可編程控制器基本原理及應(yīng)用 全集
1. 基本原理
可編程控制器,英文稱ProgrammableLogicController,簡(jiǎn)稱PLC。PLC是基于電子計(jì)算機(jī),且適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工作的電控制器。它源于繼電控制裝置,但它不像繼電裝置那樣,通過(guò)電路的物理過(guò)程實(shí)現(xiàn)控制,而主要靠運(yùn)行存儲(chǔ)于PLC內(nèi)存中的程序,進(jìn)行入出信息變換實(shí)現(xiàn)控制。
PLC基于電子計(jì)算機(jī),但并不等同于普通計(jì)算機(jī)。普遍計(jì)算機(jī)進(jìn)行入出信息變換,多只考慮信息本身,信息的入出,只要人機(jī)界面好就可以了。而PLC則還要考慮信息入出的可靠性、實(shí)時(shí)性,以及信息的使用等問(wèn)題。特別要考慮怎么適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境,如便于安裝,抗干擾等問(wèn)題。
1.1實(shí)現(xiàn)控制要點(diǎn)
輸入輸出信息變換、可靠物理實(shí)現(xiàn),可以說(shuō)是PLC實(shí)現(xiàn)控制的兩個(gè)基本要點(diǎn)。
輸入輸出信息變換靠運(yùn)行存儲(chǔ)于PLC內(nèi)存中的程序?qū)崿F(xiàn)。PLC程序既有生產(chǎn)廠家的系統(tǒng)程序(不可更改),又有用戶自行開(kāi)發(fā)的應(yīng)用(用戶)程序。系統(tǒng)程序提供運(yùn)行平臺(tái),同時(shí),還為PLC程序可靠運(yùn)行及信號(hào)與信息轉(zhuǎn)換進(jìn)行必要的公共處理。用戶程序由用戶按控制要求設(shè)計(jì)。什么樣的控制要求,就應(yīng)有什么樣的用戶程序。
可靠物理實(shí)現(xiàn)主要靠輸人(INPUT)及輸出(OUTPUT)電路。PLC的I/O電路,都是專門(mén)設(shè)計(jì)的。輸入電路要對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波,以去掉高頻干擾。而且與內(nèi)部計(jì)算機(jī)電路在電上是隔離的,靠光耦元件建立聯(lián)系。輸出電路內(nèi)外也是電隔離的,靠光耦元件或輸出繼電器建立聯(lián)系。輸出電路還要進(jìn)行功率放大,以足以帶動(dòng)一般的工業(yè)控制元器件,如電磁閥、接觸器等等。
I/O電路是很多的,每一輸入點(diǎn)或輸出點(diǎn)都要有一個(gè)I或O電路。PLC有多I/O用點(diǎn),一般也就有多少個(gè)I/O用電路。但由于它們都是由高度集成化的電路組成的,所以,所占體積并不大。
輸入電路時(shí)刻監(jiān)視著輸入狀況,并將其暫存于輸入暫存器中。每一輸入點(diǎn)都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)其信息的暫存器。
輸出電路要把輸出鎖存器的信息傳送給輸出點(diǎn)。輸出鎖存器與輸出點(diǎn)也是一一對(duì)應(yīng)的
這里的輸入暫存器及輸出鎖存器實(shí)際就是PLC處理器I/O口的寄存器。它們與計(jì)算機(jī)內(nèi)存交換信息通過(guò)計(jì)算機(jī)總線,并主要由運(yùn)行系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)。把輸人暫存器的信息讀到PLC的內(nèi)存中,稱輸入刷新。PLC內(nèi)存有專門(mén)開(kāi)辟的存放輸入信息的映射區(qū)。這個(gè)區(qū)的每一對(duì)應(yīng)位(bit)稱之為輸入繼電器,或稱軟接點(diǎn)。這些位置成1,表示接點(diǎn)通,置成0為接點(diǎn)斷。由于它的狀態(tài)是由輸入刷新得到的,所以,它反映的就是輸入狀態(tài)。
輸出鎖存器與PLC內(nèi)存中的輸出映射區(qū)也是對(duì)應(yīng)的。一個(gè)輸出鎖存器也有一個(gè)內(nèi)存位(bit)與其對(duì)應(yīng),這個(gè)位稱為輸出繼電器,或稱輸出線圈??窟\(yùn)行系統(tǒng)程序,輸出繼電器的狀態(tài)映射到輸出鎖存器。這個(gè)映射也稱輸出刷新。輸出刷新主要也是靠運(yùn)行系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)的。這樣,用戶所要編的程序只是,內(nèi)存中輸入映射區(qū)到輸出映射區(qū)的變換,特別是怎么按輸入的時(shí)序變換成輸出的時(shí)序。這是一個(gè)數(shù)據(jù)及邏輯處理問(wèn)題。由于PLC有強(qiáng)大的指令系統(tǒng),編寫(xiě)出滿足這個(gè)要求的程序是完全可能的,而且也是較為容易的。
1.2實(shí)現(xiàn)控制過(guò)程
簡(jiǎn)單地說(shuō),PLC實(shí)現(xiàn)控制的過(guò)程一般是:
輸入刷新--再運(yùn)行用戶程序--再輸出刷新--再輸入刷新--再運(yùn)行用戶程序--再輸出刷新……永不停止地循環(huán)反復(fù)地進(jìn)行著。
圖1.1所示的流程圖反映的就是上述過(guò)程。它也反映了信息的時(shí)間關(guān)系。
有了上述過(guò)程,用PLC實(shí)現(xiàn)控制顯然是可能的。因?yàn)椋河辛溯斎胨⑿?,可把輸入電路監(jiān)控得到的輸入信息存入PLC的輸入映射區(qū);經(jīng)運(yùn)行用戶程序,輸出映射區(qū)將得到變換后的信息;再經(jīng)輸出刷新,輸出鎖存器將反映輸出映射區(qū)的狀態(tài),并通過(guò)輸出電路產(chǎn)生相應(yīng)的輸出。又由于這個(gè)過(guò)程是永不停止地循環(huán)反復(fù)地進(jìn)行著,所以,輸出總是反映輸入的變化的。只是響應(yīng)的時(shí)間上,略有滯后。當(dāng)然,這個(gè)滯后不宜太大,否則,所實(shí)現(xiàn)的控制不那么及時(shí),也就失去控制的意義。
為此,PLC的工作速度要快。速度快、執(zhí)行指令時(shí)間短,是PLC實(shí)現(xiàn)控制的基礎(chǔ)。事實(shí)上,它的速度是很快的,執(zhí)行一條指令,多的幾微秒、幾十微秒,少的才零點(diǎn)幾,或零點(diǎn)零幾微秒。而且這個(gè)速度還在不斷提高中。
實(shí)際的PLC工作過(guò)程還要復(fù)雜些。除了I/O刷新及運(yùn)行用戶程序,還要做些公共處理工作。
公共處理工作有:循環(huán)時(shí)間監(jiān)控、外設(shè)服務(wù)及通訊處理等。
監(jiān)控循環(huán)時(shí)間的目的是避免"死循環(huán)",避免程序不能反復(fù)不斷地重復(fù)執(zhí)行。辦法是用"看門(mén)狗"(Watchingdog)。只要循環(huán)超時(shí),它可報(bào)警,或作相應(yīng)處理.
外設(shè)服務(wù)是讓PLC可接受編程器對(duì)它的操作,或通過(guò)接口向輸出設(shè)備如打印機(jī)輸出數(shù)據(jù).
