Som en typisk anvendelse av industriell automatisering ble PLC opprinnelig laget for å erstatte relélinjen, sekvenskontroll genereres hovedsakelig, og senere PLC-produsenter økte gradvis den analoge driften, PID-funksjonen og mer pålitelige industrielle anti-interferens-teknologi og andre funksjoner, og utviklingen av feltet for nettverk til å øke en rekke kommunikasjonsgrensesnitt, ledsaget av utviklingen av feltet. Med utviklingen av Fieldbus -teknologi og Ethernet -teknologi blir anvendelsen av PLC bredere og bredere.
Hva er plc
Programmerbar kontroller (programmerbar kontroller) er medlem av datamaskinfamilien, designet og produsert for industrielle kontrollapplikasjoner. Tidlige programmerbare kontrollere ble kalt programmerbare logiske kontrollere (PLC), eller PLC for kort, og ble hovedsakelig brukt til å realisere logikkontroll i stedet for reléer.
Den internasjonale elektrotekniske kommisjonen (IEC) utstedte en tredje utkast til standard for programmerbare kontrollere i 1987. Programmerbare kontrollere er definert i utkastet som følger:
"En programmerbar kontroller er et elektronisk system med digitale aritmetiske operasjoner designet for anvendelse i et industrielt miljø. Den bruker programmerbart minne for å lagre instruksjoner i IT for å utføre logiske operasjoner, sekvensiell kontroll, timing, telling og aritmetikk, og gi ut forskjellige typer maskiner eller produksjonsprosesser gjennom digital og analog -innspill og utgjøring. av enkle å koble til industrisystemer som helhet, og lett å utvide funksjonene sine.
Med utviklingen av teknologi har funksjonen til denne enheten i stor grad overskredet omfanget av logikkontroll, så i dag kalles denne enheten programmerbar kontroller, forkortet som PC, men for å unngå forvirring med den personlige datamaskinen (personlig datamaskin) forkortelse, så den programmerbare kontrolleren forkortet som PLC.
Utvikling av plc
Verdens første PLC
General Motors (GE) I 1968, for å tilpasse seg kontinuerlig oppdatering av bilmodeller, endrer produksjonsprosessen stadig behovet for å oppnå liten batch, multi-arteproduksjon, i håp om at det er en ny type industrikontroller, som kan gjøre for å minimere omdesigningen og erstatning av elektrisk kontrollsystem og ledninger, i orden for å redusere og redusere og erstates.
Designkravene på det tidspunktet er å trekke på fordelene med både reléer og datamaskiner: Relay -kontrollsystemet er stort, lav pålitelighet, komplekse ledninger, ikke lett å endre, vanskelig å finne og feilsøke vanskeligheter, dårlig tilpasningsevne til endringer i produksjonsprosessen, men enkel, lett å forstå, billig; Kraftig, fleksibel datamaskin (programmerbar), god allsidighet, men programmering er vanskelig; Bruken av kontrollprosessorientert, problemorientert bruk av kontrollorientert prosess, problemorientert "naturlig språk" -programmering, slik at personer som ikke er kjent med datamaskinen også raskt kan mestre bruken.
I 1969 utviklet US Digital Equipment Corporation (DEC) den første PLS, i USAs General Motors Automated Assembly Line Trial, en suksess.
Denne nye typen industriell kontrollenhet med sin enkle å forstå, lett å betjene, høy pålitelighet, generell fleksibilitet, liten størrelse, lang levetid og en serie fordeler, og snart i USA for å fremme anvendelsen av andre industriområder, til 1971, har blitt brukt på mat, drikke, metallurgi, papir og andre bransjer.
Tidlig 70 -tallet
Bare logiske operasjoner, timing, telling og andre sekvensielle kontrollfunksjoner, bare for å erstatte den tradisjonelle relékontrollen, vanligvis kalt programmerbar logikkontroller (programmerbar logikkontroller).
I 1971 introduserte Japan denne nye teknologien fra USA, og utviklet snart Japans første PLC. 1973, vest -europeiske land utviklet også sin første PLC, Kina begynte utviklingen i 1974. I 1977 begynte industrielle applikasjoner.
Midt på 70 -tallet
Mikroprosessorsteknologi brukes på PLC, slik at PLC ikke bare har en logikkontrollfunksjon, men også økt aritmetiske operasjoner, dataoverføring og databehandlingsfunksjoner.
