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可編程控制器 |
可編程控制器(Programmable Logic Controller)簡稱PC或PLC是一種數字運算操作的電子系統,專門在工業環境下應用而設計。它採用可以編製程序的存儲器,用來在執行存儲邏輯運算和順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令,並通過數字或模擬的輸入(I)和輸出(O)接口,控制各種類型的機械設備或生產過程。可編程控制器是在電器控制技術和計算機技術的基礎上開發出來的,並逐漸發展成為以微處理器為核心,把自動化技術、計算機技術、通訊技術融為一體的新型工業控制裝置。PLC已被廣泛應用於各種生產機械和生產過程的自動控制中,成為一種最重要、最普及、應用場合最多的工業控制裝置,被公認為現代工業自動化的三大支柱(PLC、機器人、CAD/CAM)之一。
簡介
中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞,是PLC的核心起神經中樞的作用,每套PLC至少有一個CPU。它按照PLC系統程序賦予的功能接收並存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據;檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態,並能診斷用戶程序中的語法錯誤。當PLC投入運行時,首先它以掃描的方式接收現場各輸入裝置的狀態和數據,並分別存入I/O映象區,然後從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序,經過命令解釋後按指令的規定執行邏輯或算數運算的結果送入I/O映象區或數據寄存器內。等所有的用戶程序執行完畢之後,最後將I/O映象區的各輸出狀態或輸出寄存器內的數據傳送到相應的輸出裝置,如此循環運行,直到停止運行。為了進一步提高PLC的可靠性,對大型PLC還採用雙CPU構成冗餘系統,或採用三CPU的表決式系統。這樣,即使某個CPU出現故障,整個系統仍能正常運行。CPU速度和內存容量是PLC的重要參數,它們決定着PLC的工作速度,I/O數量及軟件容量等,因此限制着控制規模。
評價
高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由於採用現代大規模集成電路技術,採用嚴格的生產工藝製造,內部電路採取了先進的抗干擾技術,具有很高的可靠性。例如三菱公司生產的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗餘CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說,使用PLC構成控制系統,和同等規模的繼電接觸器系統相比,電氣接線及開關接點已減少到數百甚至數千分之一,故障也就大大降低。此外,PLC帶有硬件故障自我檢測功能,出現故障時可及時發出警報信息。在應用軟件中,應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序,使系統中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣,整個系統具有極高的可靠性也就不奇怪了。PLC發展到今天,已經形成了大、中、小各種規模的系列化產品,並且已經標準化、系列化、模塊化,配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用,用戶能靈活方便地進行系統配置,組成不同功能、不同規模的系統。PLC的安裝接線也很方便,一般用接線端子連接外部接線。PLC有較強的帶負載能力,可直接驅動一般的電磁閥和交流接觸器,可以用於各種規模的工業控制場合。除了邏輯處理功能以外,現代PLC大多具有完善的數據運算能力,可用於各種數字控制領域。PLC的功能單元大量湧現,使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發展,使用PLC組成各種控制系統變得非常容易。 [1]