國(guó)產(chǎn)plc排名
國(guó)產(chǎn)plc排名永宏P(guān)LC、臺(tái)達(dá)PLC、和利時(shí)PLC、安控PLC、臺(tái)安PLC、豐煒PLC、南大傲拓PLC、信捷PLC、黃石科威PLC、正航PLC。
1、永宏P(guān)LC
永宏專注在高功能的中小型及微型PLC市場(chǎng)領(lǐng)域,創(chuàng)立的自有品牌“FATEK”目前在業(yè)界已享有頗高的*度。
2、臺(tái)達(dá)PLC
被譽(yù)為臺(tái)灣電子業(yè)的教父級(jí)人物的董事長(zhǎng)鄭崇華先生在1972年創(chuàng)辦了臺(tái)達(dá)電子,帶著15個(gè)人開始了創(chuàng)業(yè)歷程,為的是甩開日本人自己做零組件,打造華人的民族品牌。
3、和利時(shí)PLC
北京和利時(shí)集團(tuán)始創(chuàng)于1993年,是一家從事自主設(shè)計(jì)、制造與應(yīng)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)平臺(tái)和行業(yè)解決方案的高科技企業(yè)集團(tuán)。
4、安控PLC
安控科技成立于1998年,位于北京市中關(guān)村科技園區(qū)海淀園上地信息產(chǎn)業(yè)基地。是專業(yè)從事工業(yè)級(jí)RTU產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、售后和系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)。
5、臺(tái)安PLC
臺(tái)安科技(無錫)有限公司是由臺(tái)灣*跨國(guó)企業(yè)東元集團(tuán)旗下安臺(tái)國(guó)際投資(新加坡)私人公司于2000年7月1日在*大陸成立的外商獨(dú)資企業(yè)。
6、豐煒PLC
豐煒科技企業(yè)股份有限公司,1995年成立于臺(tái)北縣淡水鎮(zhèn),是臺(tái)灣*的PLC生產(chǎn)商之一,也是臺(tái)灣使用最廣泛的PLC之一。
7、南大傲拓PLC
南大傲拓科技江蘇有限公司2008年10月成立并進(jìn)駐南京*—鼓樓高校**科技園園區(qū),致力于自主研發(fā)生產(chǎn)性能可靠、品質(zhì)精良、技術(shù)先進(jìn)的前沿工控產(chǎn)品。
8、信捷PLC
信捷電氣作為*工控市場(chǎng)最早的參與者之一,長(zhǎng)期專注于機(jī)械設(shè)備制造行業(yè)自動(dòng)化水平的提高。
9、黃石科威PLC
黃石市科威自控有限公司是一家開發(fā)、生產(chǎn)、銷售嵌入式PLC、伺服驅(qū)動(dòng)器和自動(dòng)化系統(tǒng)的省級(jí)高新技術(shù)企業(yè)、軟件企業(yè)。
10、正航PLC
上海正航電子科技有限公司是一家致力于工業(yè)控制領(lǐng)域產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)的高科技企業(yè)。
plc
PLC編程是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器,用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令。
PLC在組合機(jī)床控制中的應(yīng)用論文
PLC在組合機(jī)床控制中的應(yīng)用一.可編程控制器的定義
可編程控制器,簡(jiǎn)稱PLC( logic ),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(guó)際電工委員會(huì)( 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)?!?br>二.PLC的特點(diǎn)
1 可靠性高,抗干擾能力強(qiáng)
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(yán)格的生產(chǎn)工藝制造,內(nèi)部電路采取了先進(jìn)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(shí)間高達(dá)30萬小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從PLC的機(jī)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(diǎn)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(cè)功能,出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)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(hù)。這樣,整個(gè)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(qiáng)
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??梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)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(yùn)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(qiáng)及人機(jī)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(jì)算機(jī),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(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)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(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。
4 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小,維護(hù)方便,容易改造
PLC用存儲(chǔ)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(jì)及建造的周期大為縮短,同時(shí)維護(hù)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(chǎng)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(jī)械內(nèi)部,是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。
三.在組合機(jī)床自動(dòng)線中,一般根據(jù)不同的加工精度要求設(shè)置三種滑臺(tái)
目前,PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè),使用情況大致可歸納為如下幾類。
1 開關(guān)量的邏輯控制
這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,它取代傳統(tǒng)的繼電器電路,實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制,既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制,也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。
2 模擬量控制
在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)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(shí)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 運(yùn)動(dòng)控制
PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)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(jī)構(gòu),現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能,廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。
