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國際電工委員會給PLC下的定義及PLC的特點(diǎn)

發(fā)布時間:2020-08-13人氣:70

  1.PLC概念

  PLC問世以來,盡管時間不長

,但發(fā)展迅速
。為了使其生產(chǎn)和發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化
,國際電工委員會(IEC)先后頒布了PLC標(biāo)準(zhǔn)的草案第一稿,第二稿,并在1987年2月通過了對它的定義:

  “可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)

,專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的
。它采用一類可編程的存儲器,用于其內(nèi)部存儲程序
,執(zhí)行邏輯運(yùn)算
、順序控制、定時
、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令
,并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程
?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">?删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備,都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體
,易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)
。”

  為了避免與個人計(jì)算機(jī)PC(Personal Computer)相混淆

,所以改為PLC(Programmable Logic Controller)即可編程邏輯控制器
,但從功能上講,現(xiàn)在的PLC早已不是原來意義上的“PLC”了

  總之

,可編程控制器是一臺計(jì)算機(jī),它是專為工業(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)動能力
。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對某一具體工業(yè)應(yīng)用
,在實(shí)際應(yīng)用時,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

  2.PLC特點(diǎn)

  (1)可靠性高,抗干擾能力強(qiáng)

  工業(yè)生產(chǎn)一般對控制設(shè)備要求很高

,應(yīng)具有很強(qiáng)的抗干擾能力和高的可靠性
,能在惡劣的環(huán)境中可靠地工作,平均故障間隔時間長,故障修復(fù)時間短
。這是PLC控制優(yōu)于微機(jī)控制的一大特點(diǎn)
。例如日本的三菱公司F1、F2系列平均故障間隔時間長達(dá)30萬h
,而A系列的可靠性比F1
、F2系列更高。

  PLC控制系統(tǒng)的故障通常有兩種:一種是偶發(fā)性故障

,即由于惡劣環(huán)境(電磁干擾
、超高溫、過電壓
、欠電壓)引起的
,這類故障只要不引起系統(tǒng)部件的損壞,一旦環(huán)境條件恢復(fù)正常
,系統(tǒng)本應(yīng)隨之恢復(fù)正常
,但因PLC受外界影響后,內(nèi)部存儲的信息被破壞
,必須從初始狀態(tài)重新起動
。另一類是永久性故障,是由于元器件不可恢復(fù)的損壞引起的

  在PLC設(shè)計(jì)中

,可以從硬件和軟件兩方面采取措施,防止以上故障的發(fā)生
,以提高其可靠性
。主要措施有:

  ①硬件措施有:

  屏蔽:對電源變壓器

、CPU編程器等主要部件
,采用導(dǎo)電、導(dǎo)磁良好的材料進(jìn)行屏蔽
,以防外界干擾

  濾波:對供電系統(tǒng)及輸入/輸出線路采用多種形式的濾波,如LC式π型濾波網(wǎng)絡(luò)

,以消除高頻干擾和削弱各種模塊之間的相互影響

  電源的調(diào)整與保護(hù):對微處理器這個核心部件所需的+5V電源,采用多級濾波

,并用集成電壓調(diào)整器進(jìn)行調(diào)整
,以適應(yīng)交流電網(wǎng)的波動和過電壓、欠電壓影響

  隔離:在微處理器與輸入/輸出電路之間

,采用光電隔離
,有效地隔離輸入/輸出間電的聯(lián)系,減少故障和誤動作的可能

  聯(lián)鎖:所有輸出模塊都受開門信號控制

,而這個信號只在規(guī)定的各種條件都滿足時才有效,這樣就有效地防止了產(chǎn)生不正常輸出的可能性

  采用模塊式結(jié)構(gòu):這種結(jié)構(gòu)有助于故障情況下短時修復(fù)