通訊處理是實(shí)現(xiàn)PLC與PLC,或PLC與計(jì)算機(jī),或PLC與其它工業(yè)控制裝置或智能部件間信息交換的。這也是增強(qiáng)PLC控制能力的需要。
也就是說(shuō),實(shí)際的PLC工作過(guò)程總是:公共處理--I/O刷新--運(yùn)行用戶程序--再公共處理--……反復(fù)不停地重復(fù)著。
1.3可編程控制器實(shí)現(xiàn)控制的方式
用這種不斷地重復(fù)運(yùn)行程序?qū)崿F(xiàn)控制稱掃描方式。是用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的一種方式。此外,計(jì)算機(jī)用于控制還有中斷方式。在中斷方式下,需處理的控制先申請(qǐng)中斷,被響應(yīng)后正運(yùn)行的程序停止運(yùn)行,轉(zhuǎn)而去處理中斷工作(運(yùn)行有關(guān)中斷服務(wù)程序)。待處理完中斷,又返回運(yùn)行原來(lái)程序。哪個(gè)控制需要處理,哪個(gè)就去申請(qǐng)中斷。哪個(gè)不需處理,將不被理睬。顯然,中斷方式與掃描方式是不同的。
在中斷方式下,計(jì)算機(jī)能得到充分利用,緊急的任務(wù)也能得到及時(shí)處理。但是,如果同時(shí)來(lái)了幾個(gè)都要處理的任務(wù)該怎么辦呢??jī)?yōu)先級(jí)高的還好辦,低的呢?可能會(huì)出現(xiàn)照顧不到之處。所以,中斷方式不大適合于工作現(xiàn)場(chǎng)的日常使用。
但是,PLC在用掃描方式為主的情況下,也不排斥中斷方式。即,大量控制都用掃描方式,個(gè)別急需的處理,允許中斷這個(gè)掃描運(yùn)行的程序,轉(zhuǎn)而去處理它。這樣,可做到所有的控制都能照顧到,個(gè)別應(yīng)急的也能進(jìn)行處理。
PLC的實(shí)際工作過(guò)程比這里講的還要復(fù)雜一些,分析其基本原理,也還有一些理論問(wèn)題。有關(guān)人員如果能把上面介紹的入出變換、物理實(shí)現(xiàn)--信息處理、I/O電路--空間、時(shí)間關(guān)系--掃描方式并輔以中斷方式,作為一種思路加以研究,弄清了它,也就好理解PLC是怎樣去實(shí)現(xiàn)控制的,也就好把握住PLC基本原理的要點(diǎn)了。至于更深入的問(wèn)題,在進(jìn)一步學(xué)習(xí)中,將再作具體介紹。
2. 基本特點(diǎn)
從討論P(yáng)LC的工作原理知,PLC的輸入與輸出在物理上是彼此隔開(kāi)的,其間的聯(lián)系是靠運(yùn)行存儲(chǔ)于它的內(nèi)存中的程序?qū)崿F(xiàn)。它的入出相關(guān),不是靠物理過(guò)程,不是用線路;而是靠信息過(guò)程,用軟邏輯聯(lián)系。它的工作基礎(chǔ)是用好信息。
信息不同于物質(zhì)與能量,有自身的規(guī)律。信息便于處理,便于傳遞,便于存儲(chǔ);信息還可重用,等等。正是由于信息的這些特點(diǎn),決定了PLC的基本特點(diǎn)。
下面介紹PLC的四個(gè)特點(diǎn):
2.1功能豐富
PLC的功能非常豐富。這主要與它具有豐富的處理信息的指令系統(tǒng)及存儲(chǔ)信息的內(nèi)部器件有關(guān)。
它的指令多達(dá)幾十條、幾百條,可進(jìn)行各式各樣的邏輯問(wèn)題的處理,還可進(jìn)行各種類型數(shù)據(jù)的運(yùn)算。凡普通計(jì)算機(jī)能做到的,它也都可作到。
它的內(nèi)部器件,即內(nèi)存中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū),種類繁多,容量宏大。I/O繼電器,可以用以存儲(chǔ)入、出點(diǎn)信息的,少的幾十、幾百,多的可達(dá)幾千、幾萬(wàn),以至10幾萬(wàn)。這意味著它可進(jìn)行這么多I/O點(diǎn)的入出信息變換,進(jìn)行這么大規(guī)模的控制。
它的內(nèi)部種種繼電器,相當(dāng)于中間繼電器,數(shù)量更多。內(nèi)存中一個(gè)位就可作為一個(gè)中間繼電器,怎么不多!
它的計(jì)數(shù)器、定時(shí)器也很多,是繼電電路所望塵莫及的。小小的箱體或模塊,其內(nèi)部定時(shí)器、計(jì)數(shù)器可達(dá)成百、成千。這也是因?yàn)橹灰脙?nèi)存中的一個(gè)字,再加一些標(biāo)志位,即可成為定時(shí)器、計(jì)數(shù)器,所以才那么多。
而且,這些內(nèi)部器件還可設(shè)置成丟電保持的,或丟電不保持的,即上電后予以清零的。以滿足不同的使用要求。這些也是繼電器件所難以做到的。
它的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)還可用以存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù),幾百、幾千、幾萬(wàn)字的信息都可以存,而且,掉電后還不丟失。
PLC還有豐富的外部設(shè)備,可建立友好的人機(jī)界面,以進(jìn)行信息交換??伤腿氤绦颍腿霐?shù)據(jù),可讀出程序,讀出數(shù)據(jù)。而且讀、寫(xiě)時(shí)可在圖文并茂的畫(huà)面上進(jìn)行。數(shù)據(jù)讀出后,可轉(zhuǎn)儲(chǔ),可打印。數(shù)據(jù)送入可鍵入,可以讀卡入,等等。
PLC還具有通訊接口,可與計(jì)算機(jī)鏈接或聯(lián)網(wǎng),與計(jì)算機(jī)交換信息。自身也可聯(lián)網(wǎng),以形成單機(jī)所不能有的更大的、地域更廣的控制系統(tǒng)。
PLC還有強(qiáng)大的自檢功能,可進(jìn)行自診斷。其結(jié)果可自動(dòng)記錄。這為它的維修增加了透明度,提供了方便。
豐富的功能為PLC的廣泛應(yīng)用提供了可能;同時(shí),也為工業(yè)系統(tǒng)的自動(dòng)化、遠(yuǎn)動(dòng)化及其控制的智能化創(chuàng)造了條件。
像PLC這樣集豐富功能于一身,是別的電控制器所沒(méi)有的;更是傳統(tǒng)的繼電控制電路所無(wú)法比擬的。
2.2使用方便
用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制是非常方便的。這是因?yàn)椋菏紫萈LC控制邏輯的建立是程序,用程序代替硬件接線。編程序比接線,更改程序比更改接線,當(dāng)然要方便得多!
其次PLC的硬件是高度集成化的,已集成為種種小型化的模塊。而且,這些模塊是配套的,已實(shí)現(xiàn)了系列化與規(guī)格化。種種控制系統(tǒng)所需的模塊,PLC廠家多有現(xiàn)貨供應(yīng),市場(chǎng)上即可購(gòu)得。所以,硬件系統(tǒng)配置與建造也非常方便。
正因如此,用可編程序控制器才有這個(gè)"可"字。對(duì)軟件講,它的程序可編,也不難編。對(duì)硬件講,它的配置可變,而且也易于變。
具體地講,PLC有五個(gè)方面的方便:
(1)配置方便:可接控制系統(tǒng)的需要確定要使用哪家的PLC,那種類型的,用什么模塊,要多少模塊,確定后,到市場(chǎng)上定貨購(gòu)買(mǎi)即可。
(2)安裝方便:PLC硬件安裝簡(jiǎn)單,組裝容易。外部接線有接線器,接線簡(jiǎn)單,而且一次接好后,更換模塊時(shí),把接線器安裝到新模塊上即可,都不必再接線。內(nèi)部什么線都不要接,只要作些必要的DIP開(kāi)關(guān)設(shè)定或軟件設(shè)定,以及編制好用戶程序就可工作。
(3)編程方便:PLC內(nèi)部雖然沒(méi)有什么實(shí)際的繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器,但它通過(guò)程序(軟件)與系統(tǒng)內(nèi)存,這些器件卻實(shí)實(shí)在在地存在著。其數(shù)量之多是繼電器控制系統(tǒng)難以想象的。即使是小型的PLC,內(nèi)部繼電器數(shù)都可以千計(jì),時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)也以百計(jì)。而且,這些繼電器的接點(diǎn)可無(wú)限次地使用。PLC內(nèi)部邏輯器件之多,用戶用起來(lái)已不感到有什么限制。唯一考慮的只是入出點(diǎn)。而這個(gè)內(nèi)部入出點(diǎn)即使用得再多,也無(wú)關(guān)緊要。大型PLC的控制點(diǎn)數(shù)可達(dá)萬(wàn)點(diǎn)以上,哪有那么大的現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)?若實(shí)在不夠,還可聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行控制,不受什么限制。PLC的指令系統(tǒng)也非常豐富,可毫不困難地實(shí)現(xiàn)種種開(kāi)關(guān)量,以及模擬量的控制。PLC還有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的內(nèi)存區(qū),可存儲(chǔ)控制過(guò)程的所有要保存的信息?!傊?,由于PLC功能之強(qiáng),發(fā)揮其在控制系統(tǒng)的作用,所受的限制已不是PLC本身,而是人們的想象力,或與其配套的其它硬件設(shè)施了。
PLC的外設(shè)很豐富,編程器種類很多,用起來(lái)都較方便,還有數(shù)據(jù)監(jiān)控器,可監(jiān)控PLC的工作。使用PLC的軟件也很多,不僅可用類似于繼電電路設(shè)計(jì)的梯形圖語(yǔ)言,有的還可用BASIC語(yǔ)言、C語(yǔ)言,以至于自然語(yǔ)言。這些也為PLC編程提供了方便。
PLC的程序也便于存儲(chǔ)、移植及再使用。某定型產(chǎn)品用的PLC的程序完善之后,凡這種產(chǎn)品都可使用。生產(chǎn)一臺(tái),拷貝一份即可。這比起繼電器電路臺(tái)臺(tái)設(shè)備都要接線、調(diào)試,要省事及簡(jiǎn)單得多。
(4)維修方便:這是因?yàn)椋?
