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PLC是什么

发布时间:2021-05-04 15:01:28作者:2分快3 人气:2

  

  2.可编程序操控器的开展趋势:(1)小型PLC向体积缩小、功用增强、速度加速、价格低廉的方向开展,使之能愈加广泛地代替继电器操控。(2)大中型PLC向大容量、高牢靠性、高速度、多功用、网络化的方向开展,使之能对大规划、杂乱体系进行综合性的主动操控。

  3.PLC的特色:(1)牢靠性高、抗干扰才干强(2)编程简略、运用便利(3)规划、设备简略,保护作业量少(4)功用完善、通用性强(5)体积小、能耗低(6)功用价格比高

  操控逻辑|选用硬接线、连线多且杂乱、体积大、功耗大、不利于修正|选用存储逻辑、运用“软接线”、连线少、体积小、可扩展性好、功耗小|

  作业方法|通电时一切继电器处于受约束状况|循环作业,受约束接通的时刻时刻短|

  操控速度|依托机械触点,作业频率低。触点的通断时刻需几十毫秒|指令履行,速度达微秒级|

  1、PLC即可编程操控器(Programmable logic Controller,是指以计算机技能为根底的新式工业操控设备。在1987年世界电工委员会(International Electrical Committee)公布的PLC规范草案中对PLC做了如下界说:

  “PLC是一种专门为在工业环境下运用而规划的数字运算操作的电子设备。它选用能够编制程序的存储器,用来在其内部存储履行逻辑运算、次序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,操控各种类型的机械或出产进程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业操控体系构成一个全体,易于扩展其功用的准则而规划。”

  高牢靠性是电气操控设备的要害功用。PLC因为选用现代大规划集成电路技能,选用严厉的出产工艺制作,内部电路采取了先进的抗干扰技能,具有很高的牢靠性。例如三菱公司出产的F系列PLC均匀无毛病时刻高达30万小时。一些运用冗余CPU的PLC的均匀无毛病作业时刻则更长。从PLC的机外电路来说,运用PLC构成操控体系,和平等规划的继电接触器体系比较,电气接线及开关接点已削减到数百乃至数千分之一,毛病也就大大下降。此外,PLC带有硬件毛病自我检测功用,呈现毛病时可及时宣布警报信息。在运用软件中,运用者还能够编入外围器材的毛病自确诊程序,使体系中除PLC以外的电路及设备也取得毛病自确诊保护。这样,整个体系具有极高的牢靠性也就不奇怪了。

  PLC开展到今日,现已构成了大、中、小各种规划的系列化产品。能够用于各种规划的工业操控场合。除了逻辑处理功用以外,现代PLC大多具有完善的数据运算才干,可用于各种数字操控范畴。近年来PLC的功用单元许多呈现,使PLC浸透到了方位操控、温度操控、CNC等各种工业操控中。加上PLC通讯才干的增强及人机界面技能的开展,运用PLC组成各种操控体系变得十分简略。

  PLC作为通用工业操控计算机,是面向工矿企业的工控设备。它接口简略,编程言语易于为工程技能人员承受。梯形图言语的图形符号与表达方法和继电器电路图适当挨近,只用PLC的少量开关量逻辑操控指令就能够便利地完结继电器电路的功用。为不了解电子电路、不明白计算机原理和汇编言语的人运用计算机从事工业操控打开了便利之门。

  PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大削减了操控设备外部的接线,使操控体系规划及制作的周期大为缩短,一起保护也变得简略起来。更重要的是使同一设备通过改动程序改动出产进程成为可能。这很合适多种类、小批量的出产场合。

  以超小型PLC为例,新近出产的种类底部尺度小于100mm,分量小于150g,功耗仅数瓦。因为体积小很简略装入机械内部,是完结机电一体化的抱负操控设备。

  现在,PLC在国内外已广泛运用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制作、轿车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个职业,运用状况大致可概括为如下几类。

