2024年4月12日发(作者:于文栋)
PLC的工作,分类及特点介绍
PLC应用知识:主要介绍 PLC 用于顺序、过程、运动控制及信息处理的机理及相应程序。
扩展知识:介绍 PLC 联网通讯及 PLC 程序组织。而在应用知识部分,则围绕PLC用于顺
序控制、过程控制、运动控制、信息处理及联网通讯(也即远程控制)五大主题。
本教程所介绍的PLC是目前国内最常用的OMRON、西门子及三菱三大品牌的主流机型。
尽管它们之间的差别较大。但这些差别主要表现在硬件配置、指令系统及网络结构与协议
上。而从功能及应用角度看,则都是相通的。
PLC是可编程控制器的英文缩写,定义:“可编程控制器是一种数字运算操作的电子
系统,专为在工业环境应用而设计的。它采用可编程的存储器,用于其内部存储程序,执
行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式
输入、输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备,都按易于
与工业控制系统联成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。”
可知,PLC这个电子系统,也是靠存贮程序、执行指令,进行信息处理,实现输入到输出的
变换。但它的目的是用以控制各种类型机械或生产过程。所以,从实质上讲,它是一台工
业环境应用的、满足实时控制要求的专用计算机。与普通计算机所不同的主要是:
它没有键盘,代之为一个个输入电路,并用其获取控制命令或现场信号。同时,此输入电
路具有滤波能力的,与内部电路为电隔离的,但可通过光耦合建立联系;它没有显示器,
代之为一个个输出电路,并用其产生控制输出。由于此电路具有驱动能力,故可以驱动一
般的工业控制元器件,如电磁阀、接触器等。同时,此电路与内部电路也是电隔离的,用
光或磁耦合建立联系;它没有硬盘,只有内存。但可配备存贮卡,以为程序与数据建立备
份;它配置有外设或通讯接口,可用以编程或下载程序、监控及联网通讯;它的结构为模
块化,体积小,安装方便,比较坚固,具有很强的抗干扰、抗冲击、抗震动特性。
总之,PLC只是一台没有键盘、没有显示器、没有硬盘,但有很多输入、输出电路、配有接
口,可在工业现场实时使用的、模块化、小型化的特殊计算机。
PLC是怎么工作的
它的工作有两个要点:入出信息变换、可靠物理实现。
入出信息变换主要由运行存储于PLC内存中的程序实现。这程序既有系统的(这程序又称
监控程序,或操作系统),又有用户的。系统程序为用户程序提供编辑与运行平台,同
时,还进行必要的公共处理,如自检,I/O刷新,与外设、上位计算机或其它PLC通讯等处
。用户程序由理用户按照控制的要求进行设计。什么样的控制,就有什么样的用户程序。
可靠物理实现主要通过输入(I, INPUT)及输出(O, OUTPUT)电路。每一输入点或输
出点就有一个I或O电路。而且,总是把若干个这样电路集成在一个模块(或箱体)中,然
后再由若干个模块(或箱体)集成为PLC完整的I/O系统(电路)。尽管这些模块相当多,
占了PLC体积的大部分,但由于它们都是由高度集成化的,所以,PLC的体积还是不太大
的。
输入电路时刻监视着输入点的(通、ON或断、OFF)状态,并将此状态暂存于它的输入暂存
器(还可能有别的称谓)中。每一输入点都有一个与其对应的输入暂存器。
输出电路有输出锁存器(还可能有别的称谓)。它也有两个状态,高、低电位状态,并可
锁存。同时,它还有相应的物理电路,可把这个高、低电位的状态传送给输出点。每一输
出点都有一个与其对应的输出锁存器。
这里的输入暂存器及输出锁存器实际是PLC的I/O电路的寄存器。它们与PLC内存交换信
息通过PLC I/O总线及运行PLC的系统程序实现。
把输入暂存器的信息读到PLC的内存中,称输入刷新。PLC内存有专门开辟的存放输入信息
的映射区。这个区的每一对应位(bit)称为输入继电器,或称软触点,或称为过程映射输