4 過程控制
過程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī),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(yùn)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(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。
5 數(shù)據(jù)處理
現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算(含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)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(chǔ)在存儲(chǔ)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)。
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(jì)算機(jī)控制的發(fā)展,工廠自動(dòng)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。
7 PLC控制的數(shù)控滑臺(tái)結(jié)構(gòu)
一般組合機(jī)床自動(dòng)線中的數(shù)控滑臺(tái)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的開環(huán)伺服機(jī)構(gòu)。采用PLC控制的數(shù)控滑臺(tái)由可編程控制器、環(huán)行脈沖分配器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)和伺服傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等部分組成,
伺服傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的齒輪Z1、Z2應(yīng)該采取消隙措施,避免產(chǎn)生反向死區(qū)或使加工精度下降;而絲杠傳動(dòng)副則應(yīng)該根據(jù)該單元的加工精度要求,確定是否選用滾珠絲杠副。采用滾珠絲杠副,具有傳動(dòng)效率高、系統(tǒng)剛度好、傳動(dòng)精度高、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn),但成本較高且不能自鎖。
8 控制系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)
軟件結(jié)構(gòu)根據(jù)控制要求而設(shè)計(jì),主要?jiǎng)澐譃槟K:即步進(jìn)電機(jī)控制模塊、定位控制模塊、數(shù)據(jù)撥盤輸入及數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)碼輸出顯示模塊、元件故障的自動(dòng)檢測(cè)與報(bào)警模塊。
由于整個(gè)軟件結(jié)構(gòu)較為龐大,脈沖控制器產(chǎn)生0.1秒的控制脈沖,使移位寄存器移位,提供六拍時(shí)序脈沖,通過三相六拍環(huán)形分配器使三個(gè)輸出繼電器Y430、Y431、Y432按照單雙六拍的通電方式控制步進(jìn)電機(jī)。為實(shí)現(xiàn)定位控制,采用不同的計(jì)數(shù)器分別控制粗定位行程和精定位行程,計(jì)數(shù)器的設(shè)定值依據(jù)行程而定。例如,設(shè)刀具或工作臺(tái)欲從A點(diǎn)移至C點(diǎn),已知AC=200mm,把AC劃分為AB與BC兩段,AB=196mm,BC=4mm,AB段為粗定位行程,采用0.1mm/步的脈沖當(dāng)量快速移動(dòng),利用了6位計(jì)數(shù)器(C660/C661),而BC段為精定位行程,采用0.01mm/步的脈沖當(dāng)量精確定位,利用了3位計(jì)數(shù)器C460,在粗定位結(jié)束進(jìn)入精定位的同時(shí),PLC自動(dòng)接通電磁離合器輸出點(diǎn)Y433以實(shí)現(xiàn)變速機(jī)構(gòu)的更換。
9 PLC控制系統(tǒng)的接地方法
(1)由于PLC機(jī)柜和操作臺(tái)、配電柜等用電設(shè)備的金屬外殼及控制設(shè)備正常不帶電的金屬部分,由于各種原因(如腐蝕、絕緣破損等)而有可能帶危險(xiǎn)電壓,所以應(yīng)該進(jìn)行保護(hù)接地,低于36V供電的設(shè)備,無特殊要求可不做接地保護(hù)。
(2)PLC控制系統(tǒng)中的基準(zhǔn)電位是各回路工作的參考電位,基準(zhǔn)電位的連接線稱為系統(tǒng)地,通常是控制回路直流電源的零伏導(dǎo)線,系統(tǒng)接地的方式有浮地方式、直接接地方式和電容接地方式。
(3)為防止靜電感應(yīng)和磁場(chǎng)感應(yīng)而設(shè)置的屏蔽接地端子應(yīng)做屏蔽接地。其中信號(hào)回路接地和屏蔽接地又通稱為工作接地。
一般以上接地方法的控制原則是:保護(hù)地和工作地不能混用,這是由于在每一段電源保護(hù)地線的兩點(diǎn)間會(huì)有數(shù)毫伏,甚至幾伏的電位差,這對(duì)低電平信號(hào)電路來說是一個(gè)非常嚴(yán)重的干擾。屏蔽地,當(dāng)信號(hào)電路是單點(diǎn)接地時(shí),低頻電纜的屏蔽層也應(yīng)單點(diǎn)接地,如果電纜的屏蔽層接地點(diǎn)有一個(gè)以上時(shí),將產(chǎn)生噪聲電流,形成噪聲干擾源。
本系統(tǒng)采用的接地電阻都需要在規(guī)定的范圍內(nèi),對(duì)于PLC組成的控制系統(tǒng)一般應(yīng)小于4Ω,而且要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,事前都需要進(jìn)行防腐處理。PLC組成的控制系統(tǒng)進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置接地系統(tǒng),也可以利用現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行“等電位聯(lián)結(jié)”進(jìn)行接地設(shè)計(jì)。
10 PLC控制梯形圖:
梯形圖是通過連線把PLC指令的梯形圖符號(hào)連接在一起的連通圖,用以表達(dá)所使用的PLC指令及其前后順序,它與電氣原理圖很相似。它的連線有兩種:一為母線,另一為內(nèi)部橫豎線。內(nèi)部橫豎線把一個(gè)個(gè)梯形圖符號(hào)指令連成一個(gè)指令組,這個(gè)指令組一般總是從裝載(LD)指令開始,必要時(shí)再繼以若干個(gè)輸入指令(含LD指令),以建立邏輯條件。*為輸出類指令,實(shí)現(xiàn)輸出控制,或?yàn)閿?shù)據(jù)控制、流程控制、通訊處理、監(jiān)控工作等指令,以進(jìn)行相應(yīng)的工作。母線是用來連接指令組的。下圖是三菱公司的FX2N系列產(chǎn)品的最簡(jiǎn)單的梯形圖例:
它有兩組,*組用以實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、停止控制。第二組僅一個(gè)END指令,用以 結(jié)束程序。
11 梯形圖與助記符的對(duì)應(yīng)關(guān)系:
助記符指令與梯形圖指令有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系,而梯形圖的連線又可把指令的順序予以體現(xiàn)。一般講,其順序?yàn)椋合容斎?,后輸出(含其他處理);先上,后下;先左,后右。有了梯形圖就可將其翻譯成助記符程序。上圖的助記符程序?yàn)椋?br>地址 指令 變量
0000 LD X000
0001 OR X010
0002 AND NOT X001
0003 OUT Y000
0004 END
反之根據(jù)助記符,也可畫出與其對(duì)應(yīng)的梯形圖。
12 梯形圖與電氣原理圖的關(guān)系:
