PLC 的主要特点及应用领域及发展趋势分析 (2012-05-14 10:38:54)
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宋体
逻辑控制
过程控制
进行
单片机
杂谈
PLC 的主要特点及应用领域及发展趋势分析
PLC的主要特点
1．可靠性高、抗干扰能力强
为保证PLC 能在工业环境下可靠工作，在设计和生产过程中采取了一系列硬件和软件的抗干扰措施，主要有以下几个方面：
1)隔离，这是抗干扰的主要措施之一。PLC 的输人、输出接口电路一般采用光电耦合器来传递信号。这种光电隔离措施，使外部电路与内部电路之间避免了电的联系，可有效地抑制外部干扰源对PLC 的影响，同时防止外部高电压串人，从而减少故障和误动作。
2)滤波，这是抗干扰的另一个主要措施。在PLC 的电源电路和输入/输出电路中设置了 多种滤波电路，用以对高频干扰信号进行有效抑制。
3)对PLC 的内部电源还采取了屏蔽、稳压、保护等措施，以减少外界干扰，保证供电质量。另外使输入／输出接口电路的电源彼此独立，以避免电源之间的干扰。
4) 内部设置了连锁、环境检测与诊断、Watchdog(“看门狗”) 等电路，一旦发现故障或程序循环执行时间超过了警戒时钟WDT 规定时间(预示程序进入了死循环) ，立即报警，以 保证CPU 可靠工作。
5) 利用系统软件定期进行系统状态、用户程序、工作环境和故障检测，并采取信息保护和恢复措施。
6)对用户程序及动态工作数据进行电池备份，以保障停电后有关状态或信息不丢失。
7)采用密封、防尘、抗振的外壳封装结构，以适应工作现场的恶劣环境。
8）以集成电路为基本元件，内部处理过程不依赖于机械触点，以保障高可靠性。而采用循环扫描的工作方式，也提高了抗干扰能力。
2．可实现三电一体化
PLC将电控(逻辑控制) 、电仪(过程控制) 和电结(运动控制) 这三电集于一体，可以方便、灵活地组合成各种不同规模和要求的控制系统，以适应各种工业控制的需要。
3．编程简单、使用方便、控制程序可变、具有很好的柔性
4.体积小、重量轻、功耗低
5:PLC和单片机的区别：
1：PLC 可以改变程序。现在大部分的单片机（内部带有FLASH ROM ）都可以在线烧录程序，更改程序，所以这点它的功能跟PLC 是一样的。当然，也有一部分单片机是一次固化程序的。像这种就不能再改变程序了。2：PLC 相对单片来说，它的主要优点在于： 1：比较稳定，由于I/O口内部采用光电隔离驱动，因此抗干扰能力要强很多。2：I/O口的驱动能力比较强，能够直接驱动24V 的继电器吸合。3：做人机界面等在某些场合，市场上有共用和现在的开发软件及界面，因此相对于单片机，它的开发周期要短很多。4：PLC 的成本要比单片贵很多。因此，要看什么场合，如果单片机用得上，够用的话，没必要去考虑用PLC 。
二、PLC 的应用场合
PLC日益跃居现代工业自动化三大支柱(PLC、ROBOT 、CAD ／CAM) 的主导地位。可编程控制器所具有的功能，使它既可用于开关量控制，又可用于模拟量控制；既可用于单机控制，又可用于组成多级控制系统；既可控制简单系统，又可控制复杂系统。它的应用可大致归纳为如下几类：
1．逻辑控制
PLC 在开关逻辑控制方面得到了最广泛的应用。用PLC 可取代传统继电器系统和顺序控制器，实现单机控制、多机控制及生产自动线控制，如各种机床、自动电梯、高炉上料、注塑机械、包装机械、印刷机械、纺织机械、装配生产线、电镀流水线、货物的存取、运输和检测等的控制。
2．运动控制
运动控制是通过配用PLC 的单轴或多轴等位置控制模块、高速计数模块等来控制步进电动机或伺服电动机，从而使运动部件能以适当的速度或加速度实现平滑的直线运动或圆弧运动。可用于精密金属切削机床、成型机械、装配机械、机械手、机器人等设备的控制。
3. 过程控制
过程控制是通过配用A ／D 、D ／A 转换模块及智能PID 模块实现对生产过程中的温度、压力、流量、速度等连续变化的模拟量进行单回路或多回路闭环调节控制，使这些物理参数保持在设定值上。在各种加热炉、锅炉等的控制以及化工、轻工、食品、制药、建材等许多领域的生产过程中有着广泛的应用。
