Met de ontwikkeling van computertechnologie begon opslaglogica het veld Industrial Control te betreden. Programmeerbare logische controller (programmeerbare logische controller, PLC) als een algemene industriële controle -computer, is de representatieve resultaten van opslaglogica in industriële toepassingen.
Sinds 1969 werd de eerste PLC met succes ontwikkeld en toegepast op de automatische assemblagelijn van de automatische productie, PLC is voortdurend bijgewerkt. Vooral in de afgelopen twee decennia speelt de snelle ontwikkeling van programmeerbare controller -technologie, steeds krachtiger, veel gebruikt in het productieproces, omdat een van de drie pijlers van industriële automatiseringstechnologie een steeds belangrijkere rol speelt in het economische gebied.
PLC is gebaseerd op de traditionele sequentieregelaar, gesynthetiseerde computertechnologie, micro -elektronica -technologie, automatische controletechnologie, digitale technologie en communicatienetwerktechnologie en de vorming van een nieuw type algemeen industrieel automatisch besturingsapparaat, is een belangrijke pijler van moderne industriële controle. Deze sectie introduceert voornamelijk het gebruik, kenmerken, classificatie en prestatie -indicatoren van PLC.
Toepassingen van PLC
In het afgelopen decennium, met de chip van de microprocessor en gerelateerde componenten, zijn de prijzen dramatisch gedaald, is de prijs van PLC ook gedaald, maar de functie is sterk verbeterd, kan complexe computers- en communicatieproblemen oplossen, dus PLC wordt steeds breed gebruikt.
Momenteel is PLC in binnen- en buitenland op grote schaal gebruikt in staal, mijnbouw, cement, aardolie, chemisch, elektrisch vermogen, productie van machines, automotive, laden en lossen, papier, textiel, milieubescherming en entertainmentindustrie.
De toepassingsbereik van PLC kan meestal worden onderverdeeld in de volgende vijf categorieën
1) Sequention Control
Sequentieregeling is het meest gebruikte veld van PLC, en het is ook het meest geschikte veld voor PLC om de specialiteiten te spelen. PLC -sequentiebesturing wordt gebruikt om de traditionele rela -sequentieregeling te vervangen.
PLC's worden gebruikt in één machinebesturing, groepsregeling op meerdere niveaus en automatische productielijnregeling, zoals spuitgietmachines, afdrukmachines, nietenmachines, verpakkingsmachines, papieren snijmachines, gecombineerde gereedschappen voor machines, slijpmachines, assemblagelijnen, binden lijnen en liftbesturing.
2) Bewegingscontrole
PLC-fabrikanten bieden nu een- of multi-as positie-besturingsmodules voor stappenmotoren of servo-motoren. In de meeste gevallen verzendt de PLC gegevens die de doelpositie beschrijven naar de besturingsmodule en de uitvoer verplaatst een of meer assen om de doelpositie te bereiken. Naarmate elke as beweegt, handhaaft de positiebesturingsmodule de juiste snelheid en versnelling om een gladde beweging te garanderen.
Relatief gezien is de positiebesturingsmodule kleiner, goedkoper, sneller en gemakkelijker te bedienen dan een CNC -apparaat (Computer Number Control).
3) Procescontrole
PLC kan ook een groot aantal fysieke parameters controleren, zoals temperatuur, druk, stroom, niveau en snelheid. Proportioneel - integrale - differentiaal (verhoudingsintegratiedifferentiatie, PID) -module maakt de PLC een gesloten -lusbesturingsfunctie, dat wil zeggen een PLC met PID -besturingsmogelijkheden kan worden gebruikt voor procescontrole. Wanneer een variabele in de procesregeling afwijkt, berekent het PID -besturingsalgoritme de juiste hoeveelheid controle om de uitgang op de ingestelde waarde te houden.
4) Gegevensverwerking
Bij het bewerken worden PLC's gebruikt in CNC -systemen als het hoofdbesturings- en beheersysteem en kunnen een grote hoeveelheid gegevensverwerking uitvoeren.
