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可編程控制器
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編程設(shè)備服務(wù)處理的高速化。
當(dāng)掃描時(shí)間為數(shù)十毫秒時(shí),幾毫秒的編程工具和監(jiān)控設(shè)備的服務(wù)處理時(shí)間不會(huì)帶來(lái)什么問(wèn)題。但是在執(zhí)行1毫秒以下的控制任務(wù)時(shí),就有必要大大縮短這個(gè)時(shí)間。所采用的方法是以多CPU芯片并行處理的方式,由專門處理編程及監(jiān)控服務(wù)的微處理器芯片執(zhí)行這類處理,以減輕對(duì)執(zhí)行控制程序的CPU芯片的影響,讓它只管執(zhí)行順控和邏輯運(yùn)算。此外,為了提高服務(wù)處理的效率,縮短在現(xiàn)場(chǎng)讀寫程序的時(shí)間,以縮短操作時(shí)間,采用了高速的串行通信(zui大的波特率為115.2Kbps)以及將UCB口(zui大波特率達(dá)12Mbps)引入PLC的CPU模塊,從而實(shí)現(xiàn)與編程工具及監(jiān)控設(shè)備之間通信的高速化,并允許同時(shí)使用這兩個(gè)通信端口,由多人同時(shí)進(jìn)行編程和調(diào)試。
提高外部設(shè)備的響應(yīng)速度。在PLC內(nèi)部實(shí)現(xiàn)高速化的同時(shí),還要提高外部設(shè)備的響應(yīng)速度,才能整體提高整個(gè)系統(tǒng)的性能,為此,在縮短I/O模塊的輸入輸出響應(yīng)時(shí)間,提高模擬量輸入輸出模塊的模-數(shù)和數(shù)-模轉(zhuǎn)換時(shí)間,下了不少工夫,以求得系統(tǒng)整體的控制速度達(dá)到毫秒級(jí)以下。例如,在晶體管輸出模塊的輸出電路中選用高性能的晶體管,使響應(yīng)時(shí)間加快50%;在直流輸入模塊中,其輸入的時(shí)間常數(shù)回路采用ASIC芯片,可通過(guò)編程軟件選擇輸入模塊的響應(yīng)時(shí)間為1/5/10/20/70毫秒;為提高模擬量模塊的轉(zhuǎn)換時(shí)間,采用A/D或D/A的芯片,是轉(zhuǎn)換速度為原先的1/2—1/6。另外也通過(guò)開發(fā)的處理器和通信ASIC,縮短通信網(wǎng)絡(luò)模塊之間的通信鏈接的循環(huán)時(shí)間。
1. 可編程控制器的產(chǎn)生
PLC的誕生
1) 隨著半導(dǎo)體技術(shù),尤其是微處理器和微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,在20世紀(jì)70年代初期、中期,設(shè)計(jì)制造出可編程邏輯控制器PLC,它能完成順序控制,僅有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等控制功能。
2) 20世紀(jì)70年代末至80年代初,可編程控制器的處理速度大提高,增加了許多特殊功能,使得可編程控制器不僅可以進(jìn)行邏輯控制,而且可以對(duì)模擬量進(jìn)行控制。
3) 20世紀(jì)80年代以來(lái),隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展,以16位和32位微處理器為核心的可編程控制器也得到迅猛發(fā)展,其功能越來(lái)越強(qiáng)。PLC具有了高速計(jì)數(shù)、中斷技術(shù)、PID調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)通信功能。
4) 1985年1月電工委員會(huì)(IEC)制定了PLC的標(biāo)準(zhǔn)。
2. 什么是PLC?
電工委員會(huì)(IEC)在1987年2月頒布了PLC的標(biāo)準(zhǔn)草案(第三稿),草案對(duì)PLC作了如下定義:“可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置,專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器,用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程??删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個(gè)整體,易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。”可編程序控制器(Programmable Logic Controller)簡(jiǎn)稱PLC,是以微處理器為基礎(chǔ),綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的一種新型、通用的自動(dòng)控制裝置。
3. PLC的特點(diǎn)
3.1可靠性高,抗*力強(qiáng)
3.2通用性強(qiáng),使用方便
3.3采用模塊化結(jié)構(gòu),系統(tǒng)組合靈活方便
3.4編程語(yǔ)言簡(jiǎn)單、易學(xué),便于掌握
3.5系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短
3.6對(duì)生產(chǎn)工藝以身試法適應(yīng)性強(qiáng)
3.7安裝簡(jiǎn)單、調(diào)試方便、維護(hù)工作量小
4. 可編程控制器的分類
1) 按輸入/輸出點(diǎn)數(shù)分
a) 小型機(jī)
小型PLC I/O總點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)以下,用戶程序存儲(chǔ)容量在4KB左右。
b) 中型機(jī)
中型PLC I/O總點(diǎn)數(shù)在256∽2048點(diǎn)之間,用戶程序存儲(chǔ)容量在8KB左右。
c) 大型機(jī)
大型PLC I/O總點(diǎn)數(shù)在2048點(diǎn)以上,用戶程序存儲(chǔ)容量在16KB以上。
2) 按結(jié)構(gòu)形式分
a) 整體式
b) 模塊式
3) 按生產(chǎn)廠家分
在*有上百家PLC制造商,其中占PLC市場(chǎng)80%以上的生產(chǎn)公司是:德國(guó)的西門子(SIEMENS)公司、法國(guó)的施耐德(SCHNEIDER)自動(dòng)化公司、日本的歐姆龍(OMRON)和三菱公司。
5. PLC的應(yīng)用
1) 開關(guān)量邏輯控制
2) 模擬量控制
3) 過(guò)程控制
4) 定時(shí)和計(jì)數(shù)控制
5) 順序控制
6) 數(shù)據(jù)處理
7) 通信和聯(lián)網(wǎng)
6. PLC的發(fā)展趨勢(shì)
a) 系列化、模塊化
b) 小型機(jī)功能強(qiáng)化
c) 中、大型機(jī)高速度、高功能、大容量
d) 低成本
e) 多功能
7. 可編程控制器技術(shù)性能指標(biāo)
a) I/O點(diǎn)數(shù)
I/O點(diǎn)數(shù)是指PLC外部I/O端子的總數(shù)。如FX毓的I/O點(diǎn)數(shù)zui多為256。
b) 掃描速度
一般指執(zhí)行指令的時(shí)間,單位是μs/步,有時(shí)也以執(zhí)行1000步指令的時(shí)間計(jì),單位為ms/千步,通常為10ms,小型PLC的掃描時(shí)間可能大于40s。
c) 內(nèi)存容量
通常以PLC所能存放用戶程序的多少來(lái)衡量。
d) 指令系統(tǒng)
PLC指令的多少是衡量其軟件功能強(qiáng)弱的主要指標(biāo)。PLC具有的指令種類越多,它的軟件功能則*。
e) 內(nèi)部寄存器
寄存器的配置情況是衡量PLC硬件功能的一個(gè)指標(biāo)。這些寄存器主要用以存放變量狀態(tài)、結(jié)果和數(shù)據(jù)等。
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