如果僅考慮邏輯控制,梯形圖與電氣原理圖也可建立起一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如梯形圖的輸出(OUT)指令,對(duì)應(yīng)于繼電器的線圈,而輸入指令(如LD,AND,OR)對(duì)應(yīng)于接點(diǎn),互鎖指令(IL、ILC)可看成總開關(guān),等等。這樣,原有的繼電控制邏輯,經(jīng)轉(zhuǎn)換即可變成梯形圖,再進(jìn)一步轉(zhuǎn)換,即可變成語句表程序。
有了這個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系,用PLC程序代表繼電邏輯是很容易的。這也是PLC技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)繼電控制技術(shù)的繼承。
四、數(shù)控滑臺(tái)的PLC控制方法
數(shù)控滑臺(tái)的控制因素主要有三個(gè):
1 行程控制
一般液壓滑臺(tái)和機(jī)械滑臺(tái)的行程控制是利用位置或壓力傳感器(行程開關(guān)/死擋鐵)來實(shí)現(xiàn);而數(shù)控滑臺(tái)的行程則采用數(shù)字控制來實(shí)現(xiàn)。由數(shù)控滑臺(tái)的結(jié)構(gòu)可知,滑臺(tái)的行程正比于步進(jìn)電機(jī)的總轉(zhuǎn)角,因此只要控制步進(jìn)電機(jī)的總轉(zhuǎn)角即可。由步進(jìn)電機(jī)的工作原理和特性可知步進(jìn)電機(jī)的總轉(zhuǎn)角正比于所輸入的控制脈沖個(gè)數(shù);因此可以根據(jù)伺服機(jī)構(gòu)的位移量確定PLC輸出的脈沖個(gè)數(shù):
n= DL/d (1)
式中 DL——伺服機(jī)構(gòu)的位移量(mm)
d ——伺服機(jī)構(gòu)的脈沖當(dāng)量(mm/脈沖)
2 進(jìn)給速度控制
伺服機(jī)構(gòu)的進(jìn)給速度取決于步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速,而步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速取決于輸入的脈沖頻率;因此可以根據(jù)該工序要求的進(jìn)給速度,確定其PLC輸出的脈沖頻率:
f=Vf/60d (Hz) (2)
式中 Vf——伺服機(jī)構(gòu)的進(jìn)給速度(mm/min)
3 進(jìn)給方向控制
進(jìn)給方向控制即步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向控制。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向可以通過改變步進(jìn)電機(jī)各繞組的通電順序來改變其轉(zhuǎn)向;如三相步進(jìn)電機(jī)通電順序?yàn)锳-AB-B-BC-C-CA-A…時(shí)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn);當(dāng)繞組按A-AC-C-CB-B-BA-A…順序通電時(shí)步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)。因此可以通過PLC輸出的方向控制信號(hào)改變硬件環(huán)行分配器的輸出順序來實(shí)現(xiàn),或經(jīng)編程改變輸出脈沖的順序來改變步進(jìn)電機(jī)繞組的通電順序?qū)崿F(xiàn)。
五.PLC的國(guó)內(nèi)外狀況
世界上公認(rèn)的*臺(tái)PLC是1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC)研制的。限于當(dāng)時(shí)的元器件條件及計(jì)算機(jī)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(jiǎn)單的邏輯控制及定時(shí)、計(jì)數(shù)功能。20世紀(jì)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(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能,完成了真正具有計(jì)算機(jī)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(yùn)算及處理的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)元件都以繼電器命名。此時(shí)的PLC為微機(jī)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(jì)70年代中末期,可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段,計(jì)算機(jī)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(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、PID功能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀(jì)80年代初,可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)*中已獲得廣泛應(yīng)用。這個(gè)時(shí)期可編程控制器發(fā)展的特點(diǎn)是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這個(gè)階段的另一個(gè)特點(diǎn)是世界上生產(chǎn)可編程控制器的*日益增多,產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。
20世紀(jì)末期,可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)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(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī);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(chǎng)合;從產(chǎn)品的配套能力來說,生產(chǎn)了各種人機(jī)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(jī)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(zhǎng)足的發(fā)展。
我國(guó)可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進(jìn)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(kuò)大了PLC的應(yīng)用。目前,我國(guó)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(jī)床電器廠生產(chǎn)的DKK及D系列、大連組合機(jī)床研究所生產(chǎn)的S系列、蘇州電子計(jì)算機(jī)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)也是我國(guó)比較著名的PLC生產(chǎn)廠家。可以預(yù)期,隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的深入,PLC在我國(guó)將有更廣闊的應(yīng)用天地。
六.PLC未來展望