5) Communicatienetwerk
PLC -communicatie omvat communicatie tussen de host en externe I/O, communicatie tussen meerdere PLC's en communicatie tussen PLC's en andere intelligente besturingsapparaten (zoals computers, omvormers, numerieke besturingsapparaten, enz.) PLC's, samen met andere intelligente besturingsapparaten, kan worden gebruikt om een gedistribueerd besturingssysteem te vormen met "gecentraliseerd beheer en gedecentraliseerde controle".
PLC -functies
1) Hoge betrouwbaarheid, sterk anti-interferentievermogen
Om te voldoen aan de vereisten van industriële productie over de veiligheid en betrouwbaarheid van controleapparatuur, maakt PLC gebruik van micro-elektronica-technologie, een groot aantal schakelacties wordt voltooid door de niet-contact halfgeleidercircuits, in de structuur van de industriële productieomgeving om vol te gaan verslag van de temperatuur, vochtigheid, stof, trillingen en andere aspecten van de impact: in de hardware die wordt gebruikt in afzondering, filtering, afscherming, aarding en andere anti-interferentiemaatregelen; in de software die wordt gebruikt bij de foutdiagnose, gegevensbescherming en andere maatregelen. Deze technologieën zorgen ervoor dat de PLC een hoog anti-interferentievermogen heeft.
Momenteel is de PLC geproduceerd door verschillende fabrikanten, de gemiddelde faalvrije tijd is veel meer dan de International Electrotechnical Commission (International Electrotechnical Commission, IEC) Stipuleerde 100, 000 uren, en sommige hebben zelfs honderdduizenden bereikt Uren.
2) universeel en flexibel
PLC -producten zijn geserialiseerde productie, een verscheidenheid aan structurele vormen, er is veel ruimte voor keuze in het model. Bovendien kunnen de gebruiker PLC en perifere module -variëteiten gebaseerd zijn op de vereisten van verschillende taken, verschillende componenten kiezen om flexibel te combineren in een besturingsapparaat met verschillende hardwarestructuur.
Wat nog belangrijker is, de belangrijkste functie van het PLC -besturingssysteem wordt gerealiseerd via het programma, dus in de noodzaak om de besturingsfunctie van het apparaat te wijzigen, hoeft alleen het programma en een kleine hoeveelheid bedrading te wijzigen, de werklast is erg klein, en Dit is een algemeen relaiscontrolesysteem moeilijk te doen.
3) Programmeren is eenvoudig en handig
PLC -applicatieprogramma is zeer eenvoudig te bereiden. Programmering kan worden gebruikt met het Relay Contactor Control Circuit is erg vergelijkbaar met de laddertaal, deze programmeertaalafbeelding intuïtief, gemakkelijk te begrijpen, zelfs zonder computerkennis is ook zeer gemakkelijk te beheersen. De sequentiefunctie (sequentiële functietabel, SFC) is een structuurblokbestrijdingsstroomdiagram, die programmeren eenvoudiger en handiger kan maken.
4) Functionaliteit is perfecte, sterke expansiemogelijkheden
Het invoer- / uitvoersysteem van PLC is functioneel perfecte, betrouwbare prestaties, kan zich aanpassen aan verschillende vormen en de aard van de schakel- en analoge ingang / uitgang.
PLC -functie -eenheid kan gemakkelijk d / a, A / D -conversie en PID -bewerking, procesbesturing, digitale besturing en andere functies realiseren. Het kan ook worden gebruikt met andere computersystemen en besturingsapparatuur om een gedistribueerd of gedecentraliseerd besturingssysteem te vormen, dat goed kan voldoen aan de behoeften van verschillende controle. Publieke nummer "Werktuigbouwkunde literatuur", het benzinestation van de ingenieur!
