可編程邏輯控制器的特點(diǎn)與應(yīng)用探析

施會(huì)麗

摘 要

第一臺(tái)可編程邏輯控制器誕生于1969年，在近50年的迅猛發(fā)展與應(yīng)用中，隨著可編程邏輯控制器的種類的更新，可編程邏輯控制器的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大。當(dāng)前可編程邏輯控制器已經(jīng)成為了設(shè)備現(xiàn)代化發(fā)展中的重要特征，同時(shí)也是工業(yè)生產(chǎn)中主要的控制設(shè)備與控制手段之一。本文在對(duì)可編程邏輯控制器定義以及特點(diǎn)進(jìn)行全面論述的基礎(chǔ)上，對(duì)其應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

【關(guān)鍵詞】可編程邏輯控制器 PLC 特點(diǎn) 應(yīng)用

1 可編程邏輯控制器定義

可編程邏輯控制器是基于數(shù)字運(yùn)算操作基礎(chǔ)上的電子系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)目的就在于應(yīng)用到工業(yè)環(huán)境中?？删幊踢壿嬁刂破鞯拇鎯?chǔ)器能夠進(jìn)行程序編程，從而讓存儲(chǔ)器能夠執(zhí)行算數(shù)運(yùn)算、計(jì)數(shù)、定時(shí)、順序控制以及邏輯運(yùn)算等操作指令，并以模擬式和數(shù)字式的形式進(jìn)行錄入與輸出以實(shí)現(xiàn)對(duì)各類生產(chǎn)過程以及機(jī)械的控制?？删幊踢壿嬁刂破鞯脑O(shè)計(jì)原則為推動(dòng)工業(yè)控制系統(tǒng)體現(xiàn)出整體與以及功能易擴(kuò)充化的特點(diǎn)。從可編程邏輯控制器的概念中可以看出可編程邏輯控制器的應(yīng)用領(lǐng)域以及特點(diǎn)，而可編程邏輯控制器之所以能夠在眾多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，就是其性能以及特點(diǎn)的優(yōu)越性所決定的。

2 可編程邏輯控制器特點(diǎn)

2.1 較高的可靠性

工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)生產(chǎn)控制設(shè)備所具有的可靠性與安全性提出了很高的要求，而為了讓這些要求得到滿足，微電子技術(shù)被應(yīng)用于編程邏輯控制器中，在此基礎(chǔ)上許多開關(guān)動(dòng)作都可以利用無(wú)觸點(diǎn)半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于可編程邏輯控制器中的電子器件為工業(yè)級(jí)甚至為軍用級(jí)，這確保了可編程邏輯控制器能夠長(zhǎng)時(shí)間的無(wú)故障工作。另外，由于可編程邏輯控制器具有著自診斷功能，所以可編程邏輯控制器在工作過程中能夠體現(xiàn)出很強(qiáng)的抗干擾能力。為了確保可編程邏輯控制器能夠在各類工業(yè)環(huán)境中可靠的工作，在可編程邏輯控制器的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)過程中我們從硬件與軟件兩個(gè)方面采取了許多抗干擾措施。這些措施主要包括以下幾點(diǎn)：一是隔離?？删幊踢壿嬁刂破鞯匿浫搿⑤敵龅男盘?hào)傳遞接口采用廣電耦合器，這種隔離措施能夠有效避免電與內(nèi)外部電路之間的聯(lián)系，從而減少可編程邏輯控制器受到的外部影響；二是濾波。可編程邏輯控制器在錄入、輸出電路以及電源電路中設(shè)置有濾波電路，并憑借這些濾波電路來(lái)抑制高頻干擾信號(hào)所產(chǎn)生的干擾；三是可編程邏輯控制器內(nèi)部電源采取了保護(hù)、穩(wěn)壓以及屏蔽等措施，這使可編程邏輯控制器能夠在保證供電的前提下降低外界干擾。

