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一、PLC的定义及发展
近年来,PLC(即编程控制器)可从其诞生起初到现在应用,实现了接线逻辑到存储逻辑的进步;它的功能变强了,而且实现了逻辑控制到数字控制;实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越,可以说,它的应用领域在不断地扩大。如今,PLC在模拟量的处理、运算数字、人机接口和网络等许多方面的能力都已大幅提高,已然成为现代工业制造领域的主流控制设备,并且在许多其他行业中夜发挥着及其重要的作用。PLC即可编程控制器(Programmable Logic Controller),是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会(International Electrical Committee)颁布的PLC标准草案中对PLC作了如下定义:“PLC是一种专门为在工业环境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过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。”
在我国,PLC(可编程控制器)的进口、实际运用、研发、规模性生产都是在上世纪80年代初开始的,起先是大规模进口国外先进的可编程控制器,随后许多企业在生产过程中及研发产品时都越来越依赖于PLC可编程控制器。现如今,我国也已经可以生产PLC可编程控制器,但只是中小型的,叫得出名的有:南京罗默斯机电设备有限责任公司的GE系列、上海鲁明电气自动化设备有限公司DKK及D系列、深圳市赛远自动化系统有限公司的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,而且其产品都在工业生产中得到广泛应用。此外,重庆方驰电气有限公司、东莞市森惠工控设备有限公司,深圳市沃能科技有限公司、东莞市粤元机电科技有限公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。由此可以预言,伴随着我们中国的综合国力不断增强,科学技术的不断发展,工业技术的不断进步,PLC可编程控制器在我们中国的大力应用将很快的体现出来。同时,PLC可编程控制器可以说是一种结合物,是在程序研发控制器和电脑控制器的基础上发展而来的,从广义上讲,PLC其实就是一种电脑操作系统,跟普通计算机相比,PLC(可编程控制器)的与工业过程相连接的输入输出接口要强大一些,而且它目前已成了自动化控制系统中的基本设备。
二、PLC的应用
现如今,PLC已经广泛应用许多行业中,比如汽车、电脑研发、工业设计、大型工业设备制造等。有了PLC可编程控制器,那些传统的继电器和接触器的逻辑控制我们就可以不需要了,因为用PLC来控制系统设备,要比传统设备要可靠得多。比如,一般的PLC可编程控制器平均安全正常使用时间一般已可达4万小时左右;而其中的西门子的E系列,据称其平均无故障时间可以达到29万小时。PLC控制系统的可靠性,是由PLC的外围设备决定的,比如输入器件中的各种开关,输出器件中的接触器、继电器和电磁阀等。那么,如何提高PLC控制系统的可靠性就显得尤其重要了。我们在使用和设计PLC可编程控制器时,首先要了解其特点:PLC具有可靠性高,抗干扰能力强、配套齐全,功能完善,适用性强、易学易用,深受工程技术人员欢迎、系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造、体积不大,重量比较轻,能耗不高等特点。
我们工作人员在设计PLC控制系统时,有几个原则得注意。
1.要尽量满足被控对象的控制要求。最大限度地发挥PLC的功能,最大限度地满足被控对象的控制要求,是我们设计人员设计PLC控制系统的一个首要条件,这也是几个原则中最重要的一条。对于我们设计人员,就要之前收集各种资料,以及相关的先进的世界各地的有用文献。而且还要注意和其他设计人员工作人员好好配合,制定出可行性的方案,对设计时出现的各种麻烦、疑难问题要一起逐一解决。
2.要注意选型系统规模,应确定出是PLC可编程控制器单机还是用PLC可编程控制器组成的网络集体,以此计算出PLC可编程控制器的输入、输出点数。如果有余量(一般在9%左右)一定要保留,确定PLC可编程控制器输出端的类型是哪种,一般有采用继电器输出,晶体管输出,或晶闸管输出,一定要确定准确,以保证可编程控制器顺利运行。
3.千万要注意PLC控制系统的安全。能够使PLC可编程控制器能够在很长一段时间中安全地、稳定地运行,同样也是设计可编程控制器的一项不可或缺的原则。设计者应在许多方面考虑,如:可编程控制器的系统设计、设备元件的选择、编写程序上要多加考虑,才能使得可编程控制器的运行安全可靠。如: PLC可编程控制器程序在正常条件下运行时可以顺畅,那在其他突发情况下(如突然停电后又来电、按钮按错了、重启等),也能正常工作。
4.应当“与时俱进,树立好正确的科学发展观”, 随着科学技术的发展,PLC可编程控制器设计的要求也将会不断得到提高,我们设计时对今后控制系统发展和完善的需要一定要考虑到。同时,PLC可编程控制器是一种电脑微机控制设备,如果周围的环境太差,特别是有很强的电磁干扰时,或在安装过程中有不恰当的地方,使用时有没按照正确程序的地方时,就有可能对运算造成影响,输出错误的运算结果。正因为如此,我们在设计使用PLC可编程控制器过程中,一定要注意周边的环境,如温度、湿度、灰尘、电源设备、磁场干扰等因素。
随着人类社会的发展,PLC可编程控制器也一定会有更大的发展。现代计算机技术的将会有很多新的科学技术结晶应用于PLC可编程控制器的设计和制造上,而且有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现;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系统是可编程控制器技术的发展方向一般的PLC使用的是梯形图语言,以后逐一出现了步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的高级语言等。随着科技发展,多种编程语言的并存、互补与发展将会是PLC进步的一种趋势。
参考文献:
[1]常斗南等.PLC原理、应用、实验[M].北京:机械工业出版社,2002.