  这是PLC最根本、最广泛的运用范畴,它代替传统的继电器电路,完结逻辑操控、次序操控,既可用于单台设备的操控,也可用于多机群控及主动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装出产线模拟量操控

  在工业出产进程傍边,有许多接连改动的量,如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程操控器处理模拟量,有必要完结模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转化及D/A转化。PLC厂家都出产配套的A/D和D/A转化模块,使可编程操控器用于模拟量操控。

  PLC能够用于圆周运动或直线运动的操控。从操控安排装备来说,前期直接用于开关量I/O模块衔接方位传感器和履行安排,现在一般运用专用的运动操控模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴方位操控模块。世界上各首要PLC厂家的产品简直都有运动操控功用,广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。

  进程操控是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环操控。作为工业操控计算机,PLC能编制林林总总的操控算法程序,完结闭环操控。PID调理是一般闭环操控体系顶用得较多的调理办法。大中型PLC都有PID模块,现在许多小型PLC也具有此功用模块。PID处理一般是运转专用的PID子程序。进程操控在冶金、化工、热处理、锅炉操控等场合有十分广泛的运用。

  现代PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转化、排序、查表、位操作等功用,能够完结数据的搜集、剖析及处理。这些数据能够与存储在存储器中的参考值比较,完结必定的操控操作,也能够运用通讯功用传送到其他智能设备,或将它们打印制表。数据处理一般用于大型操控体系,如无人操控的柔性制作体系;也可用于进程操控体系,如造纸、冶金、食品工业中的一些大型操控体系。

  PLC通讯含PLC间的通讯及PLC与其它智能设备间的通讯。跟着计算机操控的开展,工厂主动化网络开展得很快,各PLC厂商都十分重视PLC的通讯功用,纷繁推出各自的网络体系。新近出产的PLC都具有通讯接口,通讯十分便利。

  世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备公司(DEC)研发的。限于其时的元器材条件及计算机开展水平,前期的PLC首要由分立元件和中小规划集成电路组成,能够完结简略的逻辑操控及守时、计数功用。20世纪70年代初呈现了微处理器。人们很快将其引入可编程操控器,使PLC添加了运算、数据传送及处理等功用,完结了真实具有计算机特征的工业操控设备。为了便利了解继电器、接触器体系的工程技能人员运用,可编程操控器选用和继电器电路图相似的梯形图作为首要编程言语,并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此刻的PLC为微机技能和继电器惯例操控概念相结合的产品。

  20世纪70年代中晚期,可编程操控器进入实用化开展阶段,计算机技能已全面引入可编程操控器中,使其功用发生了腾跃。更高的运算速度、超小型体积、更牢靠的工业抗干扰规划、模拟量运算、PID功用及极高的性价比奠定了它在现代工业中的位置。20世纪80年代初,可编程操控器在先进工业国家中已取得广泛运用。这个时期可编程操控器开展的特色是大规划、高速度、高功用、产品系列化。这个阶段的另一个特色是世界上出产可编程操控器的国家日益增多,产值日益上升。这标志着可编程操控器已步入老练阶段。

  20世纪晚期,可编程操控器的开展特色是愈加习惯于现代工业的需求。从操控规划上来说,这个时期开展了大型机和超小型机;从操控才干上来说,诞生了林林总总的特别功用单元,用于压力、温度、转速、位移等林林总总的操控场合;从产品的配套才干来说,出产了各种人机界面单元、通讯单元,使运用可编程操控器的工业操控设备的配套愈加简略。现在,可编程操控器在机械制作、石油化工、冶金钢铁、轿车、轻工业等范畴的运用都得到了长足的开展。

