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可編程控制器是什么?

發布時間:2016-02-27 [返回]

可編程控制器簡稱--PLC是以微處理器為基礎,綜合了計算機技術、自動控制技術和通訊技術發展而來的一種新型工業控制裝置。它具有結構簡單、編程方便、可靠性高等優點,已廣泛用于工業過程和位置的自動控制中。據統計,可編程控制器是工業自動化裝置中應用最多的一種設備。專家認為,可編程控制器將成為今后工業控制的主要手段和重要的基礎設備之

PLC、機器人、CAD/CAM將成為工業生產的三大支柱。

PLC是在繼電器控制邏輯基礎上,與3C(Computer,Control,Communication)技術相結合,不斷發展完善的。目前已從小規模單機順序控制,發展到包括過程控制、位置控制等場合的所有控制領域。

自動化系統中所使用的各種類型PLC,有的是集中安裝在控制室,有的是分散安裝在生產現場的各單機設備上,雖然它們大多處在強電電路和強電設備所形成的惡劣電磁環境中,但PLC是專門為工業生產環境而設計的控制裝置,在設計和制造過程中采用了多層次抗干擾和精選元件措施,故具有較強的適應惡劣工業環境的能力、運行穩定性和較高的可靠性,因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工業環境使用。

高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現代大規模集成電路技術,采用嚴格的生產工藝制造,內部電路采取了先進的抗干擾技術,具有很高的可靠性。例如三菱公司生產的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說,使用PLC構成控制系統,和同等規模的繼電接觸器系統相比,電氣接線及開關接點已減少到數百甚至數千分之一,故障也就大大降低。此外,PLC帶有硬件故障自我檢測功能,出現故障時可及時發出警報信息。在應用軟件中,應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序,使系統中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣,整個系統具有極高的可靠性也就不奇怪了。

長期以來,plc始終處于工業控制自動化領域的主戰場,為各種各樣的自動化控制設備提供非常可靠的控制方案,與dcs和工業pc形成了三足鼎立之勢。同時,plc也承受著來自其它技術產品的沖擊,尤其是工業pc所帶來的沖擊。

目前,全世界plc生產廠家約200家,生產300多種產品。國內plc市場仍以國外產品為主,如siemens、modicon、a-b、omron、三菱、ge的產品。經過多年的發展,國內plc生產廠家約有三十家,但都沒有形成頗具規模的生產能力和名牌產品,可以說plc在我國尚未形成制造產業化。在plc應用方面,我國是很活躍的,應用的行業也很廣。專家估計,2000年plc的國內市場銷量為15(20萬套(其中進口占90%左右),約25(35億元人民幣,年增長率約為12%。預計到2005年全國plc需求量將達到25萬套左右,約35(45億元人民幣。

plc市場也反映了全世界制造業的狀況,2000后大幅度下滑。但是,按照automation research corp的預測,盡管全球經濟下滑,plc市場將會復蘇,估計全球plc市場在2000年為76億美元,到2005年底將回到76億美元,并繼續略微增長。

微型化、網絡化、pc化和開放性是plc未來發展的主要方向。在基于plc自動化的早期,plc體積大而且價格昂貴。但在最近幾年,微型plc(小于32 i/o)已經出現,價格只有幾百歐元。隨著軟plc(soft plc)控制組態軟件的進一步完善和發展,安裝有軟plc組態軟件和pc-based控制的市場份額將逐步得到增長。

當前,過程控制領域最大的發展趨勢之一就是ethernet技術的擴展,plc也不例外。現在越來越多的plc供應商開始提供ethernet接口。可以相信,plc將繼續向開放式控制系統方向轉移,尤其是基于工業pc的控制系統。

目前,PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環保及文化娛樂等各個行業,使用情況大致可歸納為如下幾類:

開關量的邏輯控制:這是PLC最基本、最廣泛的應用領域,它取代傳統的繼電器電路,實現邏輯控制、順序控制,既可用于單臺設備的控制,也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產線、電鍍流水線等;模擬量控制:在工業生產過程當中,有許多連續變化的量,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,必須實現模擬量(Analog)和數字量(Digital)之間的A/D轉換及D/A轉換。PLC廠家都生產配套的A/D和D/A轉換模塊,使可編程控制器用于模擬量控制;運動控制:PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構配置來說,早期直接用于開關量I/O模塊連接位置傳感器和執行機構,現在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產品幾乎都有運動控制功能,廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合;過程控制:過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環控制。作為工業控制計算機,PLC能編制各種各樣的控制算法程序,完成閉環控制。

PID調節是一般閉環控制系統中用得較多的調節方法。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、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用;數據處理:現代PLC具有數學運算(含矩陣運算、函數運算、邏輯運算)、數據傳送、數據轉換、排序、查表、位操作等功能,可以完成數據的采集、分析及處理。這些數據可以與存儲在存儲器中的參考值比較,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,或將它們打印制表。數據處理一般用于大型控制系統,如無人控制的柔性制造系統;也可用于過程控制系統,如造紙、冶金、食品工業中的一些大型控制系統;通信及聯網:PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設備間的通信。隨著計算機控制的發展,工廠自動化網絡發展得很快,各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能,紛紛推出各自的網絡系統。新近生產的PLC都具有通信接口,通信非常方便。


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