qū)動(dòng)、通信、人機(jī)對(duì)話、自檢、記錄顯示等功能。既可控制一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械、一條生產(chǎn)線,又可控制一個(gè)生產(chǎn)過程。
4、編程簡(jiǎn)單易學(xué)
目前,大多數(shù)PLC仍采用繼電控制形式的“梯形圖編程方式”。既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀,又考慮到大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及編程水平,所以對(duì)使用者來說,不需要具備計(jì)算機(jī)的專門知識(shí),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(zhí)行梯形圖程序時(shí),用解釋程序?qū)⑺g成匯編語言然后執(zhí)行(PLC內(nèi)部增加了解釋程序)。與直接執(zhí)行匯編語言編寫的用戶程序相比,執(zhí)行梯形圖程序的時(shí)間要長(zhǎng)一些,但對(duì)于大多數(shù)機(jī)電控制設(shè)備來說,是微不足道的,完全可以滿足控制要求。
采用簡(jiǎn)明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言,而無需計(jì)算機(jī)知識(shí),因此系統(tǒng)開發(fā)周期短,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試容易。另外,可在線修改程序,改變控制方案而不拆動(dòng)硬件。
5、安裝簡(jiǎn)單,維修方便
PLC不需要專門的機(jī)房,可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接,即可投入運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置,便于用戶了解運(yùn)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(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí),可以根據(jù)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(jié)構(gòu),因此一旦某模塊發(fā)生故障,用戶可以通過更換模塊的方法,使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。
6、通用性強(qiáng),控制程序可變,系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少
PLC品種齊全的各種硬件裝置,可以組成能滿足各種要求的控制系統(tǒng),用戶不必自己再設(shè)計(jì)和制作硬件裝置。用戶在硬件確定以后,在生產(chǎn)工藝流程改變或生產(chǎn)設(shè)備更新的情況下,不必改變PLC的硬設(shè)備,只需改編程序就可以滿足要求。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可比擬的優(yōu)點(diǎn)。PLC除應(yīng)用于單機(jī)控制外,在工廠自動(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(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件,使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減少。PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)法來設(shè)計(jì)。這種編程方法很有規(guī)律,很容易掌握。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng),設(shè)計(jì)梯形圖的時(shí)間比設(shè)計(jì)相同功能的繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。
PLC的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試,完成了系統(tǒng)的安裝和接線后,在現(xiàn)場(chǎng)的統(tǒng)調(diào)過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通過修改程序就可以解決,系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間比繼電器系統(tǒng)少得多。
7、體積小、重量輕、功耗低
PLC是將微電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的產(chǎn)品,其結(jié)構(gòu)緊湊,堅(jiān)固,體積小,重量輕,功耗低。并且由于PLC的強(qiáng)抗干擾能力,易于裝入設(shè)備內(nèi)部,是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備
PLC具備了以上特點(diǎn),它把微計(jì)算機(jī)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(shù)字控制、DDC技術(shù)加進(jìn)去,并具有監(jiān)控計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)的功能。因而它的應(yīng)用幾乎覆蓋了所有的工業(yè)企業(yè),既能改造傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品成為機(jī)電一體化的新一代產(chǎn)品,又適用于生產(chǎn)過程控制,實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、節(jié)能與降低成本。