Etter 80 -tallet
Med den raske utviklingen av mikroelektronikkteknologi som storskala og ultra-storskala integrerte kretsløp, 16- bit og 32- bit mikroprosessorer blir brukt på PLC, slik at PLC har utviklet raskt. Feildeteksjon mer fleksibel og praktisk, og har funksjonene til kommunikasjon og nettverk, databehandling og grafisk skjerm, etc. De siste årene har PLC blitt utviklet raskt.
PLC har utviklet seg raskt de siste årene
PLC-sett med tre elektrisk (elektrisk kontroll, elektrisk instrumentering, elektrisk overføring) som helhet, høy ytelsespris-forhold, høye pålitelighetsfunksjoner, har blitt kjernen i automatiseringsteknisk utstyr. PLC har blitt en generell industriell kontrollenhet med datamaskinfunksjoner, bruken av førsteplassen.
PLC har blitt en av de tre søylene i moderne industriell automatiseringsteknologi (PLC, Robotics, CAD/CAM).
Kinas PLS -marked for de tre skolene
Etter Kinas reform og åpning, fortsetter USA AB, GE, Modicon, TI, Japan Omron, Mitsubishi, Fuji, Tyskland Siemens og andre produsenter av produkter å komme inn i landet vårt, og inntar en viktig posisjon i det industrielle kontrollsystemet i forskjellige bransjer.
Europa:Tysklands Siemens (Siemens), AEG og Frankrikes TI -selskap
USA:AB (Allen-Bradly) (produktene utgjorde omtrent 50% av det amerikanske PLC-markedsandelen), GE (General Electric), Modicon (Modicon) Company, Texas Instruments (T1) Company, Goethe (Gould) Company, Westinghouse
Japan:Mitsubishi Electric (Mitsubishi Electric), Omron (Omron), Fuji (Japans hovedutvikling av små og mellomstore PLC, i verdens lille PLC-marked utgjorde japanske produkter omtrent 70% av aksjen. I Kina, salget av Omron-produkter i utgangspunktet.)
For tiden er det innenlandske markedet og Sør -Korea, Taiwan og andre PLC -produkter; Nå har markedet dukket opp i serien med innenlandsk PLC, prisen er relativt billig, kostnadseffektiv.
I 1974 begynte Kina å kopiere den andre generasjonen PLC -produkter fra USA, men klarte ikke å fremme den på grunn av komponentkvalitet og tekniske problemer og andre grunner. Det var først i 1977 at Kina utviklet den første PLS med praktisk verdi, og begynte masseproduksjon og anvendelse i kontrollen av industrielle prosesser.
PLS -struktur og rollen som hver del
PLC -typer, funksjoner og instruksjonssystemer er ikke de samme, men strukturen og arbeidsprinsippet er likt, vanligvis av verten, inngangs-/utgangsgrensesnitt, kraftutvidelsesgrensesnitt og eksterne enhetsgrensesnitt og andre hoveddeler av PLC -maskinvaresystemstrukturen er vist på figuren nedenfor:
1, vert
Vertsdelen inkluderer den sentrale prosesseringsenheten (CPU), systemprogramminnet og brukerprogram og dataminne. CPU er kjernen i PLC, som brukes til å kjøre brukerprogrammet, overvåke statusen til inngangs-/utgangsgrensesnitt, foreta logiske vurderinger og databehandling, det vil si, les inngangsvariablene, fullfør de forskjellige operasjonene som er spesifisert i brukerens instruksjoner, og send resultatene til output -siden og svarer på forespørslene til eksterne enheter. ) og gjøre forskjellige interne dommer.
PLCs interne minne har to typer, det ene er systemprogramminnet, hovedsakelig for lagring av systemstyring og overvåkningsprogrammer og brukerprogrammer for sammenstilling og behandling av programmet, er systemprogrammet løst av produsenten, brukeren kan ikke endres; Den andre er brukerens program og dataminne, hovedsakelig for lagring av brukerutviklede applikasjonsprogrammer og en rekke midlertidige data og mellomresultater.
2, input / output (I / O) grensesnitt
I / O -grensesnittet er en PLC og inngangs- / utgangsenheter koblet til komponentene. Inngangsgrensesnitt aksepterer kontrollsignaler fra inngangsenheter (for eksempel knapper, sensorer, kontakter, reisebrytere osv.). Utgangsgrensesnittet er verten etter behandling Dusinvis av punkter på den lille maskinen, mellomstore maskiner har hundrevis av poeng, den store maskinen vil være mer enn tusen poeng.