入寄存器(the process-image input register)。这些位(bit)置成1,表示触点通,置成0为
触点断。由于它的状态是由输入刷新得到的,所以,它反映的就是输入点的状态。
输出锁存器与PLC内存中的输出映射区也是对应的。一个输出锁存器也有一个内存位
(bit)与其对应,这个位称为输出继电器,或称输出线圈,或称为过程映射输出寄存器(the
process-image output register)。通过PLC I/O总线及运行系统程序,输出继电器的状态将映
射给输出锁存器。这个映射的完成也称输出刷新。
PLC除了有可接收开关信号的输入电路,有时,还有接收模拟信号的输入电路(称模
拟量输入单元或模块)。只是后者先要进行模、数转换,然后,再把转换后的数据存入
PLC相应的内存单元中。如要产生模拟量输出,则要配有模拟量输出电路(称模拟量输出
模块或单元)。靠它对PLC相应的内存单元的内容进行数、模转换,并产生输出。
这样,用户所要编的程序只是,PLC输入有关的内存区到输出有关的内存区的变换。这是一
个数据及逻辑处理问题。由于PLC有强大的指令系统,编写出满足这个要求的程序是完全
可能的。
图1-1PLC实现控制示意图
图1-1对以上叙述作了说明。其中框图代表信息存储的地点,箭头代表信息的流向及实现
信息流动的手段。这个图,既反映了PLC实现控制的两个基本要点,同时也反映了信息在
PLC中的空间关系。
简单地说,PLC工作过程是:输入刷新---运行用户程序---输出刷新,再输入刷新---再运行用
户程序---再输出刷新⋯永不停止地循环反复地进行着。
a- 简化工作流程图b –实际工作流程图
图1-2 PLC工作流程图
有了上述过程,用PLC实现控制显然是可能的。因为:有了输入刷新,可把输入电路监视
得到的输入信息存入PLC的输入映射区;经运行用户程序,输出映射区将得到变换后的信
息;再经输出刷新,输出锁存器将反映输出映射区的状态,并通过输出电路产生相应的输
出。又由于这个过程是永不停止地循环反复地进行着,所以,输出总是反映输入的变化。
只是响应的时间上,略有滞后。但由于PLC的工作速度很快,所以,这个“略有滞后”的时
间是很短的,一般也就是几豪秒、几十豪秒,最多也不会超过100到200毫秒
公共处理工作有:循环时间监视、外设服务及通讯处理等。监视循环时间的目的是避免用
户程序“死循环”,保证PLC能正常工作。为避免用户程序“死循环”的办法是用“看门狗”
(Watching dog),即设一个定时器,监测用户程序的运行时间。只要循环超时,即报警,
或作相应处理。外设服务是让PLC可接受编程器对它的操作,或向编程器输出数据。通讯
处理是实现与计算机,或与其它PLC,或与智能操作器、传感器进行信息交换的。这也是增
强PLC控制能力的需要。
也就是说,实际的PLC工作过程总是:公共处理——I/O刷新——运行用户程序——再公共
处理——⋯反复不停地重复着。图1-2b所示的是实际的过程。此外,PLC上电后,也要进行
系统自检及内存的初始化工作,为PLC的正常运行做好准备。用这种不断地重复运行程序
以实现控制,称扫描方式工作。是PLC基本的工作方式。
此外,为了应对紧急任务,PLC还有中断工作方式。在中断方式下,需处理的任务先申请中
,被响应后停断止正运行的程序,转而去处理中断工作(运行有关中断的服务程序)。待
处理完中断,又返回运行原来程序。
PLC的中断方式的任务,或称事件,是分等级的。同时出现两个或多个中断事件,则
优先级高的先处理,继而处理低的。直到全部处理完中断任务,再转为执行扫描程序。
从PLC工作过程可知,PLC的输出对输入的响应是有滞后的。这滞后时间也称响应时间。
PLC能实现什么功能
PLC有丰富的指令系统,有各种各样的I/O接口、通讯接口,有大容量的内存,有可
靠的操作系统,因而具有丰富的功能:
信号采集功能:可采集开关信号、模拟信号及脉冲信号。
输出控制功能:可控制输出开关信号、模拟信号及脉冲(脉冲链或脉宽可调制的脉冲)信号。
逻辑处理功能:可进行种种位、字节、字、双字逻辑运算。