  我国可编程操控器的引入、运用、研发、出产是伴跟着改革开放开端的。开端是在引入设备中许多运用了可编程操控器。接下来在各种企业的出产设备及产品中不断扩大了PLC的运用。现在,我国自己已能够出产中小型可编程操控器。上海东屋电气有限公司出产的CF系列、杭州机床电器厂出产的DKK及D系列、大连组合机床研究所出产的S系列、姑苏电子计算机厂出产的YZ系列等多种产品已具有了必定的规划并在工业产品中取得了运用。此外,无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较闻名的PLC出产厂家。能够预期,跟着我国现代化进程的深化,PLC在我国将有更宽广的运用六合。

  21世纪,PLC会有更大的开展。从技能上看,计算机技能的新效果会更多地运用于可编程操控器的规划和制作上,会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的种类呈现;从产品规划上看,会进一步向超小型及超大型方向开展;从产品的配套性上看,产品的种类会更丰厚、规范更完全,完美的人机界面、齐备的通讯设备会更好地习惯各种工业操控场合的需求;从商场上看,各国各自出产多种类产品的状况会跟着世界竞争的加重而打破,会呈现少量几个品牌独占世界商场的局势,会呈现世界通用的编程言语;从网络的开展状况来看,可编程操控器和其它工业操控计算机组网构成大型的操控体系是可编程操控器技能的开展方向。现在的计算机集散操控体系DCS(Distributed

  System)中已有许多的可编程操控器运用。伴跟着计算机网络的开展,可编程操控器作为主动化操控网络和世界通用网络的重要组成部分,将在工业及工业以外的许多范畴发挥越来越大的效果。

  在工业出产进程中,许多的开关量次序操控,它依照逻辑条件进行次序动作,并依照逻辑关系进行连锁保护动作的操控,及许多离散量的数据搜集。传统上,这些功用是通过气动或电气操控体系来完结的。1968年美国GM(通用轿车)公司提出代替继电气操控设备的要求,第二年,美国数字公司研发出了依据集成电路和电子技能的操控设备,初次选用程序化的手法运用于电气操控,这便是第一代可编程序操控器,称Programmable

  个人计算机(简称PC)开展起来后,为了便利,也为了反映可编程操控器的功用特色,可编程序操控器定名为Programmable

  上世纪80年代至90年代中期,是PLC开展最快的时期,年增长率一向坚持为30~40%。在这时期,PLC在处理模拟量才干、数字运算才干、人机接口才干和网络才干得到大幅度进步,PLC逐步进入进程操控范畴,在某些运用上代替了在进程操控范畴处于操控位置的DCS体系。

  PLC具有通用性强、运用便利、习惯面广、牢靠性高、抗干扰才干强、编程简略等特色。PLC在工业主动化操控特别是次序操控中的位置,在可预见的将来,是无法代替的。

  从结构上分,PLC分为固定式和组合式(模块式)两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显现面板、内存块、电源等,这些元素组合成一个不行拆开的全体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架,这些模块能够依照必定规矩组合装备。

  CPU是PLC的中心,起神经中枢的效果,每套PLC至少有一个CPU,它按PLC的体系程序赋予的功用接纳并存贮用户程序和数据,用扫描的方法搜集由现场输入设备送来的状况或数据,并存入规则的寄存器中,一起,确诊电源和PLC内部电路的作业状况和编程进程中的语法错误等。进入运转后,从用户程序存贮器中逐条读取指令,经剖析后再按指令规则的使命发生相应的操控信号,去指挥有关的操控电路。

  CPU首要由运算器、操控器、寄存器及完结它们之间联络的数据、操控及状况总线构成,CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存首要用于存储程序及数据,是PLC不行短少的组成单元。

  在运用者看来,不必要详细剖析CPU的内部电路,但对各部分的作业机制仍是应有满意的了解。CPU的操控器操控CPU作业,由它读取指令、解说指令及履行指令。但作业节奏由震动信号操控。运算器用于进行数字或逻辑运算,在操控器指挥下作业。寄存器参加运算,并存储运算的中心成果,它也是在操控器指挥下作业。