3, strømforsyning
Strømforsyningen i figuren refererer til CPU, minne, I / O -grensesnittet og andre interne elektroniske kretsløp som er konfigurert for arbeidet med DC Switching Regulator strømforsyning, gir vanligvis også DC -strøm for inngangsenhetene.
4, programmering
Programmering er PLC som bruker eksternt utstyr, brukeren brukes til å legge inn, sjekke, endre, feilsøke programmet eller overvåke arbeidet til PLS. Gjennom den spesielle PC / PPI -kabelen vil være koblet til PLS og datamaskinen, og bruk av spesiell programvare for dataprogrammering og overvåking.
5, Input / Output Expansion Unit
I/O -utvidelsesgrensesnittet brukes til å koble utvidelsesenheten, som utvider antallet eksterne inngangs-/utgangsterminaler, til den grunnleggende enheten (IE, verten).
6, eksternt enhetsgrensesnitt
Dette grensesnittet kan være skriver, strekkodeskanner, omformer og annet eksternt utstyr og verten som er koblet til for å fullføre den tilsvarende driften.
PLC -funksjoner
(A) Høy pålitelighet
1, alle I/O-grensesnittkretser er optoisolert for å isolere de eksterne kretsløpene på industriområdet fra de interne kretsene i PLS.
2, brukes inngangene RC -filter, filtertidskonstanten er vanligvis 10 ~ 20ms.
3, er hver modul skjermet for å forhindre stråleforstyrrelser.
4, Adopt Switching Strømforsyning med utmerket ytelse.
5, Streng screening av enhetene som er brukt.
6, god selvdiagnostisk funksjon, når strømforsyningen eller andre myke, maskinvareanomalier, tar CPU umiddelbart i bruk effektive tiltak for å forhindre utvidelse av feilen.
7, storskala PLC kan også brukes av det doble CPU-overflødige systemet eller tre CPU-er utgjør et stemmesystem, slik at påliteligheten forbedres ytterligere.
(B) Rik I / O -grensesnittmodul
PLC for forskjellige industrielle feltsignaler, for eksempel:
AC eller DC;
Bytte eller analog;
Spenning eller strøm;
Puls eller potensial;
Sterk eller svak makt, etc.
Det er tilsvarende I/O -moduler med industrielle feltenheter eller utstyr, for eksempel:
trykknapper
Reisebrytere
Nærhetsbrytere
Sensorer og sendere
Magnetventiler
Kontrollventiler
Direkte forbindelse. I tillegg, for å forbedre driftsytelsen, har den en rekke dialoggrensesnittmodul for human-maskin-maskin; For å danne et lokalt industrielt nettverk har det en rekke kommunikasjonsnettverksmodul, og så videre.
(C) Bruken av modulstruktur
For å tilpasse seg en rekke industrielle kontrollbehov, i tillegg til enhetstypen av små PLC, er det store flertallet av PLC modulær struktur.
PLC -komponenter, inkludert CPU, strømforsyning, I / O, etc. er modulær design, etter racket og kabelen vil være koblet til modulene, kan systemets størrelse og funksjon være basert på brukerens egen kombinasjon av behov.
(D) Programmering er enkel og enkel å lære
PLC -programmering er stort sett lik stigediagrammen for relékontrolllinjer, brukeren trenger ikke å ha spesialisert kunnskap om datamaskiner, så det er lett å bli forstått og mestret av generelle ingeniører og teknikere.
(E) Enkel installasjon, enkelt vedlikehold
PLC krever ikke et spesielt rom, kan kjøres direkte i en rekke industrielle miljøer. Bruk bare en rekke utstyr på stedet og PLC koblet til den tilsvarende I / O -terminalen, kan settes i drift. Ulike moduler er utstyrt med drifts- og feilindikasjonsenheter, noe som gjør det enkelt for brukere å forstå driftssituasjonen og finne feil.
På grunn av den modulære strukturen, når en modul mislykkes, kan brukeren raskt gjenopprette systemet til drift ved å erstatte modulen.
Søknadsområder i PLS
PLC brukes ikke bare til å bytte kontroll, men også brukt til analog og digital kontroll, kan samle inn og lagre data, men også kontrollsystemet for overvåking; Kan også nettverk, kommunikasjon, for å oppnå et bredt spekter av kontroll og styring av tvers av område. PLC har i økende grad blitt en viktig rolle i familien til industrielle kontrollenheter.
