Med utviklingen av datateknologi begynte lagringslogikk å komme inn i det industrielle kontrollfeltet. Programmerbar logikkontroller (programmerbar logikkkontroller, PLC) som en generell industriell kontrolldatamaskin, er de representative resultatene av lagringslogikk i industrielle applikasjoner.
Siden 1969 ble den første PLC med hell utviklet og brukt på bilproduksjon av automatisk monteringslinje, PLC er kontinuerlig oppdatert. Spesielt de siste to tiårene, spiller den raske utviklingen av programmerbar kontrollerteknologi, stadig kraftigere, mye brukt i produksjonsprosessen, ettersom en av de tre søylene i industriell automatiseringsteknologi spiller en stadig viktigere rolle i det økonomiske feltet.
PLC er basert på den tradisjonelle sekvenskontrolleren, syntetisert datateknologi, mikroelektronikkteknologi, automatisk kontrollteknologi, digital teknologi og kommunikasjonsnettverksteknologi og dannelse av en ny type generell industriell automatisk kontrollenhet, er en viktig pilar i moderne industriell kontroll. Denne delen introduserer hovedsakelig bruk, egenskaper, klassifisering og ytelsesindikatorer på PLS.
Applikasjoner av plc
I løpet av det siste tiåret, med mikroprosessorbrikken og relaterte komponenter har prisene falt dramatisk, har prisen på PLC også falt, men funksjonen har blitt sterkt forbedret, kan løse komplekse databehandlings- og kommunikasjonsproblemer, så PLC er mer og mer brukt.
For tiden har PLC blitt mye brukt hjemme og i utlandet innen stål, gruvedrift, sement, petroleum, kjemisk, elektrisk kraft, maskinproduksjon, bilindustri, lasting og lossing, papir, tekstil, miljøvern og underholdningsindustri.
Applikasjonsomfanget av PLS kan vanligvis deles inn i følgende fem kategorier
1) Sekvenskontroll
Sekvenskontroll er det mest brukte feltet PLC, og det er også det mest egnede feltet for PLC å spille sine spesialiteter.PLC -sekvenskontroll brukes til å erstatte den tradisjonelle relésekvenskontrollen.
PLC-er brukes i en enkelt maskinkontroll, gruppekontroll på flere nivå linjer, og heiskontroll.
2) Bevegelseskontroll
PLC-produsenter tilbyr nå enkelt- eller fleraksisposisjonskontrollmoduler for trinnmotorer eller servomotorer. I de fleste tilfeller sender PLS data som beskriver målposisjonen til kontrollmodulen, og utdataene beveger seg en eller flere akser for å nå målposisjonen. Når hver akse beveger seg, opprettholder posisjonskontrollmodulen riktig hastighet og akselerasjon for å sikre jevn bevegelse.
Sammenlignende sett er posisjonskontrollmodulen mindre, rimeligere, raskere og lettere å betjene enn en datamaskinnummerkontroll (CNC) enhet.
3) Prosesskontroll
PLC kan også overvåke et stort antall fysiske parametere, for eksempel temperatur, trykk, strømning, nivå og hastighet. Proporsjonal - Integrert - Differensial (proporsjonsintegrasjonsdifferensiering, PID) -modul gjør at PLC har en lukket sløyfekontrollfunksjon, det vil si en PLC med PID -kontrollfunksjoner kan brukes til prosesskontroll. Når en variabel i prosesskontrollen avviker, beregner PID -kontrollalgoritmen riktig kontrollmengde for å holde utgangen til den innstilte verdien.
4) Databehandling
Ved maskinering brukes PLS i CNC -systemer som hovedkontroll- og styringssystem, og kan utføre en stor mengde databehandling.
5) Kommunikasjonsnettverk
PLC -kommunikasjon inkluderer kommunikasjon mellom verten og ekstern I/O, kommunikasjon mellom flere PLS -er og kommunikasjon mellom PLS og andre intelligente kontrollenheter (for eksempel datamaskiner, omformere, numeriske kontrollenheter, etc.) PLS, sammen med andre intelligente kontrollenheter, kan brukes til å danne et distribuert kontrollsystem med "sentralisert styring og desentralisert kontroll".
PLC -funksjoner
1) Høy pålitelighet, sterk anti-interferensevne
For å oppfylle kravene til industriell produksjon om sikkerhet og pålitelighet av kontrollutstyr, bruker PLC mikroelektronikkteknologi, et stort antall byttehandlinger fullføres av ikke-kontakt halvlederkretser, i strukturen til det industrielle produksjonsmiljøet for å ta full Beretning om temperatur, fuktighet, støv, vibrasjoner og andre aspekter av virkningen: i maskinvaren som brukes isolert, filtrering, skjerming, jording og annen anti-interferens tiltak; I programvaren som brukes i feildiagnosen, databeskyttelse og andre tiltak. Disse teknologiene gjør at PLS har en høy anti-interferensevne.
