1 PLC 的優點
1.1 可靠性高,抗干擾能力強
可靠性是電氣設備的關鍵性能。 在 PLC 的設計和制造過程中, 由于采用了現代大規模集成電路技術和嚴格的生產工藝來制造內部電路,PLC 具有先進的抗干擾能力,使用 PLC 的平均無故障時間通常在 20 000 小時以上,這是一般的其他電氣設備做不到的。
1.2 配套齊全,功能完善,適用性強
雖然 PLC 的種類繁多, 但由于其產品的系列化和模塊化,且軟件包齊全, 用戶可靈活組成各種規模和要求不同的控制系統。除了邏輯處理功能外,現代 PLC 大多具有完善的數據運算能力,可用于各種控制領域。 近年來 PLC 的功能單元大量涌現,使PLC 的應用擴展到了位置控制、溫度控制、CNC 等各種工業控制中。加上 PLC 通信能力的增強及人機界面技術的發展,使用 PLC組成各種控制系統變得更加容易。
1.3 編程語言易學易用
PLC 一般采用易于理解和 掌握的梯形圖語言及面向工業控制的簡單指令編寫程序,易于為工程技術人員所接受。 梯形圖語言的圖形符號和表達方式與繼電器電路圖相當接近, 只用PLC 的少量開關 量邏輯控制指令就可以方便地實現繼電器電路的功能,為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人打開了方便之門。
1.4 維護工作量小,維修方便
PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯 ,大大減少了控制設備的外部接線。 同時具有很強的自我診斷能力, 能隨時查出自身的故障,并顯示給技術人員,使技術人員能迅速檢查、判斷故障的原因。如果是 PLC 自身的原因,在維修時只需更換插入式模塊及其它易損壞的部件即可,既方便又減少了影響生產的時間,使維護也變得容易起來。
2 PLC 技術在工業自動化領域中的應用分析
2.1 開關量邏輯控制
這是 PLC 最廣泛的應用領域, 它取代傳統的繼電器控制,按照邏輯條件進行順序動作, 按照邏輯關系進行互鎖保護動作的控制。 PLC 應用于單機控制、多機群控制、自動生產線控制等。
2.2 運動控制
運動控制主要指對工作對象的位置、速度及加速度所做的控制。 可以是單坐標,即控制對象做直線運動;也可是多坐標的,控制對象做平面、立體,以及角度變換等運動。 有時,還可控制多個對象,而這些對象間的運動可能還要有協調。 這對于提高控制精度、響應速度和能源利用率有著重要意義。
2.3 過程控制
PLC 已廣泛地應用于連續過程控制領域。 過程控制是對電流、電壓、溫度、壓力等模擬量的閉環控制。 過程控制的目的就是根據有關模擬量的當前與歷史的輸入狀況, 產生所要求的開關量或模擬量輸出,使系統工作參數能按一定要求工作。 這是連續生產過程最常用的控制。
2.4 數據處理
信息控制也稱數據處理,是指數據采集、存儲、檢索、變換、傳輸及數表處理等。 隨著技術的發展,PLC 不僅可用于系統的工作控制,還可用于系統的信息控制。
2.5 通信與聯網
依靠先進的工業網絡技術可以迅速有效地收集、傳送生產和管理數據。 PLC 具有通信聯網的功能,它使 PLC 與 PLC 之間、PLC 與上位計算機以及其他智能設備之間能夠交換信息, 形成一個統一的整體。工廠自動化網絡發展很快,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。有的企業將不同廠商的 PLC 設備連接到單層或多層網絡上, 相互之間進行數據通信,實現分散控制和集中管理,從而實現全車間甚至全廠的綜合自動化。
3 PLC 技術在工業自動化領域的未來發展方向
3.1 集控化和網絡化
目前的 PLC 已經超出了邏輯控制功能這一范疇。 隨著半導體技術、大規模集成電路技術和通訊技術的發展,以前的 PLC 只做單機控制,現在很多大型的 PLC 和傳統的 PLC 融合,不僅能處理邏輯,還能做過程控制,也能實現數據采集等功能。 因此,今后的 PLC 將會向大型分布式、網絡化、集控化的方向發展。
3.2 運動控制和分散控制
PLC 最初是從邏輯控制發展到過程控制, 這是傳統的 PLC控制方式。 現在,PLC 正在走向運動控制和以工業總線技術為基礎的分散控制, 運動控制和分散控制是 PLC 技術發展的主要方向。
3.3 編程軟件的“易用性”
如今大量用戶針對不同的控制系統廠商使用不同的軟件套件,譬如 PLC、HMI、Drive、Servo 等。 將來用戶只用一個軟件套件或軟件框架, 其主要優勢是能夠一次性處理所有的變量和參數化,不需要進行復雜的映射或協調工作。 用戶可以一次性定義相關變量,然后可以同時在 PLC、HMI 和 Drive 中應用該參數。這種“易用性”的概念還要考慮到工程技術人員的經驗豐富程度,經驗不太豐富的技術人員可以利用 Windows 鼠標操作和運行預先定義好的功能塊輕松完成編程。 而經驗豐富和受過良好教育的技術人員如果希望詳細優化解決方案, 可以利用 C 語言或BASIC 語言等來編寫應用程序。
3.4 開放性
PLC 制造商已經開始關注到基于工業 PC 控 制技術所帶來的強大沖擊。在高端應用方面,很難進一步區分 PLC 控制系統和工業 PC 控制系統之間的差異,因為這兩者均采用了同樣類型的微處理器和內存芯片。 工業 PC 的控制系統,除了在靈活性方面相比傳統 PLC 具有截然不同的優勢外, 還具有能夠縮短系統投放到市場的周期,降低系統投資費用,提高從工廠底層到企業辦公自動化的數據信息流動效率等優點。 可以相信,PLC 技術將繼續向開放式控制系統方向發展。
4 結語
PLC 從可以用于所有的工業部門 , 現在已經擴展到商業 、農業、民用、智能建筑等領域。 PLC 不僅可以用于代替繼電器控制的開關量邏輯控制,也可以用于模擬量閉環過程控制、數據處理、通信聯網和運動控制等場合。 在國民經濟的快速發展過程中起著越來越重要的作用。 隨著微處理器、網絡通信、人機界面技術的迅速發展,工業自動化技術日新月異,未來 PLC 將朝著集成化、網絡化、智能化、開放化、易用性的方向發展。 PLC 技術雖然面臨著來自其他自動化控制系統的挑戰, 但同時也在吸收它們的優點,互相融合,不斷創新,在今后的國民經濟各領域將得到更廣泛運用。
(審核編輯: 滄海一土)
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