1, for å bytte kontroll
PLC -kontrollkapasitet er veldig sterk. Kontrollen av antall poeng inn og ut, mindre enn et dusin poeng, dusinvis av poeng, mer enn noen få hundre, tusenvis eller til og med titusenvis av poeng. Fordi det kan nettverks, er antall poeng nesten ubegrenset, uansett hvor mange poeng som kan kontrolleres.
Logikkproblemene som er kontrollert kan varieres: kombinatorisk, kronologisk; øyeblikkelig, forsinket; trenger ikke å telle, trenger å telle; Fast ordre, tilfeldig arbeid; Og så videre, kan utføres.
PLCs maskinvarestruktur er variabel, programvaren er programmerbar, for kontroll, veldig fleksibel. Om nødvendig kan du skrive mer enn ett sett, eller mer enn ett sett med programmer, i henhold til behovet for å ringe. Det er godt tilpasset det industrielle feltet med multi-operasjonsbetingelser, behovet for transformasjon med flere statlige.
Eksempler på PLC -vekslingskontroll er mange, metallurgi, maskiner, lysindustri, kjemisk industri, tekstiler, etc., nesten alle industrisektorer trenger å bruke den. For øyeblikket er den første PLS med målet, men også andre kontrollere ikke sammenlignes med det, er at det kan være praktisk og pålitelig for å bytte kontroll.
2, for analog kontroll
Analoge mengder, for eksempel strøm, spenning, temperatur, trykk, etc., endres kontinuerlig. Industriell produksjon, spesielt kontinuerlige produksjonsprosesser, ofte for å kontrollere disse fysiske mengdene.
Som en industriell kontrollelektronikk, er PLC hvis du ikke kan kontrollere disse mengdene, er det en viktig mangel. Av denne grunn er PLC -produsentene i dette området for å utføre mye utvikling. For øyeblikket, ikke bare stor, mellomstor maskin kan være analog kontroll, er en liten maskin, kan også være en slik kontroll.
PLC analog kontroll, for å konfigureres med analog og digital konvertering av A / D, D / A -enhet. Det er også en I/O -enhet, men det er en spesiell I/O -enhet.
A / D -enhet er den eksterne kretsen til analogen, konvertert til digital og deretter sendt til PLC, D / A -enheten, er PLCs digitale konvertert til analog og deretter sendt til den eksterne kretsen.
Som en spesiell I/O-enhet har den fremdeles I/O-krets anti-interferens, intern og ekstern kretsisolering, og inngangs- og utgangsreléer (eller interne reléer, som også er en sone i PLS-arbeidsminnet. Den kan leses og skrives) for å utveksle informasjon og så videre.
Fordelen med analog kontroll med PLC er at selv om analog kontroll utføres, kan det også kontrolleres bytte. Denne fordelen er ikke tilgjengelig med andre kontrollere, eller kontrollen realiseres ikke så lett som med PLC.
3, for bevegelseskontroll
De faktiske fysiske mengdene, i tillegg til bytte, analog og bevegelseskontroll. For eksempel uttrykkes forskyvningen av maskindeler ofte som en digital mengde.
PLC er også basert på datateknologi, og blir stadig mer forbedret. Derfor kan det også brukes til digital kontroll.
PLC kan motta tellepulser med en frekvens på opptil flere K til titalls K Hz. Tilgjengelig på en rekke måter å motta pulsen, kan også mottas på flere måter. Noen PLC har også en pulsutgangsfunksjon, pulsfrekvensen kan være opp til titalls k. Med disse to funksjonene, kombinert med PLC, har databehandling og aritmetiske evner, hvis de er utstyrt med passende sensorer (for eksempel roterende kodere) eller pulservo -enheter (for eksempel ringdistributør, forsterker, trinnmotor), kan det være fullt i samsvar med prinsippet om NC for å oppnå en rekke kontroll.
Høy- og mellomtoner PLC, men også utviklingen av NC-enheter, eller bevegelsesenheter, kan realiseres punktkontroll. Bevegelsesenhet kan også realisere kurveinterpolering, kan kontrollere kurvebevegelsen. Derfor, hvis PLC er konfigurert med en slik enhet, er det mulig å bruke NC -metoden for digital kontroll.