5) Korte cyclus van ontwerp, constructie en inbedrijfstelling, eenvoudig onderhoud
Relaiscontactregelsysteem in het tussenliggende relais, tijdrelais, teller en andere elektrische componenten in het PLC -besturingssysteem is een "zachte component" -vorm, en het programma in plaats van harde bedrading, dus de installatie- en bedradingwerklast is klein; Medewerkers kunnen ook van tevoren zijn volgens de specifieke controle -eisen in de PLC vóór de aankomst van de programmering, waardoor de bouwwerklast aanzienlijk wordt verminderd. Medewerkers kunnen de PLC ook vooraf programmeren volgens de specifieke controle -eisen vóór de aankomst van de PLC, die de bouwperiode aanzienlijk verkort.
PLC is klein van grootte, licht in gewicht en gemakkelijk te installeren; PLC heeft perfecte zelfdiagnostische en monitoringfuncties, zoals het weergeven van de interne werkstatus, communicatiestatus, I/O-puntstatus, abnormale status en stroomvoorzieningsstatus. Het personeel kan de oorzaak van de fout erachter komen, zodat het gemakkelijk is om er snel mee om te gaan.
Vanwege de bovenstaande kenmerken van PLC heeft PLC een breed scala aan toepassingen, kan worden gezegd dat zolang er fabrieken zijn, er PLC -toepassingen zijn voor controle -eisen.
Classificatie van PLC
PLC wordt geproduceerd als reactie op de behoeften van gemoderniseerde productie en de classificatie van PLC moet in lijn zijn met de behoeften van gemoderniseerde productie. Over het algemeen kan PLC worden gecategoriseerd vanuit drie perspectieven, namelijk controleschaal, controleprestaties, structurele kenmerken.
1, volgens de PLC Control Scale -classificatie
PLC kan volgens de controleschaal worden onderverdeeld in kleine PLC, middelgrote PLC en grote PLC.
1) Kleine PLC
Small PLC verwijst in het algemeen naar PLC's met minder dan 256 invoer/uitvoerpunten (I/O -punten), een enkele CPU (8- bit of {16- bit), en een gebruikersprogramma -geheugen van minder dan 4KB, voornamelijk voor schakelregeling.
Vanwege de beperking van het aantal controlepunten heeft de besturingsfunctie bepaalde beperkingen. Kleine PLC klein, flexibel, kan echter direct worden geïnstalleerd in de elektrische regelkast, zeer geschikt voor stand-alone controle of kleine systeemregeling.
De serie S 7-200 en S 7-1200 uit Siemens, Duitsland en de FX -serie uit Mitsubishi, Japan, zijn kleine PLC's.
2) middelgrote PLC
Medium-sized PLC verwijst over het algemeen naar PLC's met 256 ~ 2048 I/O-punten, dubbele CPU's of meerdere CPU's en een gebruikersprogramma-geheugen van 2 ~ 8KB of groter, met schakel- en analoge besturingsfuncties en sterkere digitale berekeningsmogelijkheden.
Omdat middelgrote PLC's meer controlepunten en sterke besturingsfuncties hebben, kunnen ze worden gebruikt voor directe controle van apparatuur en monitoring van meerdere PLC's op een lager niveau en zijn ze geschikt voor controle van middelgrote of grote besturingssystemen.
Siemens S 7-300 serie, de Japanse Omron C200H-serie, de Japanse Mitsubishi Q-serie van sommige modellen behoren tot de middelgrote PLC.
3) Grote PLC
Grote PLC verwijst over het algemeen naar PLC's met meer dan 2048 I/O -punten, dubbele CPU's of meervoudige CPU's (16- bit of {32- bit), en een gebruikersprogramma -geheugen van 8-16 kb of groter , die niet alleen complexe rekenkundige bewerkingen kunnen uitvoeren, maar ook complexe matrixbewerkingen vanwege het grote aantal controlepunten, sterke besturingsfuncties en sterke rekenmogelijkheden.
Grote PLC kan niet alleen worden gebruikt voor directe controle van apparatuur, maar ook voor het monitoren en besturen van meerdere PLC's op een lager niveau om een gecentraliseerd productieprocescontrolesysteem te vormen. Grote PLC's zijn geschikt voor apparatuurautomatiseringsprocessen, procesautomatiseringscontrole en procesbewakingssystemen.