①PLC工作可靠,出現(xiàn)故障的情況不多,這大大減輕了維修的工作量。這在講述PLC的第三個(gè)特點(diǎn)時(shí),還將進(jìn)一步介紹。
②即使PLC出現(xiàn)故障,維修也很方便。這是因?yàn)镻LC都設(shè)有很多故障提示信號(hào),如PLC支持內(nèi)存保持?jǐn)?shù)據(jù)的電池電壓不足,相應(yīng)的就有電壓低信號(hào)指示。而且,PLC本身還可作故障情況記錄。所以,PLC出了故障,很易診斷。同時(shí),診斷出故障后排故也很簡(jiǎn)單??砂茨K排故,而模塊的備件市場(chǎng)可以買(mǎi)到,進(jìn)行簡(jiǎn)單的更換就可以。至于軟件,調(diào)試好后不會(huì)出故障,再多只要依據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整,使之完善就是了。
(5)改用方便:PLC用于某設(shè)備,若這個(gè)設(shè)備不再使用了,其所用的PLC還可給別的設(shè)備使用,只要改編一下程序,就可辦到。如果原設(shè)備與新設(shè)備差別較大,它的一些模塊還可重用。
2.3工作可靠
用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制是非??煽康?。這是因?yàn)镻LC在硬件與軟件兩個(gè)方面都采取了很多措施,確保它能可靠工作。事實(shí)上,如果PLC工作不可靠,就無(wú)法在工業(yè)環(huán)境下運(yùn)用,也就不成其為PLC了。
(1) 在硬件方面:
PLC的輸入輸出電路與內(nèi)部CPU是電隔離。其信息靠光耦器件或電磁器件傳遞。而且,CPU板還有抗電磁干擾的屏蔽措施。故可確保PLC程序的運(yùn)行不受外界的電與磁干擾,能正常地工作。
PLC使用的元器件多為無(wú)觸點(diǎn)的,而且為高度集成的,數(shù)量并不太多,也為其可靠工作提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。
在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝上,為使PLC能安全可靠地工作,也采取了很多措施,可確保PLC耐振動(dòng)、耐沖擊。使用環(huán)境溫度可高達(dá)攝氏50多度,有的PLC可高達(dá)80--90度。
有的PLC的模塊可熱備,一個(gè)主機(jī)工作,另一個(gè)主機(jī)也運(yùn)轉(zhuǎn),但不參與控制,僅作備份。一旦工作主機(jī)出現(xiàn)故障,熱備的可自動(dòng)接替其工作。
還有更進(jìn)一步冗余的,采用三取一的設(shè)計(jì),CPU、I/O模塊、電源模塊都冗余或其中的部分冗余。三套同時(shí)工作,最終輸出取決于三者中的多數(shù)決定的結(jié)果。這可使系統(tǒng)出故障的機(jī)率幾乎為零,做到萬(wàn)無(wú)一失。當(dāng)然,這樣的系統(tǒng)成本是很高的,只用于特別重要的場(chǎng)合,如鐵路車(chē)站的道叉控制系統(tǒng)。
(2)軟件方面:
PLC的工作方式為掃描加中斷,這既可保證它能有序地工作,避免繼電控制系統(tǒng)常出現(xiàn)的"冒險(xiǎn)競(jìng)爭(zhēng)",其控制結(jié)果總是確定的;而且又能應(yīng)急處理急于處理的控制,保證了PLC對(duì)應(yīng)急情況的及時(shí)響應(yīng),使PLC能可靠地工作。
為監(jiān)控PLC運(yùn)行程序是否正常,PLC系統(tǒng)都設(shè)置了"看門(mén)狗"(Watchingdog)監(jiān)控程序。運(yùn)行用戶程序開(kāi)始時(shí),先清"看門(mén)狗"定時(shí)器,并開(kāi)始計(jì)時(shí)。當(dāng)用戶程序一個(gè)循環(huán)運(yùn)行完了,則查看定時(shí)器的計(jì)時(shí)值。若超時(shí)(一般不超過(guò)100ms),則報(bào)警。嚴(yán)重超時(shí),還可使PLC停止工作。用戶可依報(bào)警信號(hào)采取相應(yīng)的應(yīng)急措施。定時(shí)器的計(jì)時(shí)值若不超時(shí),則重復(fù)起始的過(guò)程,PLC將正常工作。顯然,有了這個(gè)"看門(mén)狗"監(jiān)控程序,可保證PLC用戶程序的正常運(yùn)行,可避免出現(xiàn)"死循環(huán)"而影響其工作的可靠性。
PLC還有很多防止及檢測(cè)故障的指令,以產(chǎn)生各重要模塊工作正常與否的提示信號(hào)??赏ㄟ^(guò)編制相應(yīng)的用戶程序,對(duì)PLC的工作狀況,以及PLC所控制的系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控,以確保其可靠工作。
PLC每次上電后,還都要運(yùn)行自檢程序及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化。這是系統(tǒng)程序配置了的,用戶可不干預(yù)。出現(xiàn)故障時(shí)有相應(yīng)的出錯(cuò)信號(hào)提示。
正是PLC在軟、硬件諸方面有強(qiáng)有力的可靠性措施,才確保了PLC具有可靠工作的特點(diǎn)。它的平均無(wú)故障時(shí)間可達(dá)幾萬(wàn)小時(shí)以上;出了故障平均修復(fù)時(shí)間也很短,幾小時(shí)以至于幾分鐘即可。
曾有人做過(guò)為什么要使用PLC的問(wèn)卷調(diào)查。在回答中,多數(shù)用戶把PLC工作可靠作為選用它的主要原因,即把PLC能可靠工作,作為它的首選指標(biāo)。
2.4經(jīng)濟(jì)合算
高新技術(shù)的使用必將帶來(lái)巨大的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益,這是科技是第一生產(chǎn)力的體現(xiàn),也是高新技術(shù)生命力之所在。PLC也是如此。
盡管使用PLC首次投資要大些,但從全面及長(zhǎng)遠(yuǎn)看,使用PLC還是經(jīng)濟(jì)的。這是因?yàn)椋?
使用PLC的投資雖大,但它的體積小、所占空間小,輔助設(shè)施的投入少;使用時(shí)省電,運(yùn)行費(fèi)少;工作可靠,停工損失少;維修簡(jiǎn)單,維修費(fèi)少;還可再次使用以及能帶來(lái)附加價(jià)值等等,從中可得更大的回報(bào)。所以,在多數(shù)情況下,它的效益是可觀的。
3. 基本應(yīng)用
最初,PLC主要用于開(kāi)關(guān)量的邏輯控制。隨著PLC技術(shù)的進(jìn)步,它的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。
如今,PLC不僅用于開(kāi)關(guān)量控制,還用于模擬量及數(shù)字量的控制,可采集與存儲(chǔ)數(shù)據(jù),還可對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控;還可聯(lián)網(wǎng)、通訊,實(shí)現(xiàn)大范圍、跨地域的控制與管理。PLC已日益成為工業(yè)控制裝置家族中一個(gè)重要的角色。。
3.1用于開(kāi)關(guān)量控制
PLC控制開(kāi)關(guān)量的能力是很強(qiáng)的。所控制的入出點(diǎn)數(shù),少的十幾點(diǎn)、幾十點(diǎn),多的可到幾百、幾千,甚至幾萬(wàn)點(diǎn)。由于它能聯(lián)網(wǎng),點(diǎn)數(shù)幾乎不受限制,不管多少點(diǎn)都能控制。
所控制的邏輯問(wèn)題可以是多種多樣的:組合的、時(shí)序的;即時(shí)的、延時(shí)的;不需計(jì)數(shù)的,需要計(jì)數(shù)的;固定順序的,隨機(jī)工作的;等等,都可進(jìn)行。
PLC的硬件結(jié)構(gòu)是可變的,軟件程序是可編的,用于控制時(shí),非常靈活。必要時(shí),可編寫(xiě)多套,或多組程序,依需要調(diào)用。它很適應(yīng)于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)多工況、多狀態(tài)變換的需要。
用PLC進(jìn)行開(kāi)關(guān)量控制實(shí)例是很多的,冶金、機(jī)械、輕工、化工、紡織等等,幾乎所有工業(yè)行業(yè)都需要用到它。目前,PLC首用的目標(biāo),也是別的控制器無(wú)法與其比擬的,就是它能方便并可靠地用于開(kāi)關(guān)量的控制。
3.2用于模擬量控制
模擬量,如電流、電壓、溫度、壓力等等,它的大小是連續(xù)變化的。工業(yè)生產(chǎn),特別是連續(xù)型生產(chǎn)過(guò)程,常要對(duì)這些物理量進(jìn)行控制。
作為一種工業(yè)控制電子裝置,PLC若不能對(duì)這些量進(jìn)行控制,那是一大不足。為此,各PLC廠家都在這方面進(jìn)行大量的開(kāi)發(fā)。目前,不僅大型、中型機(jī)可以進(jìn)行模擬量控制,就是小型機(jī),也能進(jìn)行這樣的控制。
PLC進(jìn)行模擬量控制,要配置有模擬量與數(shù)字量相互轉(zhuǎn)換的A/D、D/A單元。它也是I/O單元,不過(guò)是特殊的I/O單元。
A/D單元是把外電路的模擬量,轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,然后送入PLC。D/A單元,是把PLC的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量,再送給外電路。