For tiden er PLC produsert av forskjellige produsenter, den gjennomsnittlige feilfrie tiden er langt mer enn International Electrotechnical Commission (International Electrotechnical Commission, IEC) fastsatt 100, 000 timer, og noen har til og med nådd hundrevis av tusenvis av timer.
2) universell og fleksibel
PLC -produkter har blitt serialisert produksjon, en rekke strukturelle former, det er mye rom for valg i modellen. I tillegg, PLC og perifere modulvarianter, kan brukeren være basert på kravene til forskjellige oppgaver, velg forskjellige komponenter for å fleksibelt kombinere til en kontrollenhet med forskjellig maskinvarestruktur.
Enda viktigere er at hovedfunksjonen til PLS -kontrollsystemet realiseres gjennom programmet, så i behovet for å endre kontrollfunksjonen til enheten, trenger bare å endre programmet og en liten mengde ledninger, arbeidsmengden er veldig liten og og Dette er et generelt relékontrollsystem er vanskelig å gjøre.
3) Programmering er enkel og praktisk
PLC -applikasjonsprogram er veldig enkelt å forberede. Programmering kan brukes med Relay Contactor Control Circuit er veldig likt stigespråket, dette programmeringsspråklige bildet intuitivt, enkelt å forstå, selv uten datakunnskap er også veldig enkelt å mestre. Sekvensfunksjonskartet (sekvensiell funksjonskart, SFC) er et strukturblokk -kontrollflytdiagram, som kan gjøre programmeringen enklere og praktisk.
4) Funksjonalitet er perfekt, sterke ekspansjonsevner
PLCs input / output -system er funksjonelt perfekt, pålitelig ytelse, kan tilpasse seg forskjellige former og arten av bytte og analog inngang / utgang.
PLC -funksjonsenhet kan enkelt realisere D / A, A / D -konvertering og PID -drift, prosesskontroll, digital kontroll og andre funksjoner. Det kan også brukes med andre datasystemer og kontrollutstyr for å danne et distribuert eller desentralisert kontrollsystem, som godt kan imøtekomme behovene til ulike kontroll. Offentlig nummer "Mekanisk ingeniørlitteratur", ingeniørens bensinstasjon!
5) Kort syklus for design, konstruksjon og igangkjøring, enkelt vedlikehold
Relékontaktorkontrollsystem i mellomreléet, tidsreléet, telleren og andre elektriske komponenter i PLC -kontrollsystemet er en "myk komponent" -form, og programmet i stedet for harde ledninger, så installasjonen og ledningsarbeidet er liten; Personalet kan også være på forhånd i henhold til de spesifikke kontrollkravene i PLS før ankomsten av programmering, noe som reduserer arbeidsmengden i stor grad. Personalet kan også programmere PLS på forhånd i henhold til de spesifikke kontrollkravene før ankomsten av PLS, som i stor grad forkorter byggeperioden.
PLC er liten i størrelse, lett i vekt og enkel å installere; PLC har perfekte selvdiagnostiske og overvåkningsfunksjoner, for eksempel å vise sin interne arbeidsstatus, kommunikasjonsstatus, I/O-punktstatus, unormal status og strømforsyningsstatus. Personalet kan finne ut årsaken til feilen gjennom den, slik at det er lett å håndtere den raskt.
På grunn av de ovennevnte egenskapene til PLC har PLC et bredt spekter av applikasjoner, kan det sies at så lenge det er fabrikker, vil det være PLC -applikasjoner for kontrollkrav.
Klassifisering av PLC
PLC er produsert som svar på behovene til modernisert produksjon, og klassifiseringen av PLS må være i tråd med behovene til modernisert produksjon. Generelt sett kan PLC kategoriseres fra tre perspektiver, nemlig kontrollskala, kontrollytelse, strukturelle egenskaper.
1, i henhold til PLC Control Scale -klassifiseringen
PLC i henhold til kontrollskalaen kan deles inn i liten PLC, mellomstor PLC og stor PLC.
1) Liten plc
Liten PLC refererer generelt til PLS med mindre enn 256 inngangs-/utgangspunkter (I/O -punkter), en enkelt CPU (8- bit eller 16- bit), og et brukerprogramminne på mindre enn 4KB, hovedsakelig for å bytte kontroll.