4, for datainnsamling
Med utviklingen av PLC -teknologi blir datalagringsområdet større og større. For eksempel kan PLC for Devison, dets datalagringsområde (DM -området) nå 9999 ord. Et så stort datalagringsområde kan lagre en stor mengde data.
Datainnsamling kan gjøres med en teller, som kumulativt registrerer antall pulser som er fanget og regelmessig dumper dem inn i DM -området.
Datainnsamling kan også utføres med en A/D -enhet, som konverterer analoge mengder til digitale mengder og deretter regelmessig overfører dem til DM -området.
PLC kan også kommunisere med datamaskinen, datamaskinen for å lese opp dataene i DM -området, og deretter av datamaskinen for å behandle disse dataene. På dette tidspunktet blir PLC dataterminalen for datamaskinen.
Kraftbrukere har brukt PLC for å registrere sanntids brukere strømforbruk for å realisere ulik strømforbrukstid, forskjellige prissettingsmetoder, for å oppmuntre brukere til å bruke mer strøm i lavt strømforbruk, for å oppnå formålet med rasjonell bruk av strøm og strømsparing.
5, for signalovervåking
PLC-selvtest-signaler er mange, det er mange interne enheter, de fleste brukere gir ikke full spill til sin rolle.
Faktisk kan den brukes fullt ut til å overvåke selve PLS, eller for å overvåke kontrollobjektet.
For et komplekst kontrollsystem, spesielt automatiske kontrollsystemer, er overvåking og ytterligere selvdiagnostisering veldig nødvendig. Det kan redusere systemfeil, feil eller finne, kan forbedre den kumulative gjennomsnittlige problemfri driftstiden, redusere feilreparasjonstiden, forbedre systemets pålitelighet.
6, for nettverk, kommunikasjon
PLC -nettverk, kommunikasjonsevner er veldig sterke, og det er stadig nye strukturer for lansert nettverk.
PLC kan kobles til en personlig datamaskin for kommunikasjon, datamaskinen kan brukes til å delta i programmering og styring av PLC -kontroll, slik at PLC er mer praktisk å bruke.
For å gi full spill til datamaskinens rolle, kan en datamaskin implementeres for å kontrollere og administrere mer enn en PLC, opptil 32 enheter. Kan også være en PLS og to eller flere datamaskiner for å kommunisere, utveksle informasjon for å oppnå overvåking av flere lokasjoner av PLS-kontrollsystemet.
PLC og PLC kan også kommunisere. En til en PLC -kommunikasjon. Flere PLS -er kan kommunisere. Kan være så mange som dusinvis eller hundrevis.
PLC og intelligent instrumentering, intelligente aktuatorer (som omformere), kan også være nettverkskommunikasjon, utveksling av data, gjensidig drift. Kan kobles til et fjernkontrollsystem, systemområdet kan være så stort som 10 kilometer eller mer.
Kan danne et lokalt nettverk, ikke bare PLC, men også høykvalitetsdatamaskiner, en rekke intelligente enheter kan også komme inn i nettverket. Tilgjengelig bussnett, også tilgjengelig ringnettverk. Nettverket kan også angi nettverket. Nettverk og nettverk kan også bli overbygd. Nettverk kan være tusenvis av PLS, datamaskiner, intelligente enheter organisert i et nettverk.
Nodene mellom garnene kan kommunisere og utveksle informasjon direkte eller indirekte.
Nettverk, kommunikasjon, er tilpasset behovene til dagens datamaskinintegrerte produksjonssystem (CIMS) og intelligent fabrikkutvikling. Det kan gjøre industriell kontroll fra punktet (punktet), til linjen (linjen) og deretter til overflaten (aero), slik at utstyrsnivåkontrollen, produksjonslinjekontrollen, fabrikkstyringskontrollen til en helhet og dermed kan skape høyere effektivitet. Denne uendelig lyse fremtiden har blitt mer og tydeligere vist foran vår generasjon.
Med utviklingen av smarte fabrikker og Internet of Things, Factory Equipment Joint Control, PLC og Host Computer og andre intelligente produkter, vil datainteraksjon, Big Data -applikasjoner og andre områder i stor grad fremme den nære kombinasjonen av tradisjonell automatisering og nettverksteknologi, med Kinas produksjonsindustri for å oppnå sublimering av det store til den sterke, PLC -applikasjonsteknologien vil se større utvikling.