作為一種特殊的I/O單元,它仍具有I/O電路抗干擾、內(nèi)外電路隔離,與輸入輸出繼電器(或內(nèi)部繼電器,它也是PLC工作內(nèi)存的一個(gè)區(qū)。可讀寫(xiě))交換信息等等特點(diǎn)。
這里的A/D中的A,多為電流,或電壓,也有為溫度。D/A中的A,多為電壓,或電流。電壓、電流變化范圍多為0~5V,0~10V,4~20mA。有的還可處理正負(fù)值的。
這里的D,小型機(jī)多為8位二進(jìn)制數(shù),中、大型多為12位二進(jìn)制數(shù)。
A/D、D/A有單路,也有多路。多路占的輸入輸出繼電器多。
有了A/D、D/A單元,余下的處理都是數(shù)字量,這對(duì)有信息處理能力的PLC并不難。中、大型PLC處理能力更強(qiáng),不僅可進(jìn)行數(shù)字的加、減、乘、除,還可開(kāi)方,插值,還可進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算。有的還有PID指令,可對(duì)偏差制量進(jìn)行比例、微分、積分運(yùn)算,進(jìn)而產(chǎn)生相應(yīng)的輸出。計(jì)算機(jī)能算的它幾乎都能算。
這樣,用PLC實(shí)現(xiàn)模擬量控制是完全可能的??刂频膯挝恢悼尚〉?12分之一的測(cè)量程值,多數(shù)也是足夠的。
PLC進(jìn)行模擬量控制,還有A/D、D/A組合在一起的單元,并可用PID或模糊控制算法實(shí)現(xiàn)控制,可得到很高的控制質(zhì)量。
用PLC進(jìn)行模擬量控制的好處是,在進(jìn)行模擬量控制的同時(shí),開(kāi)關(guān)量也可控制。這個(gè)優(yōu)點(diǎn)是別的控制器所不具備的,或控制的實(shí)現(xiàn)不如PLC方便。
當(dāng)然,若純?yōu)槟M量的系統(tǒng),用PLC可能在性能價(jià)格比上不如用調(diào)節(jié)器。這也是應(yīng)當(dāng)看到的。
3.3用于運(yùn)動(dòng)控制
實(shí)際的物理量,除了開(kāi)關(guān)量、模擬量,還有運(yùn)動(dòng)控制。如機(jī)床部件的位移,常以數(shù)字量表示。
運(yùn)動(dòng)控制,有效的辦法是NC,即數(shù)字控制技術(shù)。這是50年代誕生于美國(guó)的基于計(jì)算機(jī)的控制技術(shù)。當(dāng)今已很普及,并也很完善。目前,先進(jìn)國(guó)家的金屬切削機(jī)床,數(shù)控化的比率已超過(guò)40%~80%,有的甚至更高。
PLC也是基于計(jì)算機(jī)的技術(shù),并日益完善。故它也完全可以用于數(shù)字量控制。
PLC可接收計(jì)數(shù)脈沖,頻率可高達(dá)幾k到幾十k赫茲??捎枚喾N方式接收這脈沖,還可多路接收。有的PLC還有脈沖輸出功能,脈沖頻率也可達(dá)幾十k。有了這兩種功能,加上PLC有數(shù)據(jù)處理及運(yùn)算能力,若再配備相應(yīng)的傳感器(如旋轉(zhuǎn)編碼器)或脈沖伺服裝置(如環(huán)形分配器、功放、步進(jìn)電機(jī)),則完全可以依NC的原理實(shí)現(xiàn)種種控制。
高、中檔的PLC,還開(kāi)發(fā)有NC單元,或運(yùn)動(dòng)單元,可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位控制。運(yùn)動(dòng)單元還可實(shí)現(xiàn)曲線插補(bǔ),可控制曲線運(yùn)動(dòng)。所以,若PLC配置了這種單元,則完全可以用NC的辦法,進(jìn)行數(shù)字量的控制。
新開(kāi)發(fā)的運(yùn)動(dòng)單元,甚至還發(fā)行了NC技術(shù)的編程語(yǔ)言,為更好地用PLC進(jìn)行數(shù)字控制提供了方便。
3.4用于數(shù)據(jù)采集
隨著PLC技術(shù)的發(fā)展,其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)越來(lái)越大。如德維森公司的PLC,其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)(DM區(qū))可達(dá)到9999個(gè)字。這樣龐大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū),可以存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)采集可以用計(jì)數(shù)器,累計(jì)記錄采集到的脈沖數(shù),并定時(shí)地轉(zhuǎn)存到DM區(qū)中去。
數(shù)據(jù)采集也可用A/D單元,當(dāng)模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后,再定時(shí)地轉(zhuǎn)存到DM區(qū)中去。
PLC還可配置上小型打印機(jī),定期把DM區(qū)的數(shù)據(jù)打出來(lái)。
PLC也可與計(jì)算機(jī)通訊,由計(jì)算機(jī)把DM區(qū)的數(shù)據(jù)讀出,并由計(jì)算機(jī)再對(duì)這些數(shù)據(jù)作處理。這時(shí),PLC即成為計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)終端。
電力用戶曾使用PLC,用以實(shí)時(shí)記錄用戶用電情況,以實(shí)現(xiàn)不同用電時(shí)間、不同計(jì)價(jià)的收費(fèi)辦法,鼓勵(lì)用戶在用電低谷時(shí)多用電,達(dá)到合理用電與節(jié)約用電的目的。
3.5用于信號(hào)監(jiān)控
PLC自檢信號(hào)很多,內(nèi)部器件也很多,多數(shù)使用者未充分發(fā)揮其作用。
其實(shí),完全可利用它進(jìn)行PLC自身工作的監(jiān)控,或?qū)刂茖?duì)象進(jìn)行監(jiān)控。
這里介紹一種用PLC定時(shí)器作看門(mén)狗,對(duì)控制對(duì)象工作情況進(jìn)行監(jiān)控的思路。
如用PLC控制某運(yùn)動(dòng)部件動(dòng)作,看施加控制后動(dòng)作進(jìn)行了沒(méi)有,可用看門(mén)狗辦法實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。具體作法是在施加控制的同時(shí),令看門(mén)狗定時(shí)器計(jì)時(shí)。如在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)動(dòng)作完成,即定時(shí)器未超過(guò)警戒值的情況下,已收到動(dòng)作完成信號(hào),則說(shuō)明控制對(duì)象工作正常,無(wú)需報(bào)警。
若超時(shí),說(shuō)明不正常,可作相應(yīng)處理。
如果控制對(duì)象的各重要控制環(huán)節(jié),都用這樣一些看門(mén)狗"看"著,那系統(tǒng)的工作將了如指掌,出現(xiàn)了問(wèn)題,卡在什么環(huán)節(jié)上也很好查找。
還有其它一些監(jiān)控工作可做。對(duì)一個(gè)復(fù)雜的控制系統(tǒng),特別是自動(dòng)控制系統(tǒng),監(jiān)控以至進(jìn)一步能自診斷是非常必要的。它可減少系統(tǒng)的故障,出了故障也好查找,可提高累計(jì)平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間,降低故障修復(fù)時(shí)間,提高系統(tǒng)的可靠性。
3.6用于聯(lián)網(wǎng)、通訊
PLC聯(lián)網(wǎng)、通訊能力很強(qiáng),不斷有新的聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)推出。
PLC可與個(gè)人計(jì)算機(jī)相連接進(jìn)行通訊,可用計(jì)算機(jī)參與編程及對(duì)PLC進(jìn)行控制的管理,使PLC用起來(lái)更方便。
為了充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的作用,可實(shí)行一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制與管理多臺(tái)PLC,多的可達(dá)32臺(tái)。也可一臺(tái)PLC與兩臺(tái)或更多的計(jì)算機(jī)通訊,交換信息,以實(shí)現(xiàn)多地對(duì)PLC控制系統(tǒng)的監(jiān)控。
PLC與PLC也可通訊??梢粚?duì)一PLC通訊??蓭讉€(gè)PLC通訊??啥嗟綆资?、幾百。
PLC與智能儀表、智能執(zhí)行裝置(如變頻器),也可聯(lián)網(wǎng)通訊,交換數(shù)據(jù),相互操作。
可聯(lián)接成遠(yuǎn)程控制系統(tǒng),系統(tǒng)范圍面可大到10公里或更大。
可組成局部網(wǎng),不僅PLC,而且高檔計(jì)算機(jī)、各種智能裝置也都可進(jìn)網(wǎng)??捎每偩€網(wǎng),也可用環(huán)形網(wǎng)。網(wǎng)還可套網(wǎng)。網(wǎng)與網(wǎng)還可橋接。聯(lián)網(wǎng)可把成千上萬(wàn)的PLC、計(jì)算機(jī)、智能裝置組織在一個(gè)網(wǎng)中。
網(wǎng)間的結(jié)點(diǎn)可直接或間接地通訊、交換信息。