数据运算功能:可进行种种字、双字整数运算,有的还可进行浮点运算。
定时功能:可进行延时或定时控制,时间可精确到毫秒。有的还有内置实时时钟。
计数功能:可进行计数,高速计数频率可高达几百KHz。
中断处理功能:可实现种种内外中断,以提高对输入的响应速度与精度。
程序与数据存贮功能:可存贮系统设定、程序及数据,并可保证这些数据在掉电时不丢失
。此外,还有联网通讯、自检测、自诊断等功能。
PLC有那些类型
1.按生产厂家分有:
德国的西门子公司、美国的AB(Allen-Bradley)公司(现已被美国的Rockwell公司收购),
美国GE公司与日本FANAC合资的GE-FANAC公司、法国的施耐德公司(原美国MO
DICON公司已被其收购)以及日本的欧姆龙(OMRON)公司、三菱公司、松下公司、东芝
公司、富士公司、光洋公司、日立公司等等。
德国西门子公司:主流产品为 S7系列机,有S7200(小型)、S7300(中型)及S7400机(大
型)。此外,还推出微型机Logo。
日本OMRON公司:主流产品为CS1H、CS1D(可双机热备)、CJ1H、CQM1H 、CP1H、
CPM2A及 ZEN微型机。
日本三菱公司:主流产品为FX系列机、Q系列机及Alphi微型机。此外,在三菱公司Q系列
高档机中,除了有常规的顺序控制CPU外,还推出运动控制CPU、过程控制CPU及PC(计
算机)CPU,分别可进行运动控制、过程控制及信息处理。
美国AB(Allen-Bradley)公司主要为Logix系列机。如ControlLogix、FlexLogix、CompactLog
ix、MicroLogix及PicoLogix微型机。此外,还有软PLC(SoftLogix5 Controller),过程控制
PLC(PPC Programable Process Controller),安全性(GuildPLC)PLC。
GE-FANAC有90-70机、90-30机。最近,还推出控制与信息处理能力有很大提升的可编程自
动化控制器,即,PAC。
法国施耐德公司有:MODICON Quantun(大、超大型机)、MODICON Premiun(中型机)、
MODICON Compact(中、小型机、可用于较大的工作温度范围及有腐蚀气氛的场合)
Momentun(中型机)、MODICON Micro(小型机)、MODICON Naza(微型机)。
2.按控制规模分:
大致可分为微型机、小型机、中型机及大型机、超大型机。大型机、超大型机功能强、性
能高,价格也高。而微型机、小型机功能差些、性能低些,但价格便宜。这里划分的唯一
依据是控制规模。
微型机控制的仅几点、十几点、几十点,如OMRON公司新推出的ZEN机,主机有8点、
10点两种,加扩展,最多可扩到34点。再如西门子的logo机,小的也仅能控制10点。还如
三菱的alpha机,I/O点数分别有6、10及20等几种规格,而alphaXL的I/O点数分别有14、
24两种规格。这些机型,有的还内嵌有简易的编程工具,很便于编程。由于它的价格低
廉、使用方便、工作可靠、体积很小„而且,它的可输出电流比其它PLC都大,有的可达
安培。因而,可成继电器8控制的替代品,也因此,有的则称其为可编程继电器(PLR)。
小型机控制点可达100多点,以至于稍多。如OMRON公司的CPM2A、CP1H、CQM1H,
则分别可达到120、320、512点。西门子公司的S7200机可也达一百多点。新推出S7-200 CN
为中国版机型。当最大配置时,控制点数可达248路(西门子称I/O点为路)。三菱公司的
FX2N最多点数也可达256点,而FX3UC机可达300多点。
中型机控制点数可达近500点,以至于以千点计。如OMRON公司CJ1H机可超过2000多
点。德国西门子公司的S7300机最多可达512点(开关量),新推出的CPU318-2也可超过
1000点(开关量)。此外,还可另加128路模拟量输入或输出。三菱的Q系列的基本型机,
控制点数也可达2048点。