21世紀(jì),PLC會(huì)有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看,計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會(huì)更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上,會(huì)有運(yùn)算速度更快、存儲(chǔ)容量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn);從產(chǎn)品規(guī)模上看,會(huì)進(jìn)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(huì)更豐富、規(guī)格更齊全,完美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求;從市場(chǎng)上看,各國(guó)各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會(huì)隨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的加劇而打破,會(huì)出現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)品牌壟斷國(guó)際市場(chǎng)的局面,會(huì)出現(xiàn)國(guó)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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)DCS( Control System)中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)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。
參考 文 獻(xiàn)
PLC的發(fā)展史、及其介紹等(越詳細(xì)越好)
PLC發(fā)展史:一、PLC的產(chǎn)生
1.繼-接控制回顧
由學(xué)生回答繼電器(接觸器)的結(jié)構(gòu)、原理、畫出三相異步電機(jī)啟-停的主電路圖、控制電路圖
由學(xué)生歸納出繼-接控制的不足,從而引出“PLC的產(chǎn)生”
2.PLC的產(chǎn)生
68年美國(guó)通用汽車公司(GM)招標(biāo)要求:
(1)軟連接代替硬接線 (2)維護(hù)方便 (3)可靠性高于繼電器控制柜 (4)體積小于繼電器控制柜 (5)成本低于繼電器控制柜 (6)有數(shù)據(jù)通訊功能 (7)輸入115V (8)可在惡劣環(huán)境下工作 (9)擴(kuò)展時(shí),原系統(tǒng)變更要少 (10)用戶程序存儲(chǔ)容量可擴(kuò)展到4K
核心思想:
·用程序代替硬接線
·輸入/輸出電平可與外部裝置直接相聯(lián)
·結(jié)構(gòu)易于擴(kuò)展
這是PLC的雛形。
69年美國(guó)DEC公司研制出世界上*臺(tái)PLC(PDP-14),并在GM公司汽車生產(chǎn)線上應(yīng)用成功
PLC的誕生:
·1969年,美國(guó)研制出世界*臺(tái)PDP-14
·1971年,日本研制出*臺(tái)DCS-8
·1973年,德國(guó)研制出*臺(tái)PLC
·1974年,*研制出*臺(tái)PLC
二、PLC的特點(diǎn)、現(xiàn)狀與發(fā)展
(一)特點(diǎn)
(1)體積小 (2)可靠性高 (3)柔性好,可在線更改程序 (4)對(duì)環(huán)境條件無要求 (5)價(jià)格低廉……具備招標(biāo)要求的所有功能
(二)現(xiàn)狀
80%以上的行業(yè),80%以上的設(shè)備均可使用PLC
(三)發(fā)展
發(fā)展史:
*代:1969年~1972年,代表產(chǎn)品有
·美國(guó)DEC公司的PDP-14/L
·日本立石電機(jī)公司的SCY-022
·日本北辰電機(jī)公司的HOSC-20
第二代:1973年~1975年,代表產(chǎn)品有
·美國(guó)GE公司的LOGISTROT
·德國(guó)SIEMENS公司的SIMATIC S3、S4系列
·日本富士電機(jī)公司的SC系列
第三代:1976~1983年,代表產(chǎn)品有
·美國(guó)GOULD公司的M84、484、584、684、884
·德國(guó)SIEMENS公司的SIMATIC S5系列
·日本三菱公司的MELPLAC-50、550
第四代:1983年~現(xiàn)在,代表產(chǎn)品有
·美國(guó)GOULD公司的A5900
·德國(guó)西門子公司的S7系列
發(fā)展方向:
·產(chǎn)品規(guī)模向兩極分化
·處理模擬量
·追求高可靠性
·通訊接口和智能模塊
·系統(tǒng)操作站配高分辨率的監(jiān)視器
·追求軟、硬件標(biāo)準(zhǔn)化
三、PLC的分類
·按結(jié)構(gòu)分:
·整體型
·組合型
·按I/O點(diǎn)數(shù)及內(nèi)存容量分:
·超小型:小于64點(diǎn),256Byet~1KB
·小 型:65~128點(diǎn),1~3。
6KB
·中 型:129~512點(diǎn),3。
6~13KB
·大 型:513~896點(diǎn),大于13KB
·超大型:大于896點(diǎn),大于13KB
四、網(wǎng)絡(luò)型PLC與DCS的關(guān)系
DCS起源于模擬量
PLC起源于開關(guān)量
二者相互滲透、取長(zhǎng)補(bǔ)短,功能上日趨接近,使數(shù)字世界、模擬世界更加模糊
決定DCS與PLC應(yīng)用面大小的是其性能/價(jià)格比
1、PLC即可編程控制器( logic ,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(guó)際電工委員會(huì)( mittee)頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義:
PLC英文全稱 Logic ,中文全稱為可編程邏輯控制器,定義是: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(chǔ)器,用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序,執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制,定時(shí),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.PLC是可編程邏輯電路,也是一種和硬件結(jié)合很緊密的語言,在半導(dǎo)體方面有很重要的應(yīng)用,可以說有半導(dǎo)體的地方就有PLC
“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)。”
PLC的特點(diǎn)
2.1可靠性高,抗干擾能力強(qiáng)
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(yán)格的生產(chǎn)工藝制造,內(nèi)部電路采取了先進(jìn)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(shí)間高達(dá)30萬小時(shí)。
一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。
從PLC的機(jī)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(diǎn)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(cè)功能,出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)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(hù)。
這樣,整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。
2.2配套齊全,功能完善,適用性強(qiáng)
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(chǎng)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(yùn)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(qiáng)及人機(jī)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。
2.3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(jì)算機(jī),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(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)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(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。