聯(lián)網(wǎng)、通訊,正適應(yīng)了當(dāng)今計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)及智能化工廠發(fā)展的需要。它可使工業(yè)控制從點(diǎn)(Point)、到線((Line)再到面(Aero),使設(shè)備級(jí)的控制、生產(chǎn)線的控制、工廠管理層的控制連成一個(gè)整體,進(jìn)而可創(chuàng)造更高的效益。這個(gè)無(wú)限美好的前景,已越來(lái)越清楚地展現(xiàn)在我們這一代人的面前。
以上幾點(diǎn)應(yīng)用是著重從質(zhì)上講的。從量上講,PLC有大、有小。所以,它的控制范圍也可大、可小。小的只控制一個(gè)設(shè)備,甚至一個(gè)部件,一個(gè)站點(diǎn);大的可控制多臺(tái)設(shè)備,一條生產(chǎn)線,以至于整個(gè)工廠??梢哉f(shuō),工業(yè)控制的大小場(chǎng)合,都離不開(kāi)PLC。
一般講,工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程可分為兩種類型;連續(xù)型生產(chǎn)過(guò)程(如化學(xué)工業(yè))及非連續(xù)型,即離散型生產(chǎn)過(guò)程(如機(jī)械制造業(yè))。前者生產(chǎn)對(duì)象是連續(xù)的,分不出件的;后者為離散的,一件件的。由于PLC有上述幾個(gè)方面的應(yīng)用,而且,控制的規(guī)模又可大、可小,所以,這兩種類型的生產(chǎn)過(guò)程都有其用武之地。
事實(shí)上,PLC已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。從行業(yè)看,冶金、機(jī)械、化工、輕工、食品、建材等等,幾乎沒(méi)有不用到它的。不僅工業(yè)生產(chǎn)用它,一些非工業(yè)過(guò)程,如樓宇自動(dòng)化、電梯控制也用到它。農(nóng)業(yè)的大棚環(huán)境參數(shù)調(diào)控,水利灌溉也用到它。
PLC能有上述幾個(gè)范圍廣泛的應(yīng)用,是PLC自身特點(diǎn)決定的,也是PLC技術(shù)不斷完善的結(jié)果。
4. 基本類型
可編程控制器類型很多,可從不同的角度進(jìn)行分類:
4.1按控制規(guī)模分
控制規(guī)模主要指控制開(kāi)關(guān)量的入、出點(diǎn)數(shù)及控制模擬量的模入、模出,或兩者兼而有之(閉路系統(tǒng))的路數(shù)。但主要以開(kāi)關(guān)量計(jì)。模擬量的路數(shù)可折算成開(kāi)關(guān)量的點(diǎn),大致一路相當(dāng)于8~16點(diǎn)。
依這個(gè)點(diǎn)數(shù),PLC大致可分為微型機(jī)、小型機(jī)、中型機(jī)及大型機(jī)、超大型機(jī)。
微型機(jī)控制點(diǎn)僅幾十點(diǎn),如德維森公司的V80系列PLC本體從16點(diǎn)到40點(diǎn),OMRON公司的CPM1A系列PLC,西門(mén)子的Logo僅10點(diǎn)。
小型機(jī)控制點(diǎn)可達(dá)100多點(diǎn)。如如德維森公司的V80系列PLC可擴(kuò)展到256點(diǎn),OMRON公司的C60P可達(dá)148點(diǎn),CQM1達(dá)256點(diǎn)。德國(guó)西門(mén)子公司的S7-200機(jī)可達(dá)64點(diǎn)。
中型機(jī)控制點(diǎn)數(shù)可達(dá)近500點(diǎn),以至于千點(diǎn)。如德維森公司的PPC11系列可擴(kuò)展到1024點(diǎn),OMRON公司C200H機(jī)普通配置最多可達(dá)700多點(diǎn),C200Ha機(jī)則可達(dá)1000多點(diǎn)。德國(guó)西門(mén)子公司的S7300機(jī)最多可達(dá)512點(diǎn)。
大型機(jī):控制點(diǎn)數(shù)一般在1000點(diǎn)以上。如如德維森公司的PPC22系列可擴(kuò)展到2048點(diǎn),OMRON公司的C1000H、CV1000,當(dāng)?shù)嘏渲每蛇_(dá)1024點(diǎn)。C2000H、CV2000當(dāng)?shù)嘏渲每蛇_(dá)2048點(diǎn)。
超大型機(jī):控制點(diǎn)數(shù)可達(dá)萬(wàn)點(diǎn),以至于幾萬(wàn)點(diǎn)。如美國(guó)GE公司的90-70機(jī),其點(diǎn)數(shù)可達(dá)24000點(diǎn),另外還可有8000路的模擬量。再如美國(guó)莫迪康公司的PC-E984--785機(jī),其開(kāi)關(guān)量具總數(shù)為32k(32768),模擬量有2048路。西門(mén)子的SS-115U-CPU945,其開(kāi)關(guān)量總點(diǎn)數(shù)可達(dá)8k,另外還可有512路模擬量。等等。
以上這種劃分是不嚴(yán)格的,只是大致的,目的是便于系統(tǒng)的配置及使用。
一般講,根據(jù)實(shí)際的I/O點(diǎn)數(shù),凡落在上述不同范圍者,選用相應(yīng)的機(jī)型,性能價(jià)格比必然要高;相反,肯定要差些。
自然,也有特殊情況。如控制點(diǎn)數(shù)不是非常之多,不是非用大型機(jī)不可,但因大型機(jī)的特殊控制單元多,可進(jìn)行熱備配置,因而采用了大型機(jī)。
4.2按結(jié)構(gòu)劃分
PLC可分為箱體式及模塊式兩大類。微型機(jī)、小型機(jī)多為箱體式的,但從發(fā)展趨勢(shì)看,小型機(jī)也逐漸發(fā)展成模塊式的了。如OMRON公司,原來(lái)小型機(jī)都是箱體式,現(xiàn)在的CQM1則為模塊式的。
箱體的PLC把電源、CPU、內(nèi)存、I/O系統(tǒng)都集成在一個(gè)小箱體內(nèi)。一個(gè)主機(jī)箱體就是一臺(tái)完整的PLC,就可用以實(shí)現(xiàn)控制??刂泣c(diǎn)數(shù)不符需要,可再接擴(kuò)展箱體,由主箱體及若干擴(kuò)展箱體組成較大的系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)對(duì)較多點(diǎn)數(shù)的控制。
模塊式的PLC是按功能分成若干模塊,如CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊等等。大型機(jī)的模塊功能更單一一些,因而模塊的種類也相對(duì)多些。這也可說(shuō)是趨勢(shì)。目前一些中型機(jī),其模塊的功能也趨于單一,種類也在增鄉(xiāng)。如同樣OMRON公司C20系列PLC,H機(jī)的CPU單元就含有電源,而Ha機(jī)則把電源分出,有單獨(dú)的電源模塊。
模塊功能更單一、品種更多,可便于系統(tǒng)配置,使PLC更能物盡其用,達(dá)到更高的使用效益。
由模塊聯(lián)結(jié)成系統(tǒng)有三種方法:
①無(wú)底板,靠模塊間接口直接相聯(lián),然后再固定到相應(yīng)導(dǎo)軌上。德維森公司的V80系列PLC就是這種結(jié)構(gòu),比較緊湊。
②有底板,所有模塊都固定在底板上。如德維森公司的PPC11、PPC22和PPC31系列PLC,OMRON公司的C200Ha機(jī),CV2000等中、大型機(jī)就是這種結(jié)構(gòu)。它比較牢固,但底板的槽數(shù)是固定的,如3、5、8、10槽等等。槽數(shù)與實(shí)際的模塊數(shù)不一定相等,配置時(shí)難免有空槽。這既浪費(fèi),又多占空間,還得占空單元把多余的槽作填補(bǔ)。
③用機(jī)架代替底板,所有模塊都固定在機(jī)架上。這種結(jié)構(gòu)比底板式的復(fù)雜,但更牢靠。一些特大型的PLC用的多為這種結(jié)構(gòu)。
4.3按生產(chǎn)廠家分
目前生產(chǎn)PLC的廠家較多。但能配套生產(chǎn),大、中、小、微型均能生產(chǎn)的不算太多。較有影響的,在中國(guó)市場(chǎng)占有較大份額的公司有:
德國(guó)西門(mén)子公司:它有S5系列的產(chǎn)品。有S5-95U、100U、115U、135U及155U。135U、155U為大型機(jī),控制點(diǎn)數(shù)可達(dá)6000多點(diǎn),模擬量可達(dá)300多路。最近還推出S7系列機(jī),有S7-200(小型)、S7-300(中型)及S7-400機(jī)(大型)。性能比S5大有提高。
日本OMRON公司:它有CPM1A型機(jī),P型機(jī),H型機(jī),CQM1、CVM、CV型機(jī),Ha型、F型機(jī)等,大、中、小、微均有,特別在中、小、微方面更具特長(zhǎng),在中國(guó)及世界市場(chǎng),都占有相當(dāng)?shù)姆蓊~。
日本三菱公司的PLC也是較早推到我國(guó)來(lái)的。其小型機(jī)F1前期在國(guó)內(nèi)用得很多,后又推出FX2機(jī),性能有很大提高。它的中、大型機(jī)為A系列。AIS、AZC、A3A等。
日本日立公司也生產(chǎn)PLC,其E系列為箱體式的?;鞠潴w有E-20、E-28、E-40、E-64。其I/O點(diǎn)數(shù)分別為12/8、16/12、24/16及40/24。另外,還有擴(kuò)展箱體,規(guī)格與主箱體相同其EM系列為模塊式的,可在16~160之間組合。
日本東芝公司也生產(chǎn)PLC,其EX小型機(jī)及EX-PLUS小型機(jī)在國(guó)內(nèi)也用得很多。它的編程語(yǔ)言是梯形圖,其專用的編程器用梯形圖語(yǔ)言編程。另外,還有EX100系列模塊式PLC,點(diǎn)數(shù)較多,也是用梯形圖語(yǔ)言編程。
日本松下公司也生產(chǎn)PLC。FP1系列為小型機(jī),結(jié)構(gòu)也是箱體式的,尺寸緊湊。FP3為模塊式的,控制規(guī)模也較大,工作速度也很快,執(zhí)行基本指令僅0•l微秒。