4．数据处理
许多PLC 具有数学运算(包括逻辑运算、函数运算、矩阵运算等) 、数据的传输、转换、排序、检索和移位以及数制转换、位操作、编码、译码等功能，可以完成数据的采集、分析和处理任务。这些数据可以与存储在数据存储器中的参考值进行比较，也可传送给其他的智能装置，或者输送给打印机打印制表。数据处理一般用于大、中型控制系统，如数控机床、柔性制造系统、过程控制系统、机器人控制系统等。
5．多级控制
多级控制是指利用PLC 的网络通信功能模块及远程I ／O 控制模块实现多台PLC 之间的 链接、PLC 与上位计算机的链接，以达到上位计算机与PLC 之间及PLC 与PLC 之间的指令下达、数据交换和数据共享，这种由PLC 进行分散控制、计算机进行集中管理的方式，能够完成较大规模的复杂控制，甚至实现整个工厂生产的自动化。
三、可编程控制器的发展趋势
目前PLC 技术发展总的趋势是系列化、通用化和高性能化，主要表现在：
1. 在系统构成规模上向大、小两个方向发展; 发展小型(超小型) 化、专用化、模块化、低成本PLC 以真正替代最小的继电器系统；发展大容量、高速度、多功能、高性能价格比的PLC ，以满足现代化企业中那些大规模、复杂系统自动化的需要。
2. 功能不断增强，各种应用模块不断推出大力加强过程控制和数据处理功能，提高组网和通信能力，开发多种功能模块，以使各种规模的自动化系统功能更强、更可靠，组成和维护更加灵活方便，使PLC 应用范围更加扩大。
3. 产品更加规范化、标准化
PLC厂家在使硬件及编程工具换代频繁、丰富多样、功能提高的同时，日益向MAP(制造自动化协议) 靠拢，并使PLC 基本部件，如输入输出模块、接线端子、通讯协议、编程语言和工具等方面的技术规格规范化、标准化，使不同产品间能相互兼容、易于组网，以方便用户真正利用PLC 来实现工厂生产的自动化。
PLC 的主要特点及应用领域及发展趋势分析 (2012-05-14 10:38:54)
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逻辑控制
过程控制
进行
单片机
杂谈
PLC 的主要特点及应用领域及发展趋势分析
PLC的主要特点
1．可靠性高、抗干扰能力强
为保证PLC 能在工业环境下可靠工作，在设计和生产过程中采取了一系列硬件和软件的抗干扰措施，主要有以下几个方面：
1)隔离，这是抗干扰的主要措施之一。PLC 的输人、输出接口电路一般采用光电耦合器来传递信号。这种光电隔离措施，使外部电路与内部电路之间避免了电的联系，可有效地抑制外部干扰源对PLC 的影响，同时防止外部高电压串人，从而减少故障和误动作。
2)滤波，这是抗干扰的另一个主要措施。在PLC 的电源电路和输入/输出电路中设置了 多种滤波电路，用以对高频干扰信号进行有效抑制。
3)对PLC 的内部电源还采取了屏蔽、稳压、保护等措施，以减少外界干扰，保证供电质量。另外使输入／输出接口电路的电源彼此独立，以避免电源之间的干扰。
4) 内部设置了连锁、环境检测与诊断、Watchdog(“看门狗”) 等电路，一旦发现故障或程序循环执行时间超过了警戒时钟WDT 规定时间(预示程序进入了死循环) ，立即报警，以 保证CPU 可靠工作。
5) 利用系统软件定期进行系统状态、用户程序、工作环境和故障检测，并采取信息保护和恢复措施。
6)对用户程序及动态工作数据进行电池备份，以保障停电后有关状态或信息不丢失。
7)采用密封、防尘、抗振的外壳封装结构，以适应工作现场的恶劣环境。
8）以集成电路为基本元件，内部处理过程不依赖于机械触点，以保障高可靠性。而采用循环扫描的工作方式，也提高了抗干扰能力。
2．可实现三电一体化
PLC将电控(逻辑控制) 、电仪(过程控制) 和电结(运动控制) 这三电集于一体，可以方便、灵活地组合成各种不同规模和要求的控制系统，以适应各种工业控制的需要。