為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。
2.4系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小,維護(hù)方便,容易改造
PLC用存儲(chǔ)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(jì)及建造的周期大為縮短,同時(shí)維護(hù)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(chǎng)合。
2.5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(jī)械內(nèi)部,是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。
3。
PLC基礎(chǔ)知識(shí)
1.1 PLC的發(fā)展歷程 在工業(yè)生產(chǎn)過程中,大量的開關(guān)量順序控制,它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作,并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制,及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。
傳統(tǒng)上,這些功能是通過氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。
4. PLC的應(yīng)用領(lǐng)域
目前,PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè),使用情況大致可歸納為如下幾類。
4.1開關(guān)量的邏輯控制
這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,它取代傳統(tǒng)的繼電器電路,實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制,既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制,也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。
如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。
4.2模擬量控制
在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)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(shí)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。
4.3運(yùn)動(dòng)控制
PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。
從控制機(jī)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(jī)構(gòu),現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。
如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。
世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能,廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。
4.4過程控制
過程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。
作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī),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(yùn)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(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。
4.5數(shù)據(jù)處理
現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算(含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)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(chǔ)在存儲(chǔ)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≈票怼?br>
數(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)。
4.6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(jì)算機(jī)控制的發(fā)展,工廠自動(dòng)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。
5. PLC的國(guó)內(nèi)外狀況
在工業(yè)生產(chǎn)過程中,大量的開關(guān)量順序控制,它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作,并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制,及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。
傳統(tǒng)上,這些功能是通過氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。
1968年美國(guó)GM(通用汽車)公司提出取代繼電氣控制裝置的要求,第二年,美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC)研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置,首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制,這就是*代可編程序控制器,稱 ,是世界上公認(rèn)的*臺(tái)PLC.
限于當(dāng)時(shí)的元器件條件及計(jì)算機(jī)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(jiǎn)單的邏輯控制及定時(shí)、計(jì)數(shù)功能。
20世紀(jì)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(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能,完成了真正具有計(jì)算機(jī)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(yùn)算及處理的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)元件都以繼電器命名。
此時(shí)的PLC為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。
個(gè)人計(jì)算機(jī)(簡(jiǎn)稱PC)發(fā)展起來后,為了方便,也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn),可編程序控制器定名為 Logic (PLC)。
20世紀(jì)70年代中末期,可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段,計(jì)算機(jī)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(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、PID功能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。
