Plc是为工业环境APP应用而设计的数字操作电子设备。 可编程存储器可用于存储执行逻辑、顺序、计时、计数和算术运算的指令,并通过数字或模拟输入/输出控制各种类型的机器或生产过程。 PLC及其相关外围设备的设计应遵循易于与工业控制系统集成、便于功能扩展的原则。
一.可编程控制器的起源
可编程控制器是计算机家族的一员,是为工业控制APP应用而设计和制造的。 早期的可编程控制器称为可编程逻辑控制器(PLC ),主要用于代替继电器实现逻辑控制。 随着技术的发展,这种器件的功能已经大大超出了逻辑控制的范围,所以今天这种器件被称为可编程控制器,简称PC。 但是,为了避免与计算机缩写混淆,可编程控制器简称为PLC。
20世纪60年代,汽车生产线的自动控制系统基本由继电控制装置组成。 当时的汽车改造直接关系到继电器控制装置的重新设计和安装。 随着生产的发展,汽车更新周期越来越短,继电控制装置需要频繁地重新设计和安装,非常费时、费力、费材,进而阻碍了更新周期的缩短。 为了改变这种状况,1969年美国通用汽车公司公开招标,要求新的控制装置代替继电器控制装置,提出了10个投标指标:
1 .编程方便,程序可现场修改
2 .维护方便,模块化结构
3 .可靠性高于继电器控制装置
4 .体积小于继电器控制装置
5 .数据可以直接发送到管理计算机
6 .成本可与继电器控制装置竞争;
7 .输入可以是交流115伏;
8 .输出交流115伏,大于2A,可直接驱动电磁阀、接触器等。
9 .扩展时,原系统只需稍加改动;
10 .用户程序的存储容量至少可以扩展到4K。
1969年,美国数字设备公司(DEC )开发了第一台PLC,并在美国通用汽车的自动装配线上成功进行了测试。 这种新型工业控制装置具有简单易懂、易操作、可靠性高、通用性强、体积小、寿命长等特点。 在美国其他工业领域迅速推广应用。 至1971年已应用于食品、饮料、冶金、造纸等行业。
这种新型工业控制装置的出现也受到世界其他国家的高度重视。 1971年日本从美国引进了这项新技术,很快开发了日本第一台PLC。 1973年,西欧各国也开发了第一台PLC。 中国于1974年开始发展它。 工业应用始于1977年。
二.可编程逻辑控制器的定义
PLC问世以来,时间不长,但发展很快。 为了规范其生产和开发,经过4年的研究,NEMA (全国电气制造商协会)于1984年首次正式命名为PC )可编程控制器),PC的定义如下:
“PC是使用可编程存储器存储指令的数字电子设备。 执行逻辑、序列、定时、计数、计算等功能,用于通过数字或类似的输入输出模块控制各种设备和工序。 执行PC功能的数字计算机也被视为PC,但不包括滚筒等机械顺序控制器。 ”
此后,国际电工委员会(IEC )发表了PLC标准的第一稿和第二稿,1987年2月通过了PLC标准的定义:
“可编程控制器是用于数字操作的电子系统,专门针对工业环境而设计。 使用可编程存储器在内部存储程序,执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数、算术运算等面向用户的指令,通过数字或模拟的输入输出控制各种类型的机器和生产流程。 可编程控制器和相关外围设备基于易于与工业控制系统集成、便于功能扩展的原则进行设计。 ”
总之,可编程控制器是为工业APP而设计和制造的计算机。 输入输出接口丰富,驱动能力强。 但是,可编程控制器产品不针对特定的工业APP应用。 在实际的APP应用中,其硬件需要根据实际需要进行选择和配置,其软件需要根据控制要求进行设计和编制。
三、可编程控制器的发展阶段
虽然PLC已经很久没有出现了,但是随着微处理器的出现、大规模和超大规模集成电路技术的飞速发展以及数据通信技术的进步,PLC也得到迅速的发展,其发展过程大致可以分为三个阶段:
1 .早期PLC(60年代末-70年代中期) )。
早期的PLC一般称为可编程逻辑控制器。 此时,PLC只是继电器控制装置的一定程度的替代品,其主要功能只是执行继电器完成的顺序控制和时序。 在硬件上以准计算机的形式出现,在输入输出接口电路上进行了改进以满足工业控制领域的要求。 器件中的器件主要采用分立元件和中小型集成电路,存储器采用核心存储器。 另外,为了提高抗干扰能力采取了一些措施。 在软件编程中,采用了许多电气工程师和技术人员熟悉的梯形图。 因此,初始可编程控制器的性能优于继电控制装置,具有简单、易安装、体积小、功耗低、故障指示、可复用等优点。 其中,梯形图作为PLC特有的编程语言,一直沿用至今。 (初学者可以结合plc视频教程进行学习)
2 .中期PLC(70年代中期-80年代中期) )。
20世纪70年代,微处理器的出现给可编程控制器带来了巨大的变化。 美国、日本、德国等一些厂家已经开始使用微处理器作为PLC的中央处理器(CPU )。
这样就大大增强了PLC的功能。在软件方面,除了保持其原有的逻辑运算、定时计数等功能外,还增加了算术运算、数据处理与传输、通信与自诊断等功能。硬件方面,除了保留其原有的开关模块外,还增加了模拟模块、远程I/O模块和各种特殊功能模块。它还扩展了内存的容量,增加了各种逻辑线圈的数量,并提供了一定数量的数据寄存器,扩大了PLC的应用范围。
3.最近的PLC(从80年代中期至今)
20世纪80年代中后期,由于超大规模集成电路技术的快速发展,微处理器的市场价格急剧下降,使得各类PLC使用的微处理器档次普遍提高。而且,为了进一步提高PLC的处理速度,各个厂商也开发了专门的逻辑处理芯片。因此,可编程控制器的软硬件功能发生了很大的变化。
四.可编程控制器应用中应注意的问题
可编程控制器是一种用于工业生产自动控制的设备。一般可以直接在工业环境中使用,不需要采取任何措施。但尽管如上所述可靠性高,抗干扰能力强,但当生产环境过于恶劣,电磁干扰特别强,或安装使用不当时,可能会造成程序错误或操作错误,导致输入错误、输出错误,从而导致设备失控、误操作,无法保证PLC的正常运行。要提高PLC控制系统的可靠性,一方面要求PLC厂商提高设备的抗干扰能力;另一方面要注意设计、安装、使用和维护,多方配合才能完美解决问题,有效提升系统的抗干扰性能。因此,在使用中应注意以下问题:
1.作业环境
(1)温度
PLC要求环境温度为0 ~ 55℃。安装时不要放在发热量大的部件下面,周围通风散热的空间要足够大。
(2)湿度
为了保证PLC的绝缘性能,空气的相对湿度应小于85%(不结露)。
(3)振动
PLC远离强振源,防止振动频率为10~55Hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免地发生振动时,必须采取减震措施,如使用减震胶。
(4)空气
避免腐蚀性和易燃气体,如氯化氢和硫化氢。对于空气中粉尘或腐蚀性气体较多的环境,可将PLC安装在密封良好的控制室或控制柜内。
(5)电源
对PLC电源线造成的干扰有一定的抵抗力。在可靠性要求高或电源干扰特别严重的环境中,可以安装带屏蔽层的隔离变压器,以减少设备与地面之间的干扰。一般情况下,PLC的输入端有DC 24V输出。当输入端采用外部DC电源时,应选择DC稳压电源。因为普通的整流滤波电源,由于纹波的影响,PLC很容易收到错误信息。本文来源:www.jcpeixun.com。