  CPU速度和内存容量是PLC的重要参数,它们决议着PLC的作业速度,IO数量及软件容量等,因而约束着操控规划。

  PLC与电气回路的接口,是通过输入输出部分(I/O)完结的。I/O模块集成了PLC的I/O电路,其输入暂存器反映输入信号状况,输出点反映输出锁存器状况。输入模块将电信号改换成数字信号进入PLC体系,输出模块相反。I/O分为开关量输入(DI),开关量输出(DO),模拟量输入(AI),模拟量输出(AO)等模块。

  开关量:按电压水平分,有220VAC、110VAC、24VDC,按阻隔方法分,有继电器阻隔和晶体管阻隔。

  按I/O点数确认模块规范及数量,I/O模块可多可少,但其最大数受CPU所能办理的根本装备的才干,即受最大的底板或机架槽数约束。

  PLC电源用于为PLC各模块的集成电路供给作业电源。一起,有的还为输入电路供给24V的作业电源。电源输入类型有:交流电源(220VAC或110VAC),直流电源(常用的为24VDC)。

  大大都模块式PLC运用底板或机架,其效果是:电气上,完结各模块间的联络,使CPU能拜访底板上的一切模块,机械上,完结各模块间的衔接,使各模块构成一个全体。

  编程设备:编程器是PLC开发运用、监测运转、查看保护不行短少的器材,用于编程、对体系作一些设定、监控PLC及PLC所操控的体系的作业状况,但它不直接参加现场操控运转。小编程器PLC一般有手持型编程器,现在一般由计算机(运转编程软件)充任编程器。也便是咱们体系的上位机。

  1.7.2 人机界面:最简略的人机界面是指示灯和按钮,现在液晶屏(或触摸屏)式的一体式操作员终端运用越来越广泛,由计算机(运转组态软件)充任人机界面十分遍及。

  依托先进的工业网络技能能够敏捷有效地搜集、传送出产和办理数据。因而,网络在主动化体系集成工程中的重要性越来越明显,乃至有人提出网络便是操控器的观念说法。

  之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交流信息,构成一个一致的全体,完结涣散集中操控。大都PLC具有RS-232接口,还有一些内置有支撑各自通讯协议的接口。PLC的通讯现在首要选用通过多点接口(MPI)的数据通讯、PROFIBUS

  2.2 在满意操控要求的前提下,力求使操控体系简略、经济、运用和保护便利。

  3.1 PLC软件体系由体系程序和用户程序两部分组成。体系程序包括监控程序、编译程序、确诊程序等,首要用于办理全机、将程序言语翻译成机器言语,确诊机器毛病。体系软件由PLC厂家供给并已固化在EPROM中,不能直接存取和干涉。用户程序是用户依据现场操控要求,用PLC的程序言语编制的运用程序(也便是逻辑操控)用来完结各种操控。STEP7是用于SIMATIC可编程逻辑操控器组态和编程的规范软件包,也便是用户程序,咱们便是运用STEP7来进行硬件组态和逻辑程序编制,以及逻辑程序履行成果的在线 PLC供给的编程言语

  3.2.1.1 它是一种图形言语,沿袭传统操控图中的继电器触点、线圈、串联等术语和一些图形符号构成,左右的竖线 梯形图中接点(触点)只要常开和常闭,接点可所以PLC输入点接的开关也可所以PLC内部继电器的接点或内部寄存器、计数器等的状况。

  3.2.1.3 梯形图中的接点能够恣意串、并联,但线圈只能并联不能串联。

  3.2.1.4 内部继电器、计数器、寄存器等均不能直接操控外部负载,只能做中心成果供CPU内部运用。

  3.2.1.5 PLC是按循环扫描事情,沿梯形图先后次序履行,在同一扫描周期中的成果留在输出状况暂存器中所以输出点的值在用户程序中能够作为条件运用。

  3.2.3 逻辑功用图言语,沿袭半导体逻辑框图来表达,一般一个运算框表明一个功用左面画输入、右边画输出。

  4.1 创立一个项目结构,项目就象一个文件夹,一切数据都以分层的结构存在于其间,任何时候你都能够运用。在创立一个项目之后,一切其他使命都在这个项目下履行。

  4.2 组态一个站,组态一个站便是指定你要运用的可编程操控器,例如S7300、S7400等。

  4.3 组态硬件,组态硬件便是在组态表中指定你的操控计划所要运用的模板以及在用户程序中以什么样的地址来拜访这些模板,地址一般不必修正由程序主动生成。模板的特性也能够用参数进行赋值。

