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PLC的定义和特点
2013-12-23 14:26:46点击:570精英培训机构

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由于PLC在不断发展,因此,对它下一个确切的定义是困难的。1980年PLC问世后,由美国电气制造商协会(National Electric ManufacturerAssociation NEMA)对PLC下过如下的定义


  1.PLC的定义
  由于PLC在不断发展,因此,对它下一个确切的定义是困难的。1980年PLC问世后,由美国电气制造商协会(National Electric ManufacturerAssociation NEMA)对PLC下过如下的定义:
  PLC是一种数字式的电子装置。它使用可编程序的存储器来存储指令,实现逻辑运算、顺序运算、计数、计时和算术运算等功能,用来对各种机械或生产过程进行控制。
  1982年,国际电工委员会(International Electrical Committee IEC)颁布了PLC标准草案,1985年提交了第2版,1987年的第3版对PLC作了如下的定义: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人和输出,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按照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。
  上述的定义表明,PLC是一种能直接应用于工业环境的数字电子装置,它与其他顺序控制装置不同的特点。
  2.PLC的特点
  PLC能如此迅速发展的原因是由于它具有通用计算机所不及的一些下列特点:
  一、可靠性。可靠性包括产品的有效性和可维修性。PLC的可靠性高,表现在下列几方面:
  (1)与继电器逻辑控制系统比较,PLC可靠性提高的主要原因:
  1)PLC不需要大量的活动部件和电子元器件,它的接线也大大减少。与此同时,系统的维修简单、维修时间缩短,因此可靠性得到提高。
  2)PLC采用了一系列可靠性设计的方法进行设计,例如,冗余设计、掉电保护、故障诊断和信息保护及恢复等,使可靠性得到提高。
  3)PLC有较强的易操作性,它具有编程简单、操作方便、维修容易等特点,因对操作和维修人员的技能要求降低,容易学习和掌握,不容易发生操作的失误,可靠性高。
  (2)与通用的计算机控制系统比较,PLC可靠性提高的主要原因:
  1)PLC是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置,它具有比通用计算机控制
  系统更简单的编程语言和更可靠的硬件。采用了经简化的编程语言,编程的出错率大大降低,而为工业恶劣操作环境设计的硬件使可靠性大大提高。因此,PLC的可靠性较通用计算机控制系统的可靠性有较大提高。
  2)在PLC的硬件设计方面,采用了一系列提高可靠性的措施。例如,采用可靠性高的元件;采用先进的工艺制造流水线生产;对干扰采用屏蔽、隔离和滤波等,设有对电源的掉电保护、存储器内容的保护并采用看门狗和其他自诊断措施、便于维修的设计等等。
  3)在PLC的软件设计方面,也采取了一系列提高系统可靠性的措施。例如,采用软件滤波、软件自诊断、简化编程语言、信息保护和恢复、报警和运行信息的显示等等。一份用户选用PLC原因的调查报告指出,在各种选用PLC的原因中,第一位的原因是由于PLC可靠性高的用户达93%。其次,才是性能和维修方便等原因。可见,可靠性高是PLC的主要特点。
  二、易操作性。PLC的易操作性表现在下列三个方面:
  (1)操作方便对PLC的操作包括程序输人的操作和程序更改的操作。大多数PLC采用编程器进行程序输人和更改的操作。编程器至少提供了输人信息的显示,对大中型的PLC,编程器采用CRT屏幕显示,因此,程序的输人直接可以显示。更改程序的操作也可直接根据所需的地址编号、继电器编号或触点号进行搜索或顺序寻找,然后进行更改。更改的信息可在液晶屏或CRT屏幕上显示。所以PLC具有操作方便的特点。
  (2)编程方便PLC有多种程序设计语言可供使用。对电气技术人员来说,梯形图由于与电气原理图较为接近,容易掌握和理解,所以有利于程序的编写和学习。采用布尔助记符编程语言时,由于符号是功能的简单缩写,十分有利于编程人员的编程。虽然功能表图、功能模块图和高级描述语句的编程方法应用尚未普及,但是,由于它们具有功能清晰、易于理解等优点,正为广大技术人员所接纳和采用,并发挥出更有效的功能特点。
  (3)维修方便,PLC所具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低了。当系统发生故障时,通过硬件和软件的自诊断,维修人员可根据有关故障信号灯的提示和故障代码的显示,或通过编程器和CRT屏幕的显示,很快地找到故障所在的部位,为迅速排除故障和修复节省了时间。为便于维修工作的开展,有些PLC的制造企业提供了维修用的专用仪表或设备,提供了故障树等维修用的资料。有些厂商还提供维修用的智能卡件或插件板,使维修工作变得十分方便。
  PLC的面板和结构的设计也考虑了维修的方便性,例如,对需维修的部件设置在便于维修的位置,信号灯设置在易于观察的部位,接线端子采用便于接线与更换的类型等,这些设计使维修工作能方便地进行,从而大大节省维修时间。采用标准化元件和标准化工艺生产流水线作业,使维修用的备品备件简化,也使维修变得方便。
  三、灵活性。PLC的灵活性表现在下列三方面:
  (1)编程的灵活性。PLC采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块图和语句描述编程语言,只要掌握其中一种语言就可以进行编程。编程方法的多样性使编程方便,应用面拓展。由于采用软连接的方法,在生产工艺流程更改或者生产设备更换时,可以不必改变PLC的硬设备,通过程序的编制与更改就能适应生产的需要。这种编程的灵活性是继电器顺序控制系统所不能比拟的。正是由于编程的柔性特点,使PLC能大量地替代继电器顺序控制系统,成为当今工业控制领域的重要控制设备。在柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)和计算机集成过程控制系统
  (2)扩展的灵活性。PLC的扩展灵活性是它的一个重要的特点。它可根据应用的规模不断扩展,即可进行容量的扩展,功能的扩展,应用和控制范围的扩展。它不仅可以通过增加输人输出单元增加点数,通过扩展单元来扩大容量和功能,也可以通过多台PLC的通信来扩大容量和功能,甚至可通过与集散控制系统(DCS)或其他上位机的通信来扩展它的功能,并与外部设备进行数据的交换等。这种扩展的灵活性大大地方便了用户。
  (3)操作的灵活性。操作的灵活性是指设计的工作量大大减少,编程的工作量和安装施工的工作量大大减少,操作十分灵活方便,监视和控制变得容易。在继电器顺序控制系统中所需的一些操作可以简化,不同的生产过程可采用相同的控制台或控制屏等。
  四、机电一体。化为了使得工业生产过程的控制更平稳、更可靠,向优质高产低耗要效益,对过程控制设备和装置提出了机电一体化--仪表、电子、计算机综合的要求,而PLC正是这一要求的产物,它是专门为工业过程控制而设计的控制设备,它的体积大大减小,功能不断完善,抗干扰性能增强、机械与电气部件被有机地结合在一个设备内,把仪表、电子和计算机的功能综合在一起。因此,它已成为当今数控技术、工业机器人、过程流程控制等领域的主要控制设备。

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