På grunn av begrensningen av antall kontrollpunkter, har kontrollfunksjonen visse begrensninger. Imidlertid kan liten PLC liten, fleksibel, installeres direkte i det elektriske kontrollskapet, veldig egnet for frittstående kontroll eller liten systemkontroll.
S 7-200 og S 7-1200 serien fra Siemens, Tyskland og FX -serien fra Mitsubishi, Japan, er små PLS -er.
2) mellomstor PLC
Mellomstore PLC refererer generelt til PLS med 256 ~ 2048 I/O-punkter, dobbelt CPUer eller flere CPU-er, og et brukerprogramminne på 2 ~ 8KB eller større, med bytte- og analoge kontrollfunksjoner og sterkere digitale beregningsevner.
Fordi mellomstore PLS har flere kontrollpunkter og sterke kontrollfunksjoner, kan de brukes til direkte kontroll av utstyr og overvåking av flere PLC-er på lavere nivå, og er egnet for kontroll av mellomstore eller store kontrollsystemer.
Siemens S 7-300 serien, Japans Omron C200H-serie, Japans Mitsubishi Q-serie av noen modeller tilhører den mellomstore PLC.
3) Stor plc
Stor PLC refererer generelt til PLS med mer enn 2048 I/O -punkter, doble CPUer eller flere CPUer (16- bit eller 32- bit), og et brukerprogramminne av 8-16 kb eller større , som ikke bare kan utføre komplekse aritmetiske operasjoner, men også komplekse matriseoperasjoner på grunn av det store antall kontrollpunkter, sterke kontrollfunksjoner og sterke beregningsmuligheter.
Stor PLC kan ikke bare brukes til direkte kontroll av utstyr, men også for overvåking og kontroll av flere PLC-er på lavere nivå for å danne et sentralisert produksjonsprosesskontrollsystem. Store PLS -er er egnet for utstyrsautomatiseringsprosesser, prosessautomatiseringskontroll og prosessovervåkingssystemer.
Siemens S 7-400 serien, Japans Omron CVM1 og CS1 -serie, Japans Mitsubishi Q -serie av noen av modellene er store PLC.
2, i henhold til klassifiseringen av PLC -kontrollytelsen
PLC-er kan kategoriseres i lavkvalitets, mellomklasse og høykvalitetsmaskiner i henhold til kontrollytelsen.
1) Lavgradsmaskin
Denne typen PLC har grunnleggende kontrollfunksjoner og generell aritmetisk evne, lav driftshastighet, og støtter færre antall og typer inngangs- og utgangsmoduler.
Disse PLS -ene er egnet for enkel kontroll i liten skala, og er generelt egnet for bruk som slavestasjon i et nettverk. For eksempel tilhører Siemens S 7-200 serien denne kategorien.
2) Midt rekkevidde
Denne typen PLC har sterk kontrollfunksjon og sterk beregningsevne, som ikke bare kan fullføre generell logikkoperasjon, men også kan fullføre mer kompleks trigonometrisk drift, eksponentiell drift og PID -drift, med raskere arbeidshastighet, mer inngangs- og utgangsmoduler og mer typer inngangs- og utgangsmoduler.
Denne typen PLC kan ikke bare utføre småskala kontrolloppgaver, men også større kontrolloppgaver med større skala, og kan brukes som en slavestasjon eller masterstasjon i nettverk. For eksempel tilhører Siemens S 7-300 serien denne kategorien.
3) høykvalitetsmaskin
Denne typen PLC har kraftige kontrollfunksjoner og sterk aritmetisk evne, kan ikke bare fullføre logikkoperasjonen, trigonometrisk funksjonsdrift, eksponentiell drift og PID -drift, men kan også utføre kompleks matriksberegning, arbeidshastighet er veldig rask, og den kan kjøre Et stort antall inngangs- og utgangsmoduler, og typene er omfattende. Det offentlige nummeret "Mekanisk ingeniørlitteratur", ingeniørens bensinstasjon!
Denne typen PLC kan ikke bare fullføre mellomstore kontrolloppgaver, men kan også fullføre en veldig stor skala kontrolloppgaver, i nettverket brukes vanligvis som masterstasjonen. For eksempel tilhører Siemens S 7-400 serien denne kategorien.
PLC kan kategoriseres i to typer i henhold til strukturen: integrert type og kombinert type.
3, kategorisert etter PLS -struktur
1) Integrert type
Integral struktur for PLC -strømforsyningen, CPU, minne, I / O -systemet er kompakt installert i en standardkapsling, som helhet, som utgjør den grunnleggende enheten til PLS.