  4.4 组态网络和通讯衔接,通讯的根底是预先组态网络,也便是要创立一个满意你的操控计划的子网,设置网络特性、设置网络衔接特性以及任何联网的站所需求的衔接。网络地址也是程序主动生成假如没有更改阅历必定不要修正。

  4.5 界说符号,能够在符号表中界说部分或同享符号,在你的用户程序顶用这些更具描绘性的符号名代替肯定地址。符号的命名一般用字母编写不超越8个字节,最好不要运用很长的汉字进行描绘,不然对程序的履行有很大的影响。

  4.6 创立程序,用梯形图编程言语创立一个与模板相连接或与模板无关的程序并存储。创立程序是咱们操控工程的重要作业之一,一般能够选用线形编程(依据一个块内,OB1)、散布编程(编写功用块FB,OB1安排调用)、结构化编程(编写通用块)。咱们最常选用的是结构化编程和散布编程合作运用,很少选用线 下载程序到可编程操控器,完结一切的组态、参数赋值和编程使命之后,能够下载整个用户程序到可编程操控器。在下载程序时可编程操控器有必要在答应下载的作业方法下(STOP或RUN-P),

  RUN-P方法表明,这个程序将一次下载一个块,假如重写一个旧的CPU程序就可能呈现抵触,所以一般在下载前将CPU切换到STOP方法。

  5.1 简介,WINCC是在出产和进程主动化中处理可视化和操控使命的工业技能中性体系。具有操控主动化进程的强壮功用,是依据个人计算机的操作监督体系,它很简略结合规范的和用户的程序树立人机界面准确的满意出产实践要求。WINCC有两个版别RC版(具有组态和开发环境)、RT版(只要运转环境),咱们一般运用的是RC版。

  5.2.1 变量办理,首要确认通讯方法设备驱动程序,然后界说内部变量和外部变量,外部变量是受你买的WINCC软件授权约束的最大授权64K字节,内部变量没有约束。

  5.2.2 画面生成,进入图形编辑器,图形编辑器是一种用于创立进程画面的面向矢量的作图程序。也能够运用包括在目标和款式库中的许多的图形目标来创立杂乱的进程画面。能够通过动作编程将动态添加到单个图形目标上。

  5.2.3 报警记载设置,报警记载供给了显现和操作选项来获取和归档成果。能够恣意地挑选音讯块、音讯等级、音讯类型、音讯显现以及报表。为了在运转中显现音讯,能够运用包括在图形编辑器中的目标库中的报警控件。

  5.2.4 变量记载,变量记载是用来从运转进程中搜集数据并预备将它们显现和归档。

  5.2.5 报表组态,报表组态是通过报表编辑器来完结的。是为音讯、操作、归档内容和当时或已归档的数据守时器或事情操控文档的集成的报表体系,能够自由挑选用户报表的方法。

  5.2.6 大局脚本的运用,大局脚本便是C言语函数和动作的通称,依据不同的类型脚本被用于给目标组态动作并通过体系内部C言语编译器来处理。大局脚本动效果于进程履行的运转中。一个触发能够开端这些动作的履行。

  5.2.7 用户办理器设置,用户办理器用于分配和操控用户的单个组态和运转体系编辑器的拜访权限。每树立一个用户,就设置了WINCC功用的拜访权力并独立的分配给此用户。至多可分配999个不同的授权。

