西门子SIMATICS7-1500代理商西门子SMART200模块授权代理商

来源:上海赞国自动化科技有限公司
发布时间:2019-01-11 08:57:20

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作为通用工业控制计算机,30年来,可编程控制器从无到有,实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃;其功能从弱到强,实现了逻辑控制到数字控制的进步;其应用领域从小到大,实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、控制、及集散控制等各种任务的跨越。的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控制设备,在各地发挥着越来越大的作用。
    1. 可编程控制器的定义
    可编程控制器,简称PLC(Programmable logic Controller),是指以计算机技术为基础的工业控制装置。在1987年电工会(International Electrical Committee)颁布的PLC草案中对PLC做了如下定义:
 
    “PLC是一种专门为在工业下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、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,控制各种类型的机械或生产。PLC及其有关的设备都应该按易于与工业控制形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。”
    2. PLC的特点
    2.1可靠性高,抗能力强
   
    高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术,采用严格的生产工艺制造,内部电路采取了的抗技术,具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说,使用PLC构成控制,和同等规模的继电器相比,电气接线及开关接点已到数百甚至数千分,故障也就大大。此外,PLC带有硬件故障自我检测功能,出现故障时可及时发出警报信息。在应用中,应用者还可以编入器件的故障自诊断程序,使中除PLC以外的电路及设备也故障自诊断保护。这样,整个具有极高的可靠性也就不奇怪了。
    2.2配套齐全,功能完善,适用性强
   
    PLC发展到,已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制。除了逻辑处理功能以外,现代PLC大多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现,使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展,使用PLC组成各种控制非常容易。
    2.3易学易用,深受工程技术人员欢迎
   
    PLC作为通用工业控制计算机,是面向工矿企业的工控设备。它接口容易,编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达和继电器电路图相当接近,只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。
    2.4的设计、建造工作量小,方便,容易改造
   
    PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大了控制设备外部的接线,使控制设计及建造的周期大为缩短,同时也容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产成为可能。这很适合多品种、小批量的生产。
    2.5体积小,重量轻,能耗低
    以小型PLC为例,新近出产的品种底部尺寸小于100mm,重量小于150g,功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部,是实现机电一体化的控制设备。
    3. PLC的应用领域
    目前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化等各个行业,使用情况大致可归纳为如下几类。
    3.1开关量的逻辑控制
   
    这是PLC基本、广泛的应用领域,它取代的继电器电路,实现逻辑控制、顺序控制,既可用于单台设备的控制,也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。
    3.2模拟量控制
   
    在工业生产当中,有许多连续变化的量,如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量,必须实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块,使可编程控制器用于模拟量控制。
    3.3运动控制
   
    PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说,早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构,现在一般使用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能,广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等。
    3.4控制
    控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机,PLC能编制各种各样的控制算法程序,完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制中用得较多的调节。大中型PLC都有PID模块,目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行的PID子程序。控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等有非常广泛的应用。
    3.5数据处理
    现代PLC具有数算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能,可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能传送到别的智能装置,或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制,如无人控制的柔性制造;也可用于控制,如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制。
   
    3.6通信及联网
   
    PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展,工厂自动化网络发展得很快,各PLC厂商都十分PLC的通信功能,纷纷推出各自的网络。新近生产的PLC都具有通信接口,通信非常方便。
    4. PLC的国内外状况
    上的台PLC是1969年美国数字设备公司(DEC)研制的。限于当时的元器件条件及计算机发展水平,早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成,可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器,使PLC了运算、数据传送及处理等功能,完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、器的工程技术人员使用,可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言,并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。
    20世纪70年代中末期,可编程控制器进入实用化发展阶段,计算机技术已引入可编程控制器中,使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、小型体积、更可靠的工业抗设计、模拟量运算、PID功能及极高的奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初,可编程控制器在工业中已广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是上生产可编程控制器的日益增多,产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。
    20世纪末期,可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说,这个时期发展了大型机和小型机;从控制能力上来说,诞生了各种各样的特殊功能单元,用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制;从产品的配套能力来说,生产了各种人机界面单元、通信单元,使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前,可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都了长足的发展。
    我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前,我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中了应用。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的PLC生产厂家。可以预期,随着我国现代化的深入,PLC在我国将有更广阔的应用天地。
    5. PLC未来展望
    21世纪,PLC会有更大的发展。从技术上看,计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上,会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现;从产品规模上看,会进一步向小型及大型方向发展;从产品的配套性上看,产品的品种会更丰富、规格更齐全,的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制的需求;从市场上看,各国各自生产多品种产品的情况会随着竞争的加剧而打破,会出现少数几个垄断市场的局面,会出现通用的编程语言;从网络的发展情况来看,可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制DCS(Distributed Control System)中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展,可编程控制器作为自动化控制网络和通用网络的重要组成部分,将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。

 

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