En grunnleggende enhet er en komplett PLS som kan realisere forskjellige kontroller. Når antall kontrollpunkter ikke oppfyller behovene, kan det kobles til en ekspansjonsenhet, som ikke har en CPU, og grunnenheten og en rekke utvidelsesenheter kan danne et større system.
Fordelene med den generelle strukturen er veldig kompakt, liten størrelse, lave kostnader, enkel å installere, ulempen er at antallet inngangs- og utgangspunkter har et begrenset forhold. Liten PLS for det meste for den generelle strukturen. For eksempel er Siemens S 7-200 serien og Japans Mitsubishi FX -serie PLC den generelle strukturen.
2) Kombinasjonstype
Kombinasjon PLC er et PLC -systemkomponenter er funksjonelt delt inn i en rekke moduler, for eksempel CPU -moduler, inngangsmoduler, utgangsmoduler, strømforsyningsmoduler, etc., og disse modulene kan settes inn i rammen eller underlaget for å danne en fullstendig kontroll system. Selv om funksjonen til hver modul er relativt enkel, men modulene blir stadig mer rike.
For eksempel, noen PLC i tillegg til de grunnleggende I/O -modulene, er det noen spesielle funksjonsmoduler, for eksempel temperaturdeteksjonsmodul, posisjonsdeteksjonsmodul, PID -kontrollmodul, kommunikasjonsmodul og så videre. PLS for den modulære strukturen bruker en byggesteintilnærming for å danne et system ved å sette inn de nødvendige modulene på et underlag.
Egenskapene til PLC for kombinert struktur er at CPU, inngang og utgang er uavhengige moduler, ensartet modulstørrelse, enkel installasjon, gratis valg av I/O -moduler (i henhold til antall punkter), og praktisk installasjon, feilsøking, utvidelse og vedlikehold .
Mellomstore og store maskiner er for det meste av kombinert struktur, for eksempel s 7-300 serie og s 7-400 serie Siemens og Q-serien PLC av Mitsubishi.
Sammensetningen av den kombinerte PLC er vist på figuren nedenfor, og modulene er koblet til hverandre gjennom bussen på basisplaten, og avstanden mellom CPU- og ekspansjonsmodulene skal ikke overstige 10m hvis de er koblet sammen med kabler.
Tekniske spesifikasjoner for PLS
De tekniske indikatorene på PLS inkluderer maskinvareindikatorer og programvareindikatorer.
1, maskinvareindikatorer
Maskinvareindikatorer inkluderer generelle indikatorer, inngangsegenskaper og utgangsegenskaper.
Generelle indikatorer gjenspeiles hovedsakelig i omgivelsestemperatur, luftfuktighet, vibrasjon, sjokk, støy, interferens og spenningsmotstand og annen ytelse.
Inngangsegenskaper gjenspeiles hovedsakelig i isolasjonen av inngangskretsen, inngangsfølsomhet, responstid og den nødvendige strømforsyningsytelsen.
Utgangsegenskaper gjenspeiles hovedsakelig i kretskomposisjonen (her refererer til reléutgangen, transistorutgangen eller tyristorutgangen), kretsisolering, maksimal belastning, minimum belastning, responstid og ekstern strømforsyningsytelse.
2, programvareindeks
Programvareindekser inkluderer hovedsakelig programkapasitet, programmeringsspråk, kommunikasjonsfunksjon, løpshastighet, instruksjonstype, type og antall komponenter. Offentlig nummer "Mekanisk ingeniørlitteratur", bensinstasjonen for ingeniører!
Programkapasitet refererer til størrelsen på PLCs minne og eksterne minne, vanligvis fra flere kilobyter til flere megabyte. Hukommelsestypene er generelt RAM, EPROM og EEPROM.
Programmeringsspråk er språket som brukes av PLC for å skrive brukerprogrammet. Det er mange programmeringsspråk som kan brukes av PLC, for eksempel stigediagrammer, uttalelses tabeller, sekvensielle funksjonskart og funksjonsblokkdiagrammer. Hvert ekstra programmeringsspråk vil gjøre utarbeidelsen av brukerprogrammer raskere og mer praktisk.
Kommunikasjonsfunksjon refererer til om PLC har kommunikasjonsevne og hva slags kommunikasjonsevne den har. Generelt kan det kategoriseres i ekstern I/O-kommunikasjon, datakommunikasjon, punkt-til-punkt-kommunikasjon, høyhastighetsbuss, kartnettverk og så videre. For øyeblikket er kommunikasjonsevne en viktig indikator på PLS -ytelse.