[2]齐从谦等.PLC技术及应用[M].北京:机械工业出版社,2001.
[3]三菱公司FX2系列可编程序控制器使用手册[Z],2001.
[4]陈启明.PLC的防干扰措施[J].仪表技术与传感器,2001,(5):44-49.
[5]林小峰.可编程控制器原理及应用.北京:高等教育出版社,1994.
[6]田瑞庭.可编程控制器应用技术.北京:机械工业出版社,1996.
[7]于庆广.可编程控制器原理及系统设计.北京:清华大学出版社,2004.
[8]MITSUBISHIELECTRIC CORPORATION.FX-PCS/WIN-C软件手册,1997.
[9]MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION.FX系列用户手册,2001.
[10]OMRON.SYSMAC CPM1A可编程序控制器,2000.
[11]欧姆龙[上海]有限公司.选型手册(可编程序控制器部分),2002.
近年来,PLC(即编程控制器)可从其诞生起初到现在应用,实现了接线逻辑到存储逻辑的进步;它的功能变强了,而且实现了逻辑控制到数字控制;实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越,可以说,它的应用领域在不断地扩大。如今,PLC在模拟量的处理、运算数字、人机接口和网络等许多方面的能力都已大幅提高,已然成为现代工业制造领域的主流控制设备,并且在许多其他行业中夜发挥着及其重要的作用。PLC即可编程控制器(Programmable Logic Controller),是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会(International Electrical Committee)颁布的PLC标准草案中对PLC作了如下定义:“PLC是一种专门为在工业环境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过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。”
在我国,PLC(可编程控制器)的进口、实际运用、研发、规模性生产都是在上世纪80年代初开始的,起先是大规模进口国外先进的可编程控制器,随后许多企业在生产过程中及研发产品时都越来越依赖于PLC可编程控制器。现如今,我国也已经可以生产PLC可编程控制器,但只是中小型的,叫得出名的有:南京罗默斯机电设备有限责任公司的GE系列、上海鲁明电气自动化设备有限公司DKK及D系列、深圳市赛远自动化系统有限公司的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,而且其产品都在工业生产中得到广泛应用。此外,重庆方驰电气有限公司、东莞市森惠工控设备有限公司,深圳市沃能科技有限公司、东莞市粤元机电科技有限公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。由此可以预言,伴随着我们中国的综合国力不断增强,科学技术的不断发展,工业技术的不断进步,PLC可编程控制器在我们中国的大力应用将很快的体现出来。同时,PLC可编程控制器可以说是一种结合物,是在程序研发控制器和电脑控制器的基础上发展而来的,从广义上讲,PLC其实就是一种电脑操作系统,跟普通计算机相比,PLC(可编程控制器)的与工业过程相连接的输入输出接口要强大一些,而且它目前已成了自动化控制系统中的基本设备。
二、PLC的应用
现如今,PLC已经广泛应用许多行业中,比如汽车、电脑研发、工业设计、大型工业设备制造等。有了PLC可编程控制器,那些传统的继电器和接触器的逻辑控制我们就可以不需要了,因为用PLC来控制系统设备,要比传统设备要可靠得多。比如,一般的PLC可编程控制器平均安全正常使用时间一般已可达4万小时左右;而其中的西门子的E系列,据称其平均无故障时间可以达到29万小时。PLC控制系统的可靠性,是由PLC的外围设备决定的,比如输入器件中的各种开关,输出器件中的接触器、继电器和电磁阀等。那么,如何提高PLC控制系统的可靠性就显得尤其重要了。我们在使用和设计PLC可编程控制器时,首先要了解其特点:PLC具有可靠性高,抗干扰能力强、配套齐全,功能完善,适用性强、易学易用,深受工程技术人员欢迎、系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造、体积不大,重量比较轻,能耗不高等特点。