20世紀(jì)80年代初,可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)*中已獲得廣泛應(yīng)用。
這個(gè)時(shí)期可編程控制器發(fā)展的特點(diǎn)是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。
這個(gè)階段的另一個(gè)特點(diǎn)是世界上生產(chǎn)可編程控制器的*日益增多,產(chǎn)量日益上升。
這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。
上世紀(jì)80年代至90年代中期,是PLC發(fā)展最快的時(shí)期,年增長(zhǎng)率一直保持為30~40%。
在這時(shí)期,PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高,PLC逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域,在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。
20世紀(jì)末期,可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)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(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī);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(chǎng)合;從產(chǎn)品的配套能力來說,生產(chǎn)了各種人機(jī)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(jī)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(zhǎng)足的發(fā)展。
我國(guó)可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。
最初是在引進(jìn)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(kuò)大了PLC的應(yīng)用。
目前,我國(guó)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(jī)床電器廠生產(chǎn)的DKK及D系列、大連組合機(jī)床研究所生產(chǎn)的S系列、蘇州電子計(jì)算機(jī)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)也是我國(guó)比較著名的PLC生產(chǎn)廠家。
可以預(yù)期,隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的深入,PLC在我國(guó)將有更廣闊的應(yīng)用天地。
6. PLC未來展望
21世紀(jì),PLC會(huì)有更大的發(fā)展。
從技術(shù)上看,計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會(huì)更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上,會(huì)有運(yùn)算速度更快、存儲(chǔ)容量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn);從產(chǎn)品規(guī)模上看,會(huì)進(jìn)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(huì)更豐富、規(guī)格更齊全,完美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求;從市場(chǎng)上看,各國(guó)各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會(huì)隨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的加劇而打破,會(huì)出現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)品牌壟斷國(guó)際市場(chǎng)的局面,會(huì)出現(xiàn)國(guó)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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)DCS( Control System)中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。
伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)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。
1.2 PLC的構(gòu)成
從結(jié)構(gòu)上分,PLC分為固定式和組合式(模塊式)兩種。
固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等,這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。
模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架,這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。
1.3 CPU的構(gòu)成
CPU是PLC的核心,起神經(jīng)中樞的作用,每套PLC至少有一個(gè)CPU,它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù),用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù),并存入規(guī)定的寄存器中,同時(shí),診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤等。
進(jìn)入運(yùn)行后,從用戶程序存貯器中逐條讀取指令,經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào),去指揮有關(guān)的控制電路。
CPU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成,CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。
內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù),是PLC不可缺少的組成單元。
在使用者看來,不必要詳細(xì)分析CPU的內(nèi)部電路,但對(duì)各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。
CPU的控制器控制CPU工作,由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。
但工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)控制。
運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算,在控制器指揮下工作。
寄存器參與運(yùn)算,并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果,它也是在控制器指揮下工作。
CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù),它們決定著PLC的工作速度,IO數(shù)量及軟件容量等,因此限制著控制規(guī)模。
1.4 I/O模塊
PLC與電氣回路的接口,是通過輸入輸出部分(I/O)完成的。
I/O模塊集成了PLC的I/O電路,其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài),輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。
輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng),輸出模塊相反。