  設(shè)置環(huán)境檢測和診斷電路:這種分電路與軟件配合,可以實(shí)現(xiàn)靈活保護(hù)與故障指示等功能

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、谲浖胧┯校?/p>

  故障檢測:軟件定期地檢測外界環(huán)境,對諸如掉電

、強(qiáng)干擾信號等情況能及時進(jìn)行處理

  信息保護(hù)和恢復(fù):對偶發(fā)性故障只要故障條件出現(xiàn)時,不破壞PLC內(nèi)部的信息

,一旦故障條件消失
,就可恢復(fù)正常,繼續(xù)原來的工作

  設(shè)置了警戒時鐘WDT:如果程序每循環(huán)執(zhí)行時間超過了WDT規(guī)定時間

,預(yù)示了程序進(jìn)入死循環(huán),立即報警

  加強(qiáng)對程序的檢查和檢驗(yàn):一旦程序有錯

,立即報警并停止執(zhí)行

  對程序及動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行電池后備:停電后

,利用后備電池供電,有關(guān)狀態(tài)及信息就不會因此而丟失

  這樣

,PLC的可靠性、抗干擾能力大大提高
。例如美國通用電氣公司制成的PC控制模塊平均無故障率可達(dá)1千萬小時之多
,組成系統(tǒng)后的平均無故障率可達(dá)4至5千萬小時。

  (2)編程簡單

,使用方便

  這是PLC優(yōu)于微機(jī)的另一個特點(diǎn)

。目前大多數(shù)PLC采用繼電控制形式的“梯形圖編程方式”,即有傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀
,又適合電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣和微機(jī)應(yīng)用水平
,易于接受,與常用的匯編語言相比
,更受歡迎

  這了進(jìn)一步簡化編程,當(dāng)今的PLC還針對具體問題設(shè)計(jì)了諸如步進(jìn)梯形指令、功能指令等

。PLC是為車間操作人員而設(shè)計(jì)的
,一般只要很短時間的訓(xùn)練即能學(xué)會使用。而微電腦控制系統(tǒng)則要求具有一定知識的人員操作
。當(dāng)然
,PLC的功能開發(fā),需要有軟件專家的幫助

  (3)控制程序可變

,具有很好的柔性

  在生產(chǎn)工藝流程改變或生產(chǎn)線設(shè)備更新的情況下,不必改變PLC的硬設(shè)備

,只要改變程序就可以滿足要求
。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)
。因此PLC除應(yīng)用于單機(jī)控制外
,在柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)
,以至工廠自動化(FA)中也被大量采用

  (4)功能完善

  現(xiàn)代PLC具有數(shù)字和模擬量輸入輸出、邏輯和算術(shù)運(yùn)算

、定時
、計(jì)數(shù)、順序控制
、功率驅(qū)動
、通信、人機(jī)對話
、自檢
、記錄和顯示功能,使用設(shè)備水平大提高

  (5)擴(kuò)充方便

,組合靈活

  PLC產(chǎn)品具有各種擴(kuò)充單元,可以方便地適應(yīng)不同工業(yè)控制需要的不同輸入輸出點(diǎn)及不同輸入輸出方式的系統(tǒng)

  (6)減少了控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工的工作量

  由于PLC采用軟件編程來達(dá)到控制功能

,而不同于繼電器控制采用接線來達(dá)到控制功能,同時PLC又能率先進(jìn)行模擬調(diào)試
,并且操作化功能和監(jiān)視化功能很強(qiáng)
,這些都減少了許多的工作量。

  (7)體積小

、重量輕
,是“機(jī)電一體化”特有的產(chǎn)品

  一臺收錄機(jī)大小的PLC具有相當(dāng)于1.8m高的繼電器控制柜的功能

,一般節(jié)電50%以上。

  由于PLC是工業(yè)控制的專用計(jì)算機(jī)

,其結(jié)構(gòu)緊密
、堅(jiān)固、體積小巧
,并由于具備很強(qiáng)的抗干擾能力
,使之易于裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部,因而成為實(shí)現(xiàn)“機(jī)電一體化”較理想的控制設(shè)備

  由于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。

  總之

,PLC技術(shù)代表了當(dāng)前電氣控制的世界先進(jìn)水平
,PLC與數(shù)控技術(shù)和工業(yè)機(jī)器人已成為機(jī)械工業(yè)自動化的三大支柱。


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