Siemens S 7-400 serie, de Japanse Omron CVM1- en CS1 -serie, de Japanse Mitsubishi Q -serie van sommige van de modellen zijn grote PLC.
2, volgens de PLC Control Performance Classificatie
PLC's kunnen worden gecategoriseerd in lage, middelgrote en hoogwaardige machines volgens hun controleprestaties.
1) Laaggrade machine
Dit type PLC heeft basisbesturingsfuncties en algemene rekenkundige vaardigheden, lage bedrijfssnelheid en ondersteunt minder cijfers en soorten invoer- en uitvoermodules.
Deze PLC's zijn geschikt voor eenvoudige controle op kleine schaal en zijn over het algemeen geschikt voor gebruik als slave -station in een netwerk. Siemens S 7-200 serie behoort bijvoorbeeld tot deze categorie.
2) middenbereik
Dit soort PLC heeft een sterke besturingsfunctie en een sterke berekeningsvermogen, die niet alleen de algemene logische werking kan voltooien, maar ook een complexere trigonometrische werking, exponentiële werking en PID -werking kan voltooien, met snellere werksnelheid, meer input- en uitvoermodules en meer Soorten invoer- en uitvoermodules.
Dit soort PLC kan niet alleen kleinschalige controletaken uitvoeren, maar ook groterschalige besturingstaken, en kan worden gebruikt als een slave-station of hoofdstation in netwerken. Siemens S 7-300 serie behoort bijvoorbeeld tot deze categorie.
3) Hoogwaardige machine
Dit type PLC heeft krachtige besturingsfuncties en een sterke rekenkundige vaardigheden, niet alleen kan de logische bewerking, trigonometrische functie, exponentiële werking en PID -werking voltooien, maar kan ook complexe matrixberekening uitvoeren, de werksnelheid is zeer snel en het kan besturen Een groot aantal invoer- en uitvoermodules en de typen zijn uitgebreid. Het publieke nummer "Werktuigbouwkundige literatuur", het tankstation van ingenieurs!
Dit type PLC kan niet alleen medium-sized bedieningstaken voltooien, maar kan ook een zeer grootschalige besturingstaken voltooien, in het netwerken wordt in het algemeen als hoofdstation gebruikt. Siemens S 7-400 serie behoort bijvoorbeeld tot deze categorie.
PLC kan worden onderverdeeld in twee typen volgens de structuur: integrale type en gecombineerd type.
3, gecategoriseerd door PLC -structuur
1) Integrale type
Integrale structuur van de PLC -voeding, CPU, geheugen, I / O -systeem wordt compact geïnstalleerd in een standaardbehuizing, als geheel, die de basiseenheid van de PLC bestaat.
Een basiseenheid is een complete PLC die verschillende bedieningselementen kan realiseren. Wanneer het aantal controlepunten niet aan de behoeften voldoet, kan het worden aangesloten op een uitbreidingseenheid, die geen CPU heeft, en de basiseenheid en een aantal uitbreidingseenheden kunnen een groter systeem vormen.
De voordelen van de algehele structuur zijn zeer compact, klein formaat, lage kosten, gemakkelijk te installeren, het nadeel is dat het aantal invoer- en uitvoerpunten een beperkte verhouding heeft. Kleine PLC meestal voor de algehele structuur. Siemens S 7-200 serie en de Japanse Mitsubishi FX -serie PLC is bijvoorbeeld de algemene structuur.
2) Combinatietype
Combinatie PLC is een PLC -systeemcomponenten die functioneel worden onderverdeeld in een aantal modules, zoals CPU -modules, invoermodules, uitgangsmodules, voedingsmodules, enz., En deze modules kunnen in het frame of substraat worden ingebracht om een volledige controle te vormen systeem. Hoewel de functie van elke module relatief single is, zijn de soorten modules steeds rijker.
Sommige PLC bijvoorbeeld naast de basis -I/O -modules, zijn er enkele speciale functiemodules, zoals temperatuurdetectiemodule, positiedetectiemodule, PID -regelsmodule, communicatiemodule, enzovoort. PLC's van de modulaire structuur gebruiken een bouwsteenbenadering om een systeem te vormen door de vereiste modules op een substraat in te voegen.