日本富士公司也有PLC。其NB系列為箱體式的,小型機(jī)。NS系列為模塊式。
美國(guó)GE公司、日本FANAC合資的GE-FANAC的90-70機(jī)也是很吸引人的。據(jù)介紹。它具有25個(gè)特點(diǎn)。諸如,用軟設(shè)定代硬設(shè)定,結(jié)構(gòu)化編程,多種編程語(yǔ)言,等等。它有914、781/782、771/772、731/732等多種型號(hào)。另外,還有中型機(jī)90-30系列,其型號(hào)有344、331、323、321多種;還有90-20系列小型機(jī),型號(hào)為211。
美國(guó)施奈德公司(莫迪康)的984機(jī)也是很有名的。其中E984-785可安31個(gè)遠(yuǎn)程站點(diǎn),總控制規(guī)??蛇_(dá)63535點(diǎn)。小的為緊湊型的,如984-120,控制點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn),在最大與最小之間,共20多個(gè)型號(hào)。最近又推出Twido系列PLC,有10、16、20、24、40點(diǎn)幾種規(guī)格。
美國(guó)AB(Alien-Bradley)公司創(chuàng)建于1903年,在世界各地有20多個(gè)附屬機(jī)構(gòu),10多個(gè)生產(chǎn)基地。可編程控制器也是它的重要產(chǎn)品。它的PLC-5系列是很有名的,其下有PLC-5/10,PLC-5/11,……PLC-5/250多種型號(hào)。另外,它也有微型PLC,有ControLgix系列和SLC-500系列。有三種配置,20、30及40I/O配置選擇,I/O點(diǎn)數(shù)分別為12/8、18/12及24/16三種。
美國(guó)IPM公司的IP1612系列機(jī),由于自帶模擬量控制功能,自帶通訊口,集成度又非常之高,雖點(diǎn)數(shù)不多,僅16入,12出,但性價(jià)比還是高的,很適合于系統(tǒng)不大,但又有模擬量需控制的場(chǎng)合。新出的lP3416機(jī),I/O點(diǎn)數(shù)擴(kuò)大到34入、12出,而且還自帶一個(gè)簡(jiǎn)易小編程器,性能又有改進(jìn)。
國(guó)內(nèi)PLC廠家近年來(lái)發(fā)展較快,目前有幾家國(guó)產(chǎn)PLC廠商則是齊頭并進(jìn),但大多規(guī)模不大。比較有影響的有:深圳德維森、深圳艾默生、無(wú)錫光洋、無(wú)錫信捷、北京和利時(shí)、北京凱迪恩、北京安控、黃石科威、洛陽(yáng)易達(dá)、浙大中控、浙大中自、南京冠德、蘭州全志等。如,德維森公司自主研發(fā)生產(chǎn)了多種型號(hào)與規(guī)格的PLC,有V80、PPC11、PPC22和PPC31等幾個(gè)系列,產(chǎn)品種類齊全,性能穩(wěn)定可靠,在性價(jià)比上有較大的優(yōu)勢(shì)。和利時(shí)公司的FOPLC系列和自主研發(fā)的G3系列,憑借公司在工程領(lǐng)域的實(shí)力,已逐步向工控中多個(gè)領(lǐng)域邁進(jìn)。國(guó)產(chǎn)PLC從技術(shù)方面來(lái)講,差距已逐步縮小,市場(chǎng)方面則要一點(diǎn)一點(diǎn)去爭(zhēng),相信國(guó)產(chǎn)PLC憑借其自身的技術(shù)實(shí)力和本地化的技術(shù)服務(wù)能力以一個(gè)合格的挑戰(zhàn)者身份與國(guó)際品牌同場(chǎng)競(jìng)技。
此外,韓國(guó)和臺(tái)灣地區(qū)的一些公司目前在國(guó)內(nèi)也占據(jù)不可忽視的市場(chǎng)份額,比如韓國(guó)LS(LG)公司的K80S、K120S、K200S、K300S和K1000S系列PLC,臺(tái)灣永宏的FBS系列PLC,臺(tái)達(dá)的DVP系列,盟立的SC500系列,豐煒的VB和VH系列和臺(tái)安的TP02系列PLC等。
5. 基本性能
可編程控制器的基本性能可用如下八條予以概括:
5.1工作速度
工作速度是指PLC的CPU執(zhí)行指令的速度及對(duì)急需處理的輸入信號(hào)的響應(yīng)速度。工作速度是PLC工作的基礎(chǔ)。速度高了,才可能通過(guò)運(yùn)行程序?qū)崿F(xiàn)控制,才可能不斷擴(kuò)大控制規(guī)模,才可能發(fā)揮PLC的多種多樣的作用。
PLC的指令是很多的。不同的PLC。指令的條數(shù)也不同。少的幾十條,多的幾百條。指令不同,執(zhí)行的時(shí)間也不同。但各種PLC總有一些基本指令,而且各種的PLC都有這些基本指令,故常以執(zhí)行一條基本指令的時(shí)間來(lái)衡量這個(gè)速度。這個(gè)時(shí)間當(dāng)然越短越好,已從微秒級(jí)縮短到零點(diǎn)微秒級(jí)。并隨著微處理器技術(shù)的進(jìn)步,這個(gè)時(shí)間還在縮短。
執(zhí)行時(shí)間短可加快PLC對(duì)一般輸入信號(hào)的響應(yīng)速度。從討論P(yáng)LC的工作原理知,從對(duì)PLC加入輸入信號(hào),到PLC產(chǎn)生輸出,最理想的情況也要延遲一個(gè)PLC運(yùn)行程序的周期。因?yàn)镻LC監(jiān)測(cè)到輸入信號(hào),經(jīng)運(yùn)行程序后產(chǎn)生的輸出,才是對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)。不理想時(shí),還要多延長(zhǎng)一個(gè)周期。當(dāng)輸入信號(hào)送入PLC時(shí),PLC的輸入刷新正好結(jié)束,就是這種情況。這時(shí),要多等待一個(gè)周期,PLC的輸入映射區(qū)才能接受到這個(gè)新的輸入信號(hào)。對(duì)一般的輸入信號(hào),這個(gè)延遲雖可以接受,但對(duì)急需響應(yīng)的輸入信號(hào),就不能接受了。對(duì)急需處理的輸人信號(hào)延遲多長(zhǎng)時(shí)間PLC能予以響應(yīng),要另作要求。
為了處理急需響應(yīng)的輸入信號(hào),PLC有種種措施。不同的PLC措施也不完全相同,提高響應(yīng)速度的效果也不同。一般的作法是采用輸入中斷,然后再輸出即時(shí)刷新,即中斷程序運(yùn)行后,有關(guān)的輸出點(diǎn)立即刷新,而不等到整個(gè)程序運(yùn)行結(jié)束后再刷新。
這個(gè)效果可從兩個(gè)方面來(lái)衡量:一是能否對(duì)幾個(gè)輸入信號(hào)作快速響應(yīng);二是快速響應(yīng)的速度有多快。多數(shù)PLC都可對(duì)一個(gè)或多個(gè)輸入點(diǎn)作快速響應(yīng),快速響應(yīng)時(shí)間僅幾個(gè)毫秒。性能高的、大型的PLC響應(yīng)點(diǎn)數(shù)更多。
工作速度關(guān)系到PLC對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)速度,是PLC對(duì)系統(tǒng)控制是否及時(shí)的前提??刂撇患皶r(shí),就不可能準(zhǔn)確與可靠,特別是對(duì)一些需作快速響應(yīng)的系統(tǒng)。這就是把工作速度作為PLC第一指標(biāo)的原因。
5.2控制規(guī)模
控制規(guī)模代表PLC控制能力,看其能對(duì)多少輸入、輸出點(diǎn)及對(duì)多少路模擬進(jìn)行控制。
控制規(guī)模與速度有關(guān)。因?yàn)橐?guī)模大了,用戶程序也長(zhǎng),執(zhí)行指令的速度不快,勢(shì)必延長(zhǎng)PLC循環(huán)的時(shí)間,也必然會(huì)延長(zhǎng)PLC對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)。為了避免這個(gè)情況,PLC的工作速度就要快。所以,大型PLC的工作速度總是比小的要快。
控制規(guī)模還與內(nèi)存區(qū)的大小有關(guān)。規(guī)模大,用戶程序長(zhǎng),要求有更大的用戶存儲(chǔ)區(qū)。同時(shí)點(diǎn)數(shù)多,系統(tǒng)的存儲(chǔ)器輸入、輸出的信號(hào)區(qū)(輸入輸出繼電器區(qū)或稱輸入、輸出映射區(qū))也大。這個(gè)區(qū)大,相應(yīng)地內(nèi)部器件(解釋見(jiàn)后)也要增多,這些都要求有更大的系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)。
控制規(guī)模還與輸入、輸出電路數(shù)有關(guān)。如控制規(guī)模為1024點(diǎn),那就得有1024條I/O電路。這些電路集成于I/O模塊中,而每個(gè)模塊有多少路的I/O點(diǎn)總是有數(shù)的。所以,規(guī)模大,所使用的模塊也多。
控制規(guī)模還與PLC指令系統(tǒng)有關(guān)。規(guī)模大的PLC指令條數(shù)多,指令的功能也強(qiáng),才能應(yīng)付對(duì)點(diǎn)數(shù)多的系統(tǒng)進(jìn)行控制的需要。
控制規(guī)模是對(duì)PLC其它性能指標(biāo)起著制約作用的指標(biāo);也是PLC劃分為微、小、中、大和特大型
5.3組成模塊
PLC的結(jié)構(gòu)雖有箱體及模塊式之分,但從質(zhì)上看,箱體也是模塊,只是它集成了更多的功能。在此,不妨把PLC的模塊組成當(dāng)作所有PLC的結(jié)構(gòu)性能。
這個(gè)性能含義是指某型號(hào)PLC具有多少種模塊,各種模塊都有什么規(guī)格,并各具什么特點(diǎn)。