大型机控制点数一般在1000点以上。如OMRON公司的。CS1H机最大配置可达5000多点。
三菱的Q系列的高档机,控制点数也可达8192点。
超大型机控制点数可达万点,以至于几万点、10几万点、几十万点。如美国GE公司的90-70
机,其点数可达24000点,另外还可有8000路的模拟量。西门子的S7-417-4机,其控制点数
可达128K 开关量输入、128K开关量输出,或8K的模拟量入及模拟量出。
3.按结构特点分:
可分为箱体式与模块式。近期还出现有内插板式。
箱体式的PLC:把电源、CPU、内存、I/O系统都集成在一个小箱体内。一个主机箱体就是
一台完整的PLC,就可用以实现控制。微型、小型机多为箱体式。
为了系统配置方便,有的主箱体还可增加内插选件,如通讯接口选件、内存选件、模拟量
输入、输出选件等,为要增强主箱体功能的用户提供方便。此外,还有扩展箱体。扩展箱体
外观与主箱体类似,但一般只有I/O系统及电源(有的没有,其电源可由主箱体提供)。有
的另有其它功能。如主箱体控制点数不符需要或功能不足,可再接若干个扩展箱体。
模块式的PLC:它由具有不同功能的模块组成。其主要模块有,CPU模块、输入模块、输出
模块、电源模块、通讯模块、机架„等等。超大、大、中型机都是模块式的。
在结构上讲,由模块组合成系统有三种方法:
无底板,靠模块间接口直接相联,然后再固定到相应导轨上。OMRON公司的CQM1、CJ1
机就是这种结构,比较紧凑。西门子的S7_300也如此,只是它还要用接线插头联接,如要单
独固定时,还得另定购固定支架。
有底板,所有模块都固定在底板上。比较牢固,但底板的槽数是固定的,如3、5、8、10槽
等等。这个槽数与实际的模块数不一定相等,所以,配置时难免有空槽。这既浪费,又多
占空间,以至于有时还得用占空单元,把多余的槽覆盖好。
用机架代替底板,所有模块都固定在机架上。这种结构比底板式的复杂,但更牢靠。用这
种组合时,它的模块不用外壳,但有小面板,用组合后密封与信号显示。
内插板式: 为了适应机电一体化的要求,有的PLC制造成内插板式的,可嵌入到有关装置
中。如有的数控系统,其逻辑量控制用的内置PLC,就可用这个内插板式的PLC代替。它
有输入点、输出点,还有通讯口、扩展口及编程器口。PLC有的功能,它也都有。但它只是
一个控制板,可很方便地镶嵌到有关装置中。
4.按其它特点分:
如按电源分有:用直流24伏的,交流220/110伏的。交流也还有宽幅,有的称任意的(从
80到240伏均可)与非宽幅(220、110伏可选)。如按内存分有:RAM加电池的,ROM的,
闪烁内存的。有另加内存卡的,有不加的。等等。如按功能分有:普通顺序控制功能的,
过程控制功能的,即P(Programable)P(Process)C(Controllor),运动控制功能的,即
P(Programable)M(Motion)C(Controllor)。如按使用环境分有:普通使用环境的,环境
扩展型的。如施耐德公司的TSX Compact型PLC,其允许工作温度范围为:-40℃到70℃。
再如西门子的S7-300环境扩展型的-CPU模块,信号模块,接口模块和 ET 200M分布式I/O
模块。所配置的系统,允许工作的温度范围为, -25℃到 +60℃,也适用于存在凝露,结冰
和95%湿度的环境,并有更强的耐受振动和污染特性。它的S7-200机也推出了“宽温型”
的产品,可在 -25℃到 +70℃下正常工作。如按可靠性分有:普通的,冗余的及安全型PLC
(GuardPLC)。
PLC主要特点是什么
从讨论PLC的工作原理知,PLC的输入与输出在物理上是彼此隔开的,其间的联系主要不
是靠物理过程,不是用线路,而主要靠变换信息的程序实现。输入输出主要为软联系,而
不是硬联系。它的工作基础是信息流,而不是物流、能量流。
信息不同于物质与能量,有自身的规律。信息便于处理,便于传递,便于存储;信息可反
复重用,重用后自身还不消失,等等。正是由于信息的这些特点,决定了PLC的基本特点。