De kenmerken van PLC van gecombineerde structuur zijn dat CPU, input en output onafhankelijke modules zijn, uniforme modulegrootte, eenvoudige installatie, gratis selectie van I/O -modules (volgens het aantal punten) en handige installatie, foutopsporing, uitbreiding en onderhoud .
Middelgrote en grote machines zijn meestal van een gecombineerde structuur, bijvoorbeeld S 7-300 serie en S 7-400 serie Siemens en Q-serie PLC van Mitsubishi.
De samenstelling van de gecombineerde PLC wordt weergegeven in de onderstaande figuur en de modules zijn met elkaar verbonden via de bus op de basisplaat, en de afstand tussen de CPU en de uitbreidingsmodules mag niet hoger zijn dan 10m als ze zijn verbonden met kabels.
Technische specificaties van PLC
De technische indicatoren van PLC omvatten hardware -indicatoren en software -indicatoren.
1, hardware -indicatoren
Hardware -indicatoren omvatten algemene indicatoren, invoerkenmerken en uitvoerkarakteristieken.
Algemene indicatoren worden voornamelijk weerspiegeld in de omgevingstemperatuur, de vochtigheid van de omgeving, trillingen, shock, ruis, interferentie en spanningsweerstand en andere prestaties.
Invoerkarakteristieken worden voornamelijk weerspiegeld in de mate van isolatie van het invoercircuit, ingangsgevoeligheid, responstijd en de vereiste voedingsprestaties.
Uitgangskarakteristieken worden voornamelijk gereflecteerd in de circuitsamenstelling (verwijst hier naar de relaisuitgang, transistoruitgang of thyristoruitgang), circuitisolatie, maximale belasting, minimale belasting, responstijd en externe voedingsprestaties.
2, software -index
Software -indexen omvatten voornamelijk programmacapaciteit, programmeertaal, communicatiefunctie, loopsnelheid, instructietype, type en aantal componenten. Publieke nummer "Werktuigbouwkunde literatuur", het benzinestation voor ingenieurs!
Programmacapaciteit verwijst naar de grootte van het geheugen van de PLC en het externe geheugen, meestal van verschillende kilobytes tot verschillende megabytes. De soorten geheugen zijn over het algemeen RAM, EPROM en EEPROM.
Programmeertaal is de taal die door de PLC wordt gebruikt om het gebruikersprogramma te schrijven. Er zijn veel programmeertalen die kunnen worden gebruikt door de PLC, zoals ladderdiagrammen, statementstabellen, sequentiële functiediagrammen en functieblokdiagrammen. Elke extra programmeertaal maakt de voorbereiding van gebruikersprogramma's sneller en handiger.
Communicatiefunctie verwijst naar of de PLC al dan niet communicatiemogelijkheden heeft en wat voor soort communicatiemogelijkheden hij heeft. Over het algemeen kan het worden onderverdeeld in externe I/O-communicatie, computercommunicatie, point-to-point communicatie, snelle bus, kaartnetwerk, enzovoort. Momenteel is communicatiecapaciteit een belangrijke indicator voor PLC -prestaties.
Runnensnelheid verwijst naar de lengte van de werkingstijd van de werking, die kan worden gemeten door de uitvoeringstijd van de basisinstructie, hoe korter, hoe beter, in het algemeen onder het microseconde niveau. Hoe sterker de functie van de instructie, hoe beter de prestaties van de PLC.
Het aantal typen en aantal componenten weerspiegelt niet alleen de prestaties van de PLC, maar geeft ook de grootte van de PLC aan. Het aantal I/O -componenten geeft de invoer/uitvoercapaciteit van de PLC aan; Het aantal soorten I/O-componenten (DC, AC, analoog, snelle tellen, positionering, PID) geeft de prestaties van de PLC aan.