一般講,規(guī)模大的PLC,檔次高的PLC模塊的種類也多,規(guī)格也多,反映它的特點(diǎn)的性能指標(biāo)也高。但模塊的功能則單一些。相反,小型PLC、檔次低的PLC模塊種類也少,規(guī)格也少,指標(biāo)也低。但功能則多樣些,以至于集成為箱體。
組成PLC的模塊是PLC的硬件基礎(chǔ),只有弄清所選用的PLC都具有那些模塊及其特點(diǎn),才能正確選用模塊,去組成一臺(tái)完整的PLC,以滿足控制系統(tǒng)對(duì)PLC的要求。
常見(jiàn)的PLC模塊有:
CPU模塊,它是PLC的硬件核心。PLC的主要性能,如速度、規(guī)模都由它的性能來(lái)體現(xiàn)。
電源模塊,它為PLC運(yùn)行提供內(nèi)部工作電源,而且,有的還可為輸入信號(hào)提供電源。
I/O模塊,它集成了I/O電路,并依點(diǎn)數(shù)及電路類型劃分為不同規(guī)格的模塊。
內(nèi)存模塊,它主要存儲(chǔ)用戶程序,有的還為系統(tǒng)提供輔加的工作內(nèi)存。在結(jié)構(gòu)上內(nèi)存模塊都是附加于CPU模塊之中。
底板、機(jī)架模塊,它為PLC各模塊的安裝提供基板,并為模塊間的聯(lián)系提供總線。若干底板間的聯(lián)系有的用接口模塊,有的用總線接口。不同廠家或同一廠家但不同類型的PLC都不大相同。
箱體式的小型PLC的主箱體就是把上述幾種模塊集成在一個(gè)箱體內(nèi)的,并依可能提供I/O點(diǎn)數(shù)的多少,劃分為不同的規(guī)格。
箱體式的PLC還有I/O擴(kuò)展箱體,它不含CPU,僅有電源及I/O單元的功能。擴(kuò)展箱體也依I/O點(diǎn)數(shù)的多少劃分有不同的規(guī)格。
除上述模塊,PLC還有特殊的或稱智能或稱功能模塊。如A/D(模入)模塊、D/A(模出)模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、位控模塊、溫度模塊等等。這些模塊有自己的CPU,可對(duì)信號(hào)作預(yù)處理或后處理,以簡(jiǎn)化PLC的CPU對(duì)復(fù)雜的程控制量的控制。智能模塊的種類、特性也大不相同,性能好的PLC,這些模塊種類多,性能也好。
通訊模塊,它接人PLC后,可使PLC與計(jì)算機(jī),或PLC與PLC進(jìn)行通訊,有的還可實(shí)現(xiàn)與其它控制部件,如變頻器、溫控器通訊,或組成局部網(wǎng)絡(luò)。通訊模塊代表PLC的組網(wǎng)能力,代表著當(dāng)今PLC性能的重要方面。
掌握PLC性能,一定要了解它的模塊,并通過(guò)了解模塊的性能,去弄清楚PLC的性能。
除了模塊,PLC還有外部設(shè)備。
盡管用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制可不用外部設(shè)備,配置好合適的模塊就行了。然而,要對(duì)PLC編程,要監(jiān)控PLC及其所控制的系統(tǒng)的工作狀況,以及存儲(chǔ)用戶程序、打印數(shù)據(jù)等,就得使用PLC的外部設(shè)備。故一種PLC的性能如何,與這種PLC所具外部設(shè)備豐富與否,外部設(shè)備好用與否直接相關(guān)。
PLC的外部設(shè)備有四大類:
編程設(shè)備:簡(jiǎn)單的為簡(jiǎn)易編程器,多只接受助記將編程,個(gè)別的也可用圖形編程(如日本東芝公司的EX型可編程控制器)。復(fù)雜一點(diǎn)的有圖形編程器,可用梯形圖語(yǔ)編程。有的還有專用的計(jì)算機(jī),可用其它高級(jí)語(yǔ)編程。編程器除了用于編程,還可對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定,以確定PLC控制方式,或工作方式。編程器還可監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況,以進(jìn)行PLC用戶程序的調(diào)試。
監(jiān)控設(shè)備:小的有數(shù)據(jù)監(jiān)視器,可監(jiān)視數(shù)據(jù);大的還可能有圖形監(jiān)視器,可通過(guò)畫(huà)面監(jiān)視數(shù)據(jù)。除了不能改變PLC的用戶程序,編程器能做的它都能做,是使用PLC很好的界面。性能好的PLC,這種外部設(shè)備已越來(lái)越豐富。
存儲(chǔ)設(shè)備:它用于永久性地存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù),使用戶程序不丟失。這些設(shè)備,如存儲(chǔ)卡、存儲(chǔ)磁帶、軟磁盤(pán)或只讀存儲(chǔ)器。而為實(shí)現(xiàn)這些存儲(chǔ),相應(yīng)的就有存卡器、磁帶機(jī)、軟驅(qū)或ROM寫(xiě)入器,以及相應(yīng)的接口部件。各種PLC大體都有這方面的配套設(shè)施。
輸入輸出設(shè)備:它用以接收信號(hào)或輸出信號(hào),便于與PLC進(jìn)行人機(jī)對(duì)話。輸入的有條碼讀入器,輸入模擬量的電位器等。輸出的有打印機(jī)、編程器、監(jiān)控器雖也可對(duì)PLC輸入信息,從PLC輸出信息,但輸入輸出設(shè)備實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話更方便,可在現(xiàn)場(chǎng)條件下實(shí)現(xiàn),并便于使用。隨著技術(shù)進(jìn)步,這種設(shè)備將更加豐富。
外部設(shè)備已發(fā)展成為PLC系統(tǒng)的不可分割的一個(gè)部分。它的情況,當(dāng)然是選用PLC必須了解的重要方面,所以也應(yīng)把它列為PLC性能的重要內(nèi)容。
5.4內(nèi)存容量
PLC內(nèi)存有用戶及系統(tǒng)兩大部分。用戶內(nèi)存主要用以存儲(chǔ)用戶程序,個(gè)別的還將其中的一部分劃為系統(tǒng)所用。系統(tǒng)內(nèi)存是與CPU配置在一起的。CPU既要具備訪問(wèn)這些內(nèi)存的能力,還應(yīng)提供相應(yīng)的存儲(chǔ)介質(zhì)。
用戶內(nèi)存大小與可存儲(chǔ)的用戶程序量有關(guān)。內(nèi)存大,可存儲(chǔ)的程序量大,也就可進(jìn)行更為復(fù)雜的控制。從發(fā)展趨勢(shì)看,內(nèi)存容量總是在不斷增大著。大型PLC的內(nèi)存容量可達(dá)幾十k,以至于一百多k。系統(tǒng)內(nèi)存對(duì)于用戶,主要體現(xiàn)在PLC能提供多少內(nèi)部器件。不同的內(nèi)部器件占據(jù)系統(tǒng)內(nèi)存的不同區(qū)域。在物理上并無(wú)這些器件,僅僅為RAM。但通過(guò)運(yùn)行程序進(jìn)行使用時(shí),給使用者提供的卻實(shí)實(shí)在在有這些器件。
內(nèi)存器件種類越多,數(shù)量越多,越便于PLC進(jìn)行種種邏輯量及模擬控制。它也是代表
PLC性能的重要指標(biāo)。
PLC內(nèi)部器件有:
I/O繼電器,或稱映射區(qū)。它與PLC所能控制的I/O點(diǎn)數(shù)及模擬量的路數(shù)直接相關(guān)。
內(nèi)部繼電器數(shù),有的稱為標(biāo)志位數(shù),代表著PLC的內(nèi)部繼電器數(shù)。它與I/O繼電器區(qū)相聯(lián)系著,有時(shí)與后者相聯(lián)系進(jìn)行處理。內(nèi)部繼電器多,便于PLC建立復(fù)雜的時(shí)序關(guān)系,以實(shí)現(xiàn)多種多樣的控制要求。一般講,內(nèi)部繼電器數(shù)比I/O繼電器要多得多。
有的內(nèi)部繼電器還可丟電保持,即它的狀態(tài)(ON或OFF)、PLC丟電后,靠?jī)?nèi)部電池仍予以保持。再上電后可繼續(xù)丟電前的狀態(tài)。保持繼電器可增強(qiáng)PLC控制能力,特別對(duì)記錄故障,故障排除后恢復(fù)運(yùn)行,更顯得有用。
定時(shí)器,可進(jìn)行定時(shí)控制。定時(shí)值可任意設(shè)定。定時(shí)器有多少,設(shè)定范圍有多大,設(shè)定值的分辨率又是多少,這些都代表定時(shí)器件的性能。
計(jì)數(shù)器,可進(jìn)行計(jì)數(shù),到達(dá)某設(shè)定計(jì)數(shù)值可發(fā)送相應(yīng)信號(hào)??蛇M(jìn)行什么樣的計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)范圍多大,怎么設(shè)定,有多少計(jì)數(shù)器,則是PLC計(jì)數(shù)器性能的代表指標(biāo)。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū),用以存儲(chǔ)工作數(shù)據(jù)。多以字、兩字或多字為單位予以使用,是PLC進(jìn)行模擬量控制,或記錄數(shù)據(jù)所必不可少的。這個(gè)存儲(chǔ)區(qū)的大小代表PLC的性能也是越大越好。趨勢(shì)也是越來(lái)越大。小型機(jī)也如此。如日本OMRON公司的CQM1機(jī),其DM區(qū)就有6k字。而過(guò)去同是小型機(jī)的C60P的DM區(qū)才64個(gè)字。大型機(jī)的DM可達(dá)10K以至幾十K。
此外還有其它一些內(nèi)部器件,了解某PLC性能時(shí),也都必須掌握它。
內(nèi)部器件也是PLC指令的操作數(shù),不弄清楚是無(wú)法編程的。
5.5指令系統(tǒng)
PLC有多少條指令,各條指令又具有什么功能,是了解與使用PLC的重要方面。你不懂PLC指令怎么編程,沒(méi)有程序,PLC又怎么工作?