I/O分為開關(guān)量輸入(DI),開關(guān)量輸出(DO),模擬量輸入(AI),模擬量輸出(AO)等模塊。
常用的I/O分類如下:
開關(guān)量:按電壓水平分,有220VAC、110VAC、24VDC,按隔離方式分,有繼電器隔離和晶體管隔離。
模擬量:按信號(hào)類型分,有電流型(4-20mA,0-20mA)、電壓型(0-10V,0-5V,-10-10V)等,按精度分,有12bit,14bit,16bit等。
除了上述通用IO外,還有特殊IO模塊,如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。
按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量,I/O模塊可多可少,但其*數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力,即受*的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。
1.5 電源模塊
PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。
同時(shí),有的還為輸入電路提供24V的工作電源。
電源輸入類型有:交流電源(220VAC或110VAC),直流電源(常用的為24VDC)。
1.6 底板或機(jī)架
大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機(jī)架,其作用是:電氣上,實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系,使CPU能訪問底板上的所有模塊,機(jī)械上,實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接,使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。
1.7 PLC系統(tǒng)的其它設(shè)備
1.7.1
編程設(shè)備:編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件,用于編程、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況,但它不直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行。
我程器PLC一般有手持型編程器,目前一般由計(jì)算機(jī)(運(yùn)行編程軟件)充當(dāng)編程器。
也就是我們系統(tǒng)的上位機(jī)。
1.7.2 人機(jī)界面:最簡(jiǎn)單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕,目前液晶屏(或觸摸屏)式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛,由計(jì)算機(jī)(運(yùn)行組態(tài)軟件)充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。
1.8 PLC的通信聯(lián)網(wǎng)
依靠先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。
因此,網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著,甚至有人提出"網(wǎng)絡(luò)就是控制器"的觀點(diǎn)說法。
PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能,它使PLC與PLC
之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息,形成一個(gè)統(tǒng)一的整體,實(shí)現(xiàn)分散集中控制。
多數(shù)PLC具有RS-232接口,還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。
PLC的通信現(xiàn)在主要采用通過多點(diǎn)接口(MPI)的數(shù)據(jù)通訊、PROFIBUS
或工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。
2 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本原則
2.1 *限度的滿足被控對(duì)象的控制要求。
2.2 在滿足控制要求的前提下,力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用和維護(hù)方便。
2.3 保證控制系統(tǒng)安全可靠。
2.4 考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)在選擇PLC容量時(shí)應(yīng)適當(dāng)留有余量。
3 PLC軟件系統(tǒng)及常用編程語言
3.1 PLC軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序和用戶程序兩部分組成。
系統(tǒng)程序包括監(jiān)控程序、編譯程序、診斷程序等,主要用于管理全機(jī)、將程序語言翻譯成機(jī)器語言,診斷機(jī)器故障。
系統(tǒng)軟件由PLC廠家提供并已固化在EPROM中,不能直接存取和干預(yù)。
用戶程序是用戶根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)控制要求,用PLC的程序語言編制的應(yīng)用程序(也就是邏輯控制)用來實(shí)現(xiàn)各種控制。
STEP7是用于SIMATIC可編程邏輯控制器組態(tài)和編程的標(biāo)準(zhǔn)軟件包,也就是用戶程序,我們就是使用STEP7來進(jìn)行硬件組態(tài)和邏輯程序編制,以及邏輯程序執(zhí)行結(jié)果的在線監(jiān)視。
3.2 PLC提供的編程語言
3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)語言梯形圖語言也是我們最常用的一種語言,它有以下特點(diǎn)
3.2.1.1 它是一種圖形語言,沿用傳統(tǒng)控制圖中的繼電器觸點(diǎn)、線圈、串聯(lián)等術(shù)語和一些圖形符號(hào)構(gòu)成,左右的豎線稱為左右母線。
3.2.1.2 梯形圖中接點(diǎn)(觸點(diǎn))只有常開和常閉,接點(diǎn)可以是PLC輸入點(diǎn)接的開關(guān)也可以是PLC內(nèi)部繼電器的接點(diǎn)或內(nèi)部寄存器、計(jì)數(shù)器等的狀態(tài)。
3.2.1.3 梯形圖中的接點(diǎn)可以任意串、并聯(lián),但線圈只能并聯(lián)不能串聯(lián)。
3.2.1.4 內(nèi)部繼電器、計(jì)數(shù)器、寄存器等均不能直接控制外部負(fù)載,只能做中間結(jié)果供CPU內(nèi)部使用。
3.2.1.5 PLC是按循環(huán)掃描事件,沿梯形圖先后順序執(zhí)行,在同一掃描周期中的結(jié)果留在輸出狀態(tài)暫存器中所以輸出點(diǎn)的值在用戶程序中可以當(dāng)做條件使用。
3.2.2 語句表語言,類似于匯編語言。
3.2.3 邏輯功能圖語言,沿用半導(dǎo)體邏輯框圖來表達(dá),一般一個(gè)運(yùn)算框表示一個(gè)功能左邊畫輸入、右邊畫輸出。
4 STEP7程序的使用
4.1 創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目結(jié)構(gòu),項(xiàng)目就象一個(gè)文件夾,所有數(shù)據(jù)都以分層的結(jié)構(gòu)存在于其中,任何時(shí)候你都可以使用。
在創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目之后,所有其他任務(wù)都在這個(gè)項(xiàng)目下執(zhí)行。
4.2 組態(tài)一個(gè)站,組態(tài)一個(gè)站就是指定你要使用的可編程控制器,例如S7300、S7400等。
4.3 組態(tài)硬件,組態(tài)硬件就是在組態(tài)表中指定你的控制方案所要使用的模板以及在用戶程序中以什么樣的地址來訪問這些模板,地址一般不用修改由程序自動(dòng)生成。
模板的特性也可以用參數(shù)進(jìn)行賦值。