3, de belangrijkste prestatie -indicatoren
1) Geheugencapaciteit
De opslagcapaciteit verwijst naar de capaciteit van het geheugen van het gebruikersprogramma. De opslagcapaciteit bepaalt de grootte van het gebruikersprogramma dat de PLC kan accommoderen en wordt meestal berekend in eenheden van bytes. Elke 1024 bytes is 1KB. De opslagcapaciteit van middelgrote en kleine PLC's ligt in het algemeen onder 8 KB, terwijl de opslagcapaciteit van grote PLC's 256 KB ~ 2MB kan bereiken. Sommige PLC's gebruiken het aantal opdrachten van het gebruikerprogramma om de capaciteit aan te geven, en het aantal opdrachten dat is opgeslagen in een middelgrote of kleine PLC is in het algemeen 2, 000 opdrachten.
2) Aantal invoer/uitvoer (I/O) punten
Het aantal I/O -punten verwijst naar de som van het aantal invoerpunten en het aantal uitvoerpunten, hoe meer I/O -punten, hoe meer externe toegang tot de invoerapparaten en uitvoerapparaten, hoe groter de schaal van besturing, Het aantal I/O -punten is dus een maat voor de grootte van de PLC -index. De internationale populariteit van het totale aantal I/O -punten in 64 punten en onder de PLC wordt Micro PLC genoemd; 64 ~ 256 punten worden een kleine PLC genoemd; 256 ~ 2048 punten worden een middelgrote PLC genoemd; 2048 punten of meer worden een grote PLC genoemd.
3) scansnelheid
Scansnelheid verwijst naar de snelheid waarmee een PLC een programma uitvoert. Over het algemeen wordt de scansnelheid gemeten tegen de tijd die nodig is om 1KB uit te voeren. De snelheid van het uitvoeren van instructies voor verschillende functies varieert sterk, en momenteel wordt de snelheid van het uitvoeren van Booleaanse instructies ook gebruikt om de snelheid van PLC -bewerking te karakteriseren. Sommige merken PLC's geven de tijd om verschillende instructies uit te voeren in de gebruikershandleiding, en de snelheid van PLC -bewerking kan worden gemeten door de tijd te vergelijken die door verschillende PLC's wordt gebruikt om vergelijkbare bewerkingen uit te voeren.
4) functie en aantal instructies
De sterkte van de functie en het aantal instructies weerspiegelen de sterkte van het vermogen van de PLC. Over het algemeen geldt dat hoe meer typen en het aantal programmeerinstructies, hoe sterker de verwerkings- en besturingsmogelijkheden, en hoe eenvoudiger het is om gebruikersprogramma's voor te bereiden.
5) Typen en aantal interne componenten
Bij het programmeren van een programma is een groot aantal interne componenten vereist om variabelen, tussenliggende resultaten, timing- en telinformatie, module -instellingenparameters en verschillende vlagbits op te slaan. Hoe groter het aantal en het type van dergelijke componenten, hoe groter het informatieverwerkingsmogelijkheden van de PLC.
6) Aantal intelligente eenheden
Om enkele speciale besturingstaken te voltooien, hebben PLC -fabrikanten speciale intelligente eenheden ontworpen voor hun producten, zoals analoge bedieningseenheden, positioneringscontrole -eenheden, snelheidscontrole -eenheden en communicatie -eenheden. Het aantal soorten intelligente eenheden en de sterkte van de functie is een belangrijke indicator van het niveau van PLC -producten.
7) Uitbreidingsmogelijkheden
De uitbreiding van PLC omvat de uitbreiding van het aantal I/O -punten, de uitbreiding van opslagcapaciteit, de uitbreiding van netwerkfuncties en de uitbreiding van de verbinding van verschillende modules. De meeste PLC's kunnen het aantal I/O -punten uitbreiden met I/O -uitbreidingseenheden; Sommige PLC's kunnen worden uitgebreid met verschillende functiemodules. Er is echter altijd een limiet aan de uitbreidingsfunctie van PLC.
Na het begrijpen van de verschillende indexen van PLC, kunt u een geschikt product selecteren van een groot aantal PLC's volgens de vereisten van specifieke controleprojecten.