2024年4月12日发(作者:于文栋)
PLC的工作,分类及特点介绍
PLC应用知识:主要介绍 PLC 用于顺序、过程、运动控制及信息处理的机理及相应程序。
扩展知识:介绍 PLC 联网通讯及 PLC 程序组织。而在应用知识部分,则围绕PLC用于顺
序控制、过程控制、运动控制、信息处理及联网通讯(也即远程控制)五大主题。
本教程所介绍的PLC是目前国内最常用的OMRON、西门子及三菱三大品牌的主流机型。
尽管它们之间的差别较大。但这些差别主要表现在硬件配置、指令系统及网络结构与协议
上。而从功能及应用角度看,则都是相通的。
PLC是可编程控制器的英文缩写,定义:“可编程控制器是一种数字运算操作的电子
系统,专为在工业环境应用而设计的。它采用可编程的存储器,用于其内部存储程序,执
行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式
输入、输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备,都按易于
与工业控制系统联成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。”
可知,PLC这个电子系统,也是靠存贮程序、执行指令,进行信息处理,实现输入到输出的
变换。但它的目的是用以控制各种类型机械或生产过程。所以,从实质上讲,它是一台工
业环境应用的、满足实时控制要求的专用计算机。与普通计算机所不同的主要是:
它没有键盘,代之为一个个输入电路,并用其获取控制命令或现场信号。同时,此输入电
路具有滤波能力的,与内部电路为电隔离的,但可通过光耦合建立联系;它没有显示器,
代之为一个个输出电路,并用其产生控制输出。由于此电路具有驱动能力,故可以驱动一
般的工业控制元器件,如电磁阀、接触器等。同时,此电路与内部电路也是电隔离的,用
光或磁耦合建立联系;它没有硬盘,只有内存。但可配备存贮卡,以为程序与数据建立备
份;它配置有外设或通讯接口,可用以编程或下载程序、监控及联网通讯;它的结构为模
块化,体积小,安装方便,比较坚固,具有很强的抗干扰、抗冲击、抗震动特性。
总之,PLC只是一台没有键盘、没有显示器、没有硬盘,但有很多输入、输出电路、配有接
口,可在工业现场实时使用的、模块化、小型化的特殊计算机。
PLC是怎么工作的
它的工作有两个要点:入出信息变换、可靠物理实现。
入出信息变换主要由运行存储于PLC内存中的程序实现。这程序既有系统的(这程序又称
监控程序,或操作系统),又有用户的。系统程序为用户程序提供编辑与运行平台,同
时,还进行必要的公共处理,如自检,I/O刷新,与外设、上位计算机或其它PLC通讯等处
。用户程序由理用户按照控制的要求进行设计。什么样的控制,就有什么样的用户程序。
可靠物理实现主要通过输入(I, INPUT)及输出(O, OUTPUT)电路。每一输入点或输
出点就有一个I或O电路。而且,总是把若干个这样电路集成在一个模块(或箱体)中,然
后再由若干个模块(或箱体)集成为PLC完整的I/O系统(电路)。尽管这些模块相当多,
占了PLC体积的大部分,但由于它们都是由高度集成化的,所以,PLC的体积还是不太大
的。
输入电路时刻监视着输入点的(通、ON或断、OFF)状态,并将此状态暂存于它的输入暂存
器(还可能有别的称谓)中。每一输入点都有一个与其对应的输入暂存器。
输出电路有输出锁存器(还可能有别的称谓)。它也有两个状态,高、低电位状态,并可
锁存。同时,它还有相应的物理电路,可把这个高、低电位的状态传送给输出点。每一输
出点都有一个与其对应的输出锁存器。
这里的输入暂存器及输出锁存器实际是PLC的I/O电路的寄存器。它们与PLC内存交换信
息通过PLC I/O总线及运行PLC的系统程序实现。
把输入暂存器的信息读到PLC的内存中,称输入刷新。PLC内存有专门开辟的存放输入信息
的映射区。这个区的每一对应位(bit)称为输入继电器,或称软触点,或称为过程映射输