4.4 組態(tài)網(wǎng)絡(luò)和通訊連接,通訊的基礎(chǔ)是預(yù)先組態(tài)網(wǎng)絡(luò),也就是要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)滿足你的控制方案的子網(wǎng),設(shè)置網(wǎng)絡(luò)特性、設(shè)置網(wǎng)絡(luò)連接特性以及任何聯(lián)網(wǎng)的站所需要的連接。
網(wǎng)絡(luò)地址也是程序自動(dòng)生成如果沒有更改經(jīng)驗(yàn)一定不要修改。
4.5 定義符號(hào),可以在符號(hào)表中定義局部或共享符號(hào),在你的用戶程序中用這些更具描述性的符號(hào)名替代絕對(duì)地址。
符號(hào)的命名一般用字母編寫不超過8個(gè)字節(jié),*不要使用很長(zhǎng)的漢字進(jìn)行描述,否則對(duì)程序的執(zhí)行有很大的影響。
4.6 創(chuàng)建程序,用梯形圖編程語言創(chuàng)建一個(gè)與模板相連結(jié)或與模板無關(guān)的程序并存儲(chǔ)。
創(chuàng)建程序是我們控制工程的重要工作之一,一般可以采用線形編程(基于一個(gè)塊內(nèi),OB1)、分布編程(編寫功能塊FB,OB1組織調(diào)用)、結(jié)構(gòu)化編程(編寫通用塊)。
我們最常采用的是結(jié)構(gòu)化編程和分布編程配合使用,很少采用線形編程。
4.7 下載程序到可編程控制器,完成所有的組態(tài)、參數(shù)賦值和編程任務(wù)之后,可以下載整個(gè)用戶程序到可編程控制器。
在下載程序時(shí)可編程控制器必須在允許下載的工作模式下(STOP或RUN-P),
RUN-P模式表示,這個(gè)程序?qū)⒁淮蜗螺d一個(gè)塊,如果重寫一個(gè)舊的CPU程序就可能出現(xiàn)沖突,所以一般在下載前將CPU切換到STOP模式。
5 WINCC程序的使用
5.1 簡(jiǎn)介,WINCC是在生產(chǎn)和過程自動(dòng)化中解決可視化和控制任務(wù)的工業(yè)技術(shù)中性系統(tǒng)。
具有控制自動(dòng)化過程的強(qiáng)大功能,是基于個(gè)人計(jì)算機(jī)的操作監(jiān)視系統(tǒng),它很容易結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)的和用戶的程序建立人機(jī)界面精確的滿足生產(chǎn)實(shí)際要求。
WINCC有兩個(gè)版本RC版(具有組態(tài)和開發(fā)環(huán)境)、RT版(只有運(yùn)行環(huán)境),我們一般使用的是RC版。
5.2 WINCC簡(jiǎn)單使用步驟
5.2.1 變量管理,首先確定通訊方式安裝驅(qū)動(dòng)程序,然后定義內(nèi)部變量和外部變量,外部變量是受你買的WINCC軟件授權(quán)限制的*授權(quán)64K字節(jié),內(nèi)部變量沒有限制。
5.2.2 畫面生成,進(jìn)入圖形編輯器,圖形編輯器是一種用于創(chuàng)建過程畫面的面向矢量的作圖程序。
也可以使用包含在對(duì)象和樣式庫(kù)中的眾多的圖形對(duì)象來創(chuàng)建復(fù)雜的過程畫面。
可以通過動(dòng)作編程將動(dòng)態(tài)添加到單個(gè)圖形對(duì)象上。
5.2.3 報(bào)警記錄設(shè)置,報(bào)警記錄提供了顯示和操作選項(xiàng)來獲取和歸檔結(jié)果。
可以任意地選擇消息塊、消息級(jí)別、消息類型、消息顯示以及報(bào)表。
為了在運(yùn)行中顯示消息,可以使用包含在圖形編輯器中的對(duì)象庫(kù)中的報(bào)警控件。
5.2.4 變量記錄,變量記錄是用來從運(yùn)行過程中采集數(shù)據(jù)并準(zhǔn)備將它們顯示和歸檔。
5.2.5 報(bào)表組態(tài),報(bào)表組態(tài)是通過報(bào)表編輯器來實(shí)現(xiàn)的。
是為消息、操作、歸檔內(nèi)容和當(dāng)前或已歸檔的數(shù)據(jù)定時(shí)器或事件控制文檔的集成的報(bào)表系統(tǒng),可以自由選擇用戶報(bào)表的形式。
5.2.6 全局腳本的應(yīng)用,全局腳本就是C語言函數(shù)和動(dòng)作的通稱,根據(jù)不同的類型腳本被用于給對(duì)象組態(tài)動(dòng)作并通過系統(tǒng)內(nèi)部C語言編譯器來處理。
全局腳本動(dòng)作用于過程執(zhí)行的運(yùn)行中。
一個(gè)觸發(fā)可以開始這些動(dòng)作的執(zhí)行。
5.2.7 用戶管理器設(shè)置,用戶管理器用于分配和控制用戶的單個(gè)組態(tài)和運(yùn)行系統(tǒng)編輯器的訪問權(quán)限。
每建立一個(gè)用戶,就設(shè)置了WINCC功能的訪問權(quán)利并獨(dú)立的分配給此用戶。
至多可分配999個(gè)不同的授權(quán)。
5.2.8 交叉表索引,交叉索引用于為對(duì)象尋找和顯示所有使用處,例如變量、畫面和函數(shù)等。
使用“鏈接”功能可以改變變量名稱而不會(huì)導(dǎo)致組態(tài)不一致。
什么是PLC?PLC有什么特點(diǎn)?
PLC控制系統(tǒng), Logic ,可編程邏輯控制器,專為工業(yè)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置,它采用一類可編程的存儲(chǔ)器,用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序,執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制,定時(shí),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。是工業(yè)控制的核心部分。
PLC的特點(diǎn)
1、能夠設(shè)置不同類型產(chǎn)品的工位數(shù)量及位置參數(shù),并能夠在線監(jiān)控運(yùn)行過程;
2、:設(shè)備操作靈活方便,能夠?qū)崿F(xiàn)啟動(dòng)與暫停,自動(dòng)與手動(dòng)模式切換,計(jì)數(shù)與清零,氣缸下壓時(shí)間調(diào)整等;
3、螺絲的自動(dòng)排放,送料,固定,由機(jī)器一次性自動(dòng)完成,不需人工輔助;
4、高速的生產(chǎn)節(jié)拍,可實(shí)現(xiàn)單工位速度不低于 1-1.5 件/秒。定位精度高,位置誤差不大于 0.02 毫米;
擴(kuò)展資料:
21世紀(jì),PLC控制器會(huì)有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看,計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會(huì)更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上,會(huì)有運(yùn)算速度更快、存儲(chǔ)容量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn);從產(chǎn)品規(guī)模上看,會(huì)進(jìn)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(huì)更豐富、規(guī)格更齊全,完美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求.
從市場(chǎng)上看,各國(guó)各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會(huì)隨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的加劇而打破,會(huì)出現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)品牌壟斷國(guó)際市場(chǎng)的局面,會(huì)出現(xiàn)國(guó)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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)DCS中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)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。
參考資料來源:百度百科-PLC系統(tǒng)