Løpshastighet refererer til lengden på driftsbehandlingstiden, som kan måles ved utførelsestiden for den grunnleggende instruksjonen, jo kortere, jo bedre, generelt under mikrosekundnivået. Jo sterkere funksjonen til instruksjonen, jo bedre er ytelsen til PLS.
Antall typer og antall komponenter gjenspeiler ikke bare ytelsen til PLS, men indikerer også størrelsen på PLS. antall I/O -komponenter indikerer inngangs-/utgangsevnen til PLS; Antall typer I/O-komponenter (DC, AC, analog, høyhastighets telling, posisjonering, PID) indikerer ytelsen til PLS.
3, de viktigste ytelsesindikatorene
1) Minnekapasitet
Lagringskapasiteten refererer til kapasiteten til brukerprogramminnet. Lagringskapasiteten bestemmer størrelsen på brukerprogrammet som PLC kan imøtekomme, og beregnes generelt i enheter av byte. Hver 1024 byte er 1KB. Lagringskapasiteten til mellomstore og små PLC-er er vanligvis under 8kb, mens lagringskapasiteten til store PLC-er kan nå 256kb ~ 2MB. Noen PLS-er bruker antall brukerprogramkommandoer for å indikere kapasiteten, og antall kommandoer som er lagret i en mellomstor eller liten PLC er vanligvis 2, 000 -kommandoer.
2) Antall inngangs-/utgang (I/O) -punkter
Antallet I/O -punkter refererer til summen av antall inngangspunkter og antall utgangspunkter, jo flere I/O -punkter, jo mer ekstern tilgang til inngangsenheter og utgangsenheter, jo større skala av kontrollen, Så antall I/O -punkter er et mål på størrelsen på PLS -indeksen. Den internasjonale populariteten til det totale antallet I/O -poeng i 64 poeng og under PLC kalles Micro PLC; 64 ~ 256 poeng kalles en liten PLC; 256 ~ 2048 poeng kalles en mellomstor PLC; 2048 poeng eller mer kalles en stor plc.
3) Skannehastighet
Skannehastighet refererer til hastigheten som en PLC utfører et program. Generelt måles skannehastigheten når det tar å utføre 1KB. Hastigheten på å utføre instruksjoner for forskjellige funksjoner varierer veldig, og for øyeblikket brukes hastigheten på å utføre boolske instruksjoner også for å karakterisere hastigheten på PLC -operasjonen. Noen merker av PLS -er gir tiden som brukes til å utføre forskjellige instruksjoner i brukerhåndboken, og hastigheten på PLC -operasjonen kan måles ved å sammenligne tiden som brukes av forskjellige PLS -er for å utføre lignende operasjoner.
4) Funksjon og antall instruksjoner
Styrken til funksjonen og antall instruksjoner gjenspeiler styrken i PLSs evne. Generelt sett, jo flere typer og antall programmeringsinstruksjoner, jo sterkere behandler og kontrollfunksjoner, og jo lettere er det å utarbeide brukerprogrammer.
5) Typer og antall interne komponenter
Når du programmerer et program, er det påkrevd et stort antall interne komponenter for å lagre variabler, mellomresultater, timing og telleinformasjon, moduloppsettparametere og forskjellige flaggbiter. Jo større antall og type slike komponenter, jo større er informasjonsbehandlingsevnen til PLS.
6) Antall intelligente enheter
For å utføre noen spesielle kontrolloppgaver, har PLC -produsenter designet spesielle intelligente enheter for sine produkter, for eksempel analoge kontrollenheter, posisjonering av kontrollenheter, hastighetskontrollenheter og kommunikasjonsenheter. Antall typer intelligente enheter og styrken til funksjonen er en viktig indikator på nivået av PLC -produkter.
7) Utvidelsesevne
Utvidelsesevnen til PLS inkluderer utvidelse av antall I/O -punkter, utvidelse av lagringskapasitet, utvidelse av nettverksfunksjoner og utvidelse av tilkoblingen av forskjellige moduler. De fleste av PLS -ene kan utvide antall I/O -punkter med I/O -ekspansjonsenheter; Noen PLS -er kan utvides med forskjellige funksjonsmoduler. Imidlertid er det alltid en grense for utvidelsesfunksjonen til PLS.
Etter å ha forstått de forskjellige indeksene i PLS, kan du velge et passende produkt fra et stort antall PLS -er i henhold til kravene til spesifikke kontrollprosjekter.