入寄存器(the process-image input register)。这些位(bit)置成1,表示触点通,置成0为
触点断。由于它的状态是由输入刷新得到的,所以,它反映的就是输入点的状态。
输出锁存器与PLC内存中的输出映射区也是对应的。一个输出锁存器也有一个内存位
(bit)与其对应,这个位称为输出继电器,或称输出线圈,或称为过程映射输出寄存器(the
process-image output register)。通过PLC I/O总线及运行系统程序,输出继电器的状态将映
射给输出锁存器。这个映射的完成也称输出刷新。
PLC除了有可接收开关信号的输入电路,有时,还有接收模拟信号的输入电路(称模
拟量输入单元或模块)。只是后者先要进行模、数转换,然后,再把转换后的数据存入
PLC相应的内存单元中。如要产生模拟量输出,则要配有模拟量输出电路(称模拟量输出
模块或单元)。靠它对PLC相应的内存单元的内容进行数、模转换,并产生输出。
这样,用户所要编的程序只是,PLC输入有关的内存区到输出有关的内存区的变换。这是一
个数据及逻辑处理问题。由于PLC有强大的指令系统,编写出满足这个要求的程序是完全
可能的。
图1-1PLC实现控制示意图
图1-1对以上叙述作了说明。其中框图代表信息存储的地点,箭头代表信息的流向及实现
信息流动的手段。这个图,既反映了PLC实现控制的两个基本要点,同时也反映了信息在
PLC中的空间关系。
简单地说,PLC工作过程是:输入刷新---运行用户程序---输出刷新,再输入刷新---再运行用
户程序---再输出刷新⋯永不停止地循环反复地进行着。
a- 简化工作流程图b –实际工作流程图
图1-2 PLC工作流程图
有了上述过程,用PLC实现控制显然是可能的。因为:有了输入刷新,可把输入电路监视
得到的输入信息存入PLC的输入映射区;经运行用户程序,输出映射区将得到变换后的信
息;再经输出刷新,输出锁存器将反映输出映射区的状态,并通过输出电路产生相应的输
出。又由于这个过程是永不停止地循环反复地进行着,所以,输出总是反映输入的变化。
只是响应的时间上,略有滞后。但由于PLC的工作速度很快,所以,这个“略有滞后”的时
间是很短的,一般也就是几豪秒、几十豪秒,最多也不会超过100到200毫秒
公共处理工作有:循环时间监视、外设服务及通讯处理等。监视循环时间的目的是避免用
户程序“死循环”,保证PLC能正常工作。为避免用户程序“死循环”的办法是用“看门狗”
(Watching dog),即设一个定时器,监测用户程序的运行时间。只要循环超时,即报警,
或作相应处理。外设服务是让PLC可接受编程器对它的操作,或向编程器输出数据。通讯
处理是实现与计算机,或与其它PLC,或与智能操作器、传感器进行信息交换的。这也是增
强PLC控制能力的需要。
也就是说,实际的PLC工作过程总是:公共处理——I/O刷新——运行用户程序——再公共
处理——⋯反复不停地重复着。图1-2b所示的是实际的过程。此外,PLC上电后,也要进行
系统自检及内存的初始化工作,为PLC的正常运行做好准备。用这种不断地重复运行程序
以实现控制,称扫描方式工作。是PLC基本的工作方式。
此外,为了应对紧急任务,PLC还有中断工作方式。在中断方式下,需处理的任务先申请中
,被响应后停断止正运行的程序,转而去处理中断工作(运行有关中断的服务程序)。待
处理完中断,又返回运行原来程序。
PLC的中断方式的任务,或称事件,是分等级的。同时出现两个或多个中断事件,则
优先级高的先处理,继而处理低的。直到全部处理完中断任务,再转为执行扫描程序。
从PLC工作过程可知,PLC的输出对输入的响应是有滞后的。这滞后时间也称响应时间。
PLC能实现什么功能
PLC有丰富的指令系统,有各种各样的I/O接口、通讯接口,有大容量的内存,有可
靠的操作系统,因而具有丰富的功能:
信号采集功能:可采集开关信号、模拟信号及脉冲信号。
输出控制功能:可控制输出开关信号、模拟信号及脉冲(脉冲链或脉宽可调制的脉冲)信号。
逻辑处理功能:可进行种种位、字节、字、双字逻辑运算。