  5.2.8 穿插表索引,穿插索引用于为目标寻觅和显现一切运用途,例如变量、画面和函数等。运用“链接”功用能够改动变量称号而不会导致组态不一致。

  [3] 张万忠.可编程操控器运用技能.北京:化学工业出版社,2001.12

  [4] 于庆广.可编程操控器原理及体系规划.北京:清华大学出版社.2004

  PLC,俗称“电力线上网”,英文全名为Power Line Communication,首要是指运用电力线传输数据和话音信号的一种通讯方法

  ① 结构灵敏,不受环境的约束,有电即可组成网络,一起能够灵敏扩展接入端口数量,使资源坚持较高的运用率,在移动性方面可与WLAN比美。

  ② 传输质量高、速度快、带宽安稳,能够很平顺的在线欣赏DVD影片,它所供给的14Mbps带宽能够为许多运用渠道供给保证。最新的电力线规范HomePlug AV传输速度现已到达了200Mbps;为了保证QoS,HomePlug AV选用了时分多路拜访(TDMA)与带有抵触检测机能的载体侦听多路拜访(CSMA)协议,两者结合,能够很好地传输流媒体。

  ③ 规划广,无所不在的电力线网络也是这种技能的优势。尽管无线网络能够做到不破墙,但关于高层建筑来说,其必需布设N多个AP才干满意需求,并且相同不能避面信号盲区的存在。而电力线是最根底的网络,它的规划之大,是其他任何网络无法比拟的。由此,运营商就能够轻松地把这种网络接入服务浸透到每一处有电力线的当地。这一技能一旦全面进入商业化阶段,将给互联网遍及带来极大的开展空间。终端用户只需求插上电力猫,就能够完结因特网接入,电视频道接纳节目,打电话或者是可视电话。

  ④ 低本钱。充分运用现有的低压配电网络根底设施,无需任何布线,节省了资源。无需挖沟和穿墙打洞,避免了对建筑物、公用设施、家庭装潢的损坏,一起也节省了人力。相对传统的组网技能,PLC本钱更低,工期短,可扩展性和可办理性更强。现在国内已注册电力宽带上网的当地,其包月运用费用一般为50-80元/月左右,这样的价格和许多当地的ADSL包月相相等。

  ⑤ 适用面广。PLC作为运用电力线组网的一种接入技能,供给宽带网络“最终一公里”的处理计划,广泛适用于居民小区,酒店,工作区,监控安防等范畴。它是运用电力线作为通讯载体,使得PLC具有极大的快捷性,只要在房间任何有电源插座的当地,不必拨号,就当即可享受4.5~45Mbps的高速网络接入,来阅读网页、拨打电话,和观看在线电影,然后完结集数据、语音、视频,以及电力于一体的“四网合一”。

  PLC 还有一种说法是:产品生命周期(product life cycle)观念,简称PLC,是把一个产品的出售前史比作象人的生命周期相同,要阅历出世、生长、老练、老化、逝世等阶段。就产品而言,也便是要阅历一个开发、引入、生长、老练、阑珊的阶段。

  1、产品开发期:从开发产品的设想到产品制作成功的时期。此期间该产品出售额为零,公司出资不断添加。

  2、引入期:新产品新上市,出售缓慢。因为引入产品的费用太高,初期一般赢利偏低或为负数,但此刻没有或只要很少的竞争者。

  3、生长期:产品通过一段时刻已有适当知名度,出售快速增长,赢利也明显添加。但因为商场及赢利生长较快,简略招引更多的竞争者。

  4、老练期:此刻商场生长趋势减缓或饱满,产品已被大大都潜在购买者所承受,赢利在到达极点后逐步走下坡路。此刻商场竞争剧烈,公司为坚持产品位置需投入许多的营销费用。

  5、阑珊期:这期间产品出售量明显阑珊,赢利也大幅度滑落。优胜劣汰,商场竞争者也越来越少。

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