3．编程简单、使用方便、控制程序可变、具有很好的柔性
4.体积小、重量轻、功耗低
5:PLC和单片机的区别：
1：PLC 可以改变程序。现在大部分的单片机（内部带有FLASH ROM ）都可以在线烧录程序，更改程序，所以这点它的功能跟PLC 是一样的。当然，也有一部分单片机是一次固化程序的。像这种就不能再改变程序了。2：PLC 相对单片来说，它的主要优点在于： 1：比较稳定，由于I/O口内部采用光电隔离驱动，因此抗干扰能力要强很多。2：I/O口的驱动能力比较强，能够直接驱动24V 的继电器吸合。3：做人机界面等在某些场合，市场上有共用和现在的开发软件及界面，因此相对于单片机，它的开发周期要短很多。4：PLC 的成本要比单片贵很多。因此，要看什么场合，如果单片机用得上，够用的话，没必要去考虑用PLC 。
二、PLC 的应用场合
PLC日益跃居现代工业自动化三大支柱(PLC、ROBOT 、CAD ／CAM) 的主导地位。可编程控制器所具有的功能，使它既可用于开关量控制，又可用于模拟量控制；既可用于单机控制，又可用于组成多级控制系统；既可控制简单系统，又可控制复杂系统。它的应用可大致归纳为如下几类：
1．逻辑控制
PLC 在开关逻辑控制方面得到了最广泛的应用。用PLC 可取代传统继电器系统和顺序控制器，实现单机控制、多机控制及生产自动线控制，如各种机床、自动电梯、高炉上料、注塑机械、包装机械、印刷机械、纺织机械、装配生产线、电镀流水线、货物的存取、运输和检测等的控制。
2．运动控制
运动控制是通过配用PLC 的单轴或多轴等位置控制模块、高速计数模块等来控制步进电动机或伺服电动机，从而使运动部件能以适当的速度或加速度实现平滑的直线运动或圆弧运动。可用于精密金属切削机床、成型机械、装配机械、机械手、机器人等设备的控制。
3. 过程控制
过程控制是通过配用A ／D 、D ／A 转换模块及智能PID 模块实现对生产过程中的温度、压力、流量、速度等连续变化的模拟量进行单回路或多回路闭环调节控制，使这些物理参数保持在设定值上。在各种加热炉、锅炉等的控制以及化工、轻工、食品、制药、建材等许多领域的生产过程中有着广泛的应用。
4．数据处理
许多PLC 具有数学运算(包括逻辑运算、函数运算、矩阵运算等) 、数据的传输、转换、排序、检索和移位以及数制转换、位操作、编码、译码等功能，可以完成数据的采集、分析和处理任务。这些数据可以与存储在数据存储器中的参考值进行比较，也可传送给其他的智能装置，或者输送给打印机打印制表。数据处理一般用于大、中型控制系统，如数控机床、柔性制造系统、过程控制系统、机器人控制系统等。
5．多级控制
多级控制是指利用PLC 的网络通信功能模块及远程I ／O 控制模块实现多台PLC 之间的 链接、PLC 与上位计算机的链接，以达到上位计算机与PLC 之间及PLC 与PLC 之间的指令下达、数据交换和数据共享，这种由PLC 进行分散控制、计算机进行集中管理的方式，能够完成较大规模的复杂控制，甚至实现整个工厂生产的自动化。
三、可编程控制器的发展趋势
目前PLC 技术发展总的趋势是系列化、通用化和高性能化，主要表现在：
1. 在系统构成规模上向大、小两个方向发展; 发展小型(超小型) 化、专用化、模块化、低成本PLC 以真正替代最小的继电器系统；发展大容量、高速度、多功能、高性能价格比的PLC ，以满足现代化企业中那些大规模、复杂系统自动化的需要。
2. 功能不断增强，各种应用模块不断推出大力加强过程控制和数据处理功能，提高组网和通信能力，开发多种功能模块，以使各种规模的自动化系统功能更强、更可靠，组成和维护更加灵活方便，使PLC 应用范围更加扩大。
3. 产品更加规范化、标准化
PLC厂家在使硬件及编程工具换代频繁、丰富多样、功能提高的同时，日益向MAP(制造自动化协议) 靠拢，并使PLC 基本部件，如输入输出模块、接线端子、通讯协议、编程语言和工具等方面的技术规格规范化、标准化，使不同产品间能相互兼容、易于组网，以方便用户真正利用PLC 来实现工厂生产的自动化。