数据运算功能:可进行种种字、双字整数运算,有的还可进行浮点运算。
定时功能:可进行延时或定时控制,时间可精确到毫秒。有的还有内置实时时钟。
计数功能:可进行计数,高速计数频率可高达几百KHz。
中断处理功能:可实现种种内外中断,以提高对输入的响应速度与精度。
程序与数据存贮功能:可存贮系统设定、程序及数据,并可保证这些数据在掉电时不丢失
。此外,还有联网通讯、自检测、自诊断等功能。
PLC有那些类型
1.按生产厂家分有:
德国的西门子公司、美国的AB(Allen-Bradley)公司(现已被美国的Rockwell公司收购),
美国GE公司与日本FANAC合资的GE-FANAC公司、法国的施耐德公司(原美国MO
DICON公司已被其收购)以及日本的欧姆龙(OMRON)公司、三菱公司、松下公司、东芝
公司、富士公司、光洋公司、日立公司等等。
德国西门子公司:主流产品为 S7系列机,有S7200(小型)、S7300(中型)及S7400机(大
型)。此外,还推出微型机Logo。
日本OMRON公司:主流产品为CS1H、CS1D(可双机热备)、CJ1H、CQM1H 、CP1H、
CPM2A及 ZEN微型机。
日本三菱公司:主流产品为FX系列机、Q系列机及Alphi微型机。此外,在三菱公司Q系列
高档机中,除了有常规的顺序控制CPU外,还推出运动控制CPU、过程控制CPU及PC(计
算机)CPU,分别可进行运动控制、过程控制及信息处理。
美国AB(Allen-Bradley)公司主要为Logix系列机。如ControlLogix、FlexLogix、CompactLog
ix、MicroLogix及PicoLogix微型机。此外,还有软PLC(SoftLogix5 Controller),过程控制
PLC(PPC Programable Process Controller),安全性(GuildPLC)PLC。
GE-FANAC有90-70机、90-30机。最近,还推出控制与信息处理能力有很大提升的可编程自
动化控制器,即,PAC。
法国施耐德公司有:MODICON Quantun(大、超大型机)、MODICON Premiun(中型机)、
MODICON Compact(中、小型机、可用于较大的工作温度范围及有腐蚀气氛的场合)
Momentun(中型机)、MODICON Micro(小型机)、MODICON Naza(微型机)。
2.按控制规模分:
大致可分为微型机、小型机、中型机及大型机、超大型机。大型机、超大型机功能强、性
能高,价格也高。而微型机、小型机功能差些、性能低些,但价格便宜。这里划分的唯一
依据是控制规模。
微型机控制的仅几点、十几点、几十点,如OMRON公司新推出的ZEN机,主机有8点、
10点两种,加扩展,最多可扩到34点。再如西门子的logo机,小的也仅能控制10点。还如
三菱的alpha机,I/O点数分别有6、10及20等几种规格,而alphaXL的I/O点数分别有14、
24两种规格。这些机型,有的还内嵌有简易的编程工具,很便于编程。由于它的价格低
廉、使用方便、工作可靠、体积很小„而且,它的可输出电流比其它PLC都大,有的可达
安培。因而,可成继电器8控制的替代品,也因此,有的则称其为可编程继电器(PLR)。
小型机控制点可达100多点,以至于稍多。如OMRON公司的CPM2A、CP1H、CQM1H,
则分别可达到120、320、512点。西门子公司的S7200机可也达一百多点。新推出S7-200 CN
为中国版机型。当最大配置时,控制点数可达248路(西门子称I/O点为路)。三菱公司的
FX2N最多点数也可达256点,而FX3UC机可达300多点。
中型机控制点数可达近500点,以至于以千点计。如OMRON公司CJ1H机可超过2000多
点。德国西门子公司的S7300机最多可达512点(开关量),新推出的CPU318-2也可超过
1000点(开关量)。此外,还可另加128路模拟量输入或输出。三菱的Q系列的基本型机,
控制点数也可达2048点。