我们工作人员在设计PLC控制系统时,有几个原则得注意。
1.要尽量满足被控对象的控制要求。最大限度地发挥PLC的功能,最大限度地满足被控对象的控制要求,是我们设计人员设计PLC控制系统的一个首要条件,这也是几个原则中最重要的一条。对于我们设计人员,就要之前收集各种资料,以及相关的先进的世界各地的有用文献。而且还要注意和其他设计人员工作人员好好配合,制定出可行性的方案,对设计时出现的各种麻烦、疑难问题要一起逐一解决。
2.要注意选型系统规模,应确定出是PLC可编程控制器单机还是用PLC可编程控制器组成的网络集体,以此计算出PLC可编程控制器的输入、输出点数。如果有余量(一般在9%左右)一定要保留,确定PLC可编程控制器输出端的类型是哪种,一般有采用继电器输出,晶体管输出,或晶闸管输出,一定要确定准确,以保证可编程控制器顺利运行。
3.千万要注意PLC控制系统的安全。能够使PLC可编程控制器能够在很长一段时间中安全地、稳定地运行,同样也是设计可编程控制器的一项不可或缺的原则。设计者应在许多方面考虑,如:可编程控制器的系统设计、设备元件的选择、编写程序上要多加考虑,才能使得可编程控制器的运行安全可靠。如: PLC可编程控制器程序在正常条件下运行时可以顺畅,那在其他突发情况下(如突然停电后又来电、按钮按错了、重启等),也能正常工作。
4.应当“与时俱进,树立好正确的科学发展观”, 随着科学技术的发展,PLC可编程控制器设计的要求也将会不断得到提高,我们设计时对今后控制系统发展和完善的需要一定要考虑到。同时,PLC可编程控制器是一种电脑微机控制设备,如果周围的环境太差,特别是有很强的电磁干扰时,或在安装过程中有不恰当的地方,使用时有没按照正确程序的地方时,就有可能对运算造成影响,输出错误的运算结果。正因为如此,我们在设计使用PLC可编程控制器过程中,一定要注意周边的环境,如温度、湿度、灰尘、电源设备、磁场干扰等因素。
随着人类社会的发展,PLC可编程控制器也一定会有更大的发展。现代计算机技术的将会有很多新的科学技术结晶应用于PLC可编程控制器的设计和制造上,而且有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现;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系统是可编程控制器技术的发展方向一般的PLC使用的是梯形图语言,以后逐一出现了步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的高级语言等。随着科技发展,多种编程语言的并存、互补与发展将会是PLC进步的一种趋势。
参考文献:
[1]常斗南等.PLC原理、应用、实验[M].北京:机械工业出版社,2002.
[2]齐从谦等.PLC技术及应用[M].北京:机械工业出版社,2001.
[3]三菱公司FX2系列可编程序控制器使用手册[Z],2001.
[4]陈启明.PLC的防干扰措施[J].仪表技术与传感器,2001,(5):44-49.
[5]林小峰.可编程控制器原理及应用.北京:高等教育出版社,1994.
[6]田瑞庭.可编程控制器应用技术.北京:机械工业出版社,1996.
[7]于庆广.可编程控制器原理及系统设计.北京:清华大学出版社,2004.
[8]MITSUBISHIELECTRIC CORPORATION.FX-PCS/WIN-C软件手册,1997.
[9]MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION.FX系列用户手册,2001.
[10]OMRON.SYSMAC CPM1A可编程序控制器,2000.
[11]欧姆龙[上海]有限公司.选型手册(可编程序控制器部分),2002.