PLC的指令越來(lái)越多,越來(lái)越豐富。功能很強(qiáng)的指令,綜合多種作用的指令日見(jiàn)增多。
PLC的指令繁多,但主要的有這么幾種類型:
基本邏輯指令,用于處理邏輯關(guān)系,以實(shí)現(xiàn)邏輯控制。這類指令不管什么樣的PLC都總是有的。
數(shù)據(jù)處理指令,用于處理數(shù)據(jù),如譯碼,編碼,傳送、移位等等。
數(shù)據(jù)運(yùn)算指令,用于進(jìn)數(shù)據(jù)的運(yùn)算,如十、一、X、/等,可進(jìn)行整形數(shù)計(jì)算,有的還可浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算;也可進(jìn)行邏輯量運(yùn)算,等等。
流程控制指令,用以控制程序運(yùn)行流程。PLC的用戶程序一般是從零地址的指令開(kāi)始執(zhí)行,按順序推進(jìn)。但遇到流程控制指令也可作相應(yīng)改變。流程控制指令也較多,運(yùn)用得好,可使程序簡(jiǎn)練,并便于調(diào)試與閱讀。
狀態(tài)監(jiān)控指令,用以監(jiān)視及記錄PLC及其控制系統(tǒng)的工作狀態(tài),對(duì)提高PLC控制系統(tǒng)的工作可靠性大有幫助。
當(dāng)然,并不是所有的PLC都有上述那么多類的指令,也不是有的PLC僅有上述幾類指令。以上只是指出幾個(gè)例子,說(shuō)明要從哪幾個(gè)方面了解PLC指令,從中也可大致看出指令的多少及功能將怎樣影響PLC的性能。
除了指令,為進(jìn)行通訊,PLC還有相應(yīng)的協(xié)議與通訊指令或命令,這些也反映了PLC的性能。
5.6支持軟件
為了便于編制PLC程序,多數(shù)PLC廠家都開(kāi)發(fā)有關(guān)計(jì)算機(jī)支持軟件。
從本質(zhì)上講,PLC所能識(shí)別的只是機(jī)器語(yǔ)言。它之所以能使用一些助記符語(yǔ)言、梯形圖語(yǔ)言、流程圖語(yǔ)言,以至高級(jí)語(yǔ)言,全靠為使用這些語(yǔ)言而開(kāi)發(fā)的種種軟件。
助記符語(yǔ)言是最基本也是最簡(jiǎn)單的PLC語(yǔ)言。它類似計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言,PLC的指令系統(tǒng)就是用這種語(yǔ)言表達(dá)的。這種語(yǔ)言僅使用文字符號(hào),所使用的編程工具簡(jiǎn)單,用簡(jiǎn)易編程器即可。所以,多數(shù)PLC都配備有這種語(yǔ)言。
梯形圖語(yǔ)言是圖形語(yǔ)言,它用類似于繼電器電路圖的符號(hào)表達(dá)PLC實(shí)現(xiàn)控制的邏輯關(guān)系。這種語(yǔ)言與符號(hào)語(yǔ)言有對(duì)應(yīng)關(guān)系,很容易互相轉(zhuǎn)換,并便于電氣工程師了解與熟悉,故用得很普遍,幾乎所有的PLC都開(kāi)發(fā)有這種語(yǔ)言。由于它是用圖形表達(dá),小的編程器不好使用它,得有較大的液晶畫(huà)面的編程器,才能使用它。多數(shù)是在計(jì)算機(jī)對(duì)PLC編程時(shí),才使用這種語(yǔ)言。
流程圖語(yǔ)言,它也是圖形語(yǔ)言,不過(guò)所用的符號(hào)不與電氣元件符號(hào)相似,而與計(jì)算機(jī)用的流程圖符號(hào)相似,便干計(jì)算機(jī)工作人員了解與熟悉。流程圖語(yǔ)言與符號(hào)語(yǔ)言也有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,只是它對(duì)應(yīng)的符號(hào)語(yǔ)言與梯形圖的對(duì)應(yīng)不一樣。熟悉計(jì)算機(jī)而又未從事過(guò)一般電氣工作的人員,樂(lè)于用這種語(yǔ)言對(duì)PLC編程。日本OMRON公司開(kāi)發(fā)的F系列機(jī)就是使用這種語(yǔ)言。
梯形圖與流程圖混合語(yǔ)言。這種語(yǔ)言,梯形圖與流程圖兩者兼用,可使PLC程序結(jié)構(gòu)化。它用流程圖把PLC程序劃分成若干結(jié)構(gòu)塊,并規(guī)范塊間的邏輯聯(lián)系。用梯形圖再確定塊中的種種量間的邏輯關(guān)系。這種混合語(yǔ)言有不同的實(shí)現(xiàn)方法,而且多用于大型的PLC的編程
高級(jí)語(yǔ)言,PLC編程也可以使用高級(jí)語(yǔ)言,如BASIC、C語(yǔ)言等??梢栽贒OS,也可在WINDOWS平臺(tái)上運(yùn)行。關(guān)鍵在于要把用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的程序轉(zhuǎn)換成助記符語(yǔ)言,或直接轉(zhuǎn)換成PLC所能識(shí)別的機(jī)器語(yǔ)言。從根本上講,只要能實(shí)現(xiàn)這個(gè)轉(zhuǎn)換的,什么高級(jí)語(yǔ)言都可以。而編寫(xiě)這個(gè)轉(zhuǎn)換的軟件工作量很大,當(dāng)然應(yīng)由有關(guān)廠家開(kāi)發(fā)與提供。當(dāng)前不少PLC廠家已有提供。如GE-FANAC的PLC就提供有可用C語(yǔ)言編程的軟件。
再前進(jìn)一步,從理論上講使用自然語(yǔ)言編程也是完全可能的。只是要下力氣去開(kāi)發(fā),以及市場(chǎng)有這個(gè)需要。
支持軟件不僅編制PLC程序需要,監(jiān)控PLC運(yùn)行,特別是監(jiān)視PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況也需要。所以,多數(shù)支持編程的軟件,也具有監(jiān)視PLC工作的功能。
此外,也有專用于監(jiān)控PLC工作的軟件,它多與PLC的監(jiān)視終端連用。
有的PLC廠家或第三方廠家還開(kāi)發(fā)了使用PLC的組態(tài)軟件,用以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)PLC控制系統(tǒng)監(jiān)控,以及與PLC交換數(shù)據(jù)。
PLC的用戶也可基于DOS或WINDOWS平臺(tái)開(kāi)發(fā)用于PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用軟件,以提高PLC系統(tǒng)自動(dòng)化及智能化水平。這方面的軟件已日益受到重視。
總之,為了用好PLC,PLC的支持軟件越來(lái)越豐富,性能也越來(lái)越好,其界面也越來(lái)越友好,也因此,它的情況如何,已成為評(píng)判PLC性能的指標(biāo)之一。
5.7可靠控制
為使PLC能可靠工作,在硬件與軟件兩個(gè)方面PLC廠家都采取了很多措施,對(duì)一些特殊可靠要求的PLC,還有相應(yīng)的特殊的措施,如熱備、冗余等等。這在介紹PLC的特點(diǎn)時(shí)已作了敘述??煽看胧┑哪康氖窃黾覲LC平均故障間隔時(shí)間、MTBF(MeanTimeBetweenFailure)及減少PLC的平均修復(fù)時(shí)間、MTTR(MeanTimeToRepair),以提高PLC的有效度A(Availability)。
A=MTBF/(MTBF+MTTR)
式中A--有效率
MTBF--平均故障間隔時(shí)間
MTTR--平均修復(fù)時(shí)間
當(dāng)然,A值越大越好,它可使PLC系統(tǒng)得到充分的利用,是為什么要使用PLC的重要指標(biāo)。而從上式可知,MTBF越大,MTTR越小,則A越大。所以,PLC的可靠措施都是圍繞提高M(jìn)TBF及MTTR值進(jìn)行的。
鑒于可靠工作是PLC的重要特點(diǎn),至關(guān)重要,故有關(guān)提高M(jìn)TBF及降低MTTR的措施如何,以及PLC的MTBF與MTTR值也成為PLC性能的重要指標(biāo)。
5.8經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
以上七條講的都是PLC的技術(shù)性能。其實(shí),使用PLC,還要考慮經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。經(jīng)濟(jì)是基礎(chǔ),經(jīng)濟(jì)上不合算,不能帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益,使用PLC也就沒(méi)有基礎(chǔ)。所以,這個(gè)指標(biāo)也是重要的。經(jīng)濟(jì)指標(biāo)最簡(jiǎn)單的就是看價(jià)格。一般講,同樣技術(shù)性能的PLC,價(jià)格低其經(jīng)濟(jì)指標(biāo)就好
此外,還要看供貨情況,供貨不及時(shí),影響使用,價(jià)格即使低,也不一定就好;看技術(shù)服務(wù),資料不全,用戶出現(xiàn)問(wèn)題得不到技術(shù)支持也不好。
對(duì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)還要作綜合分析,要看使用了PLC能否帶來(lái)效益,然后,再分析使用哪家的PLC效益更好些。
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