大型机控制点数一般在1000点以上。如OMRON公司的。CS1H机最大配置可达5000多点。
三菱的Q系列的高档机,控制点数也可达8192点。
超大型机控制点数可达万点,以至于几万点、10几万点、几十万点。如美国GE公司的90-70
机,其点数可达24000点,另外还可有8000路的模拟量。西门子的S7-417-4机,其控制点数
可达128K 开关量输入、128K开关量输出,或8K的模拟量入及模拟量出。
3.按结构特点分:
可分为箱体式与模块式。近期还出现有内插板式。
箱体式的PLC:把电源、CPU、内存、I/O系统都集成在一个小箱体内。一个主机箱体就是
一台完整的PLC,就可用以实现控制。微型、小型机多为箱体式。
为了系统配置方便,有的主箱体还可增加内插选件,如通讯接口选件、内存选件、模拟量
输入、输出选件等,为要增强主箱体功能的用户提供方便。此外,还有扩展箱体。扩展箱体
外观与主箱体类似,但一般只有I/O系统及电源(有的没有,其电源可由主箱体提供)。有
的另有其它功能。如主箱体控制点数不符需要或功能不足,可再接若干个扩展箱体。
模块式的PLC:它由具有不同功能的模块组成。其主要模块有,CPU模块、输入模块、输出
模块、电源模块、通讯模块、机架„等等。超大、大、中型机都是模块式的。
在结构上讲,由模块组合成系统有三种方法:
无底板,靠模块间接口直接相联,然后再固定到相应导轨上。OMRON公司的CQM1、CJ1
机就是这种结构,比较紧凑。西门子的S7_300也如此,只是它还要用接线插头联接,如要单
独固定时,还得另定购固定支架。
有底板,所有模块都固定在底板上。比较牢固,但底板的槽数是固定的,如3、5、8、10槽
等等。这个槽数与实际的模块数不一定相等,所以,配置时难免有空槽。这既浪费,又多
占空间,以至于有时还得用占空单元,把多余的槽覆盖好。
用机架代替底板,所有模块都固定在机架上。这种结构比底板式的复杂,但更牢靠。用这
种组合时,它的模块不用外壳,但有小面板,用组合后密封与信号显示。
内插板式: 为了适应机电一体化的要求,有的PLC制造成内插板式的,可嵌入到有关装置
中。如有的数控系统,其逻辑量控制用的内置PLC,就可用这个内插板式的PLC代替。它
有输入点、输出点,还有通讯口、扩展口及编程器口。PLC有的功能,它也都有。但它只是
一个控制板,可很方便地镶嵌到有关装置中。
4.按其它特点分:
如按电源分有:用直流24伏的,交流220/110伏的。交流也还有宽幅,有的称任意的(从
80到240伏均可)与非宽幅(220、110伏可选)。如按内存分有:RAM加电池的,ROM的,
闪烁内存的。有另加内存卡的,有不加的。等等。如按功能分有:普通顺序控制功能的,
过程控制功能的,即P(Programable)P(Process)C(Controllor),运动控制功能的,即
P(Programable)M(Motion)C(Controllor)。如按使用环境分有:普通使用环境的,环境
扩展型的。如施耐德公司的TSX Compact型PLC,其允许工作温度范围为:-40℃到70℃。
再如西门子的S7-300环境扩展型的-CPU模块,信号模块,接口模块和 ET 200M分布式I/O
模块。所配置的系统,允许工作的温度范围为, -25℃到 +60℃,也适用于存在凝露,结冰
和95%湿度的环境,并有更强的耐受振动和污染特性。它的S7-200机也推出了“宽温型”
的产品,可在 -25℃到 +70℃下正常工作。如按可靠性分有:普通的,冗余的及安全型PLC
(GuardPLC)。
PLC主要特点是什么
从讨论PLC的工作原理知,PLC的输入与输出在物理上是彼此隔开的,其间的联系主要不
是靠物理过程,不是用线路,而主要靠变换信息的程序实现。输入输出主要为软联系,而
不是硬联系。它的工作基础是信息流,而不是物流、能量流。
信息不同于物质与能量,有自身的规律。信息便于处理,便于传递,便于存储;信息可反
复重用,重用后自身还不消失,等等。正是由于信息的这些特点,决定了PLC的基本特点。