2.2 較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力

由于可編程邏輯控制器經(jīng)常被應(yīng)用于環(huán)境惡劣的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，所以具備較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力是對(duì)可編程邏輯控制器提出的重要要求?？删幊踢壿嬁刂破髂軌蛟陔娫此查g斷電的環(huán)境中正常工作。并且可編程邏輯控制器具備很強(qiáng)的空間電磁抗干擾能力，它能夠在脈寬為十個(gè)時(shí)間單位，峰值為1000V矩形波空間電磁干擾下工作。另外可編程邏輯控制器具有著很好的抗沖擊能力與抗振能力，同時(shí)他對(duì)工作環(huán)境的溫度要求和濕度要求并不高，在-20—65攝氏度以及35%—85%的濕度之間都可以正常工作。

2.3 較強(qiáng)的靈活性與通用性

當(dāng)前的可編程邏輯控制器產(chǎn)品已經(jīng)具有了系列化的特點(diǎn)，多種多樣的結(jié)構(gòu)形式能夠適應(yīng)大多數(shù)機(jī)型對(duì)可編程邏輯控制器的需求。并且可編程邏輯控制器所具備的靈活性也能夠適應(yīng)統(tǒng)一機(jī)型對(duì)不同任務(wù)要求的需要，在工業(yè)生產(chǎn)中只需要選擇不同模塊來(lái)組成控制裝置并對(duì)軟件進(jìn)行修改就可以使可編程邏輯控制器很好的完成工作。另外，由于可編程邏輯控制器利用應(yīng)用程序來(lái)進(jìn)行控制，而可編程邏輯控制器在應(yīng)用程序的編制方面也具有很大的靈活性。在實(shí)現(xiàn)控制任務(wù)的過程中，相同硬件組成的可編程邏輯控制器使用不同的軟件可以完成具有差異的控制任務(wù)，所以即便是被控制對(duì)象所具有的控制邏輯發(fā)生變化，可編程邏輯控制器仍然能夠十分便捷的實(shí)現(xiàn)新的控制要求，而這一點(diǎn)在一般的繼電器控制中是難以實(shí)現(xiàn)的。

2.4 使用與維護(hù)中的便捷性

首先，可編程邏輯控制器的各個(gè)模塊都能夠即插即用并且連接也十分便捷，對(duì)于邏輯信號(hào)的輸出與輸入使用開關(guān)方式而并不需要放大驅(qū)動(dòng)或者轉(zhuǎn)換電平。對(duì)于模擬信號(hào)的輸出與輸入在使用驅(qū)動(dòng)設(shè)備、儀表和傳感器的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，并且輸出模塊、輸入模塊和外設(shè)的連接也十分方便；其次，可編程邏輯控制器具有著相當(dāng)友好的界面，這為用戶的使用帶來(lái)了便捷，同時(shí)可編程邏輯控制器提供標(biāo)準(zhǔn)的通信接口，能夠方便的組成計(jì)算機(jī)-PLC網(wǎng)絡(luò)以及PLC-PLC網(wǎng)絡(luò)；再次，可編程邏輯控制器在程序調(diào)試與編制方面十分便捷。在三中基本編程語(yǔ)言中，梯形圖語(yǔ)言和繼電器控制線路圖十分相似，所以即便是欠缺計(jì)算機(jī)知識(shí)的人也十分容易掌握可編程邏輯控制器的程序調(diào)試與程序編制。

3 可編程邏輯控制器應(yīng)用領(lǐng)域

當(dāng)前可編程邏輯控制器已經(jīng)在工業(yè)部門得到了廣泛的應(yīng)用，而隨著其性能的不斷提高，可編程邏輯控制器的應(yīng)用范圍也將進(jìn)一步擴(kuò)大。

3.1 數(shù)字量邏輯控制

可編程邏輯控制器使用邏輯指令來(lái)完成出點(diǎn)與電路的并聯(lián)與串聯(lián)，替代繼電器開展順序邏輯控制、定時(shí)控制以及組合邏輯控制。其中數(shù)量邏輯控制步進(jìn)可以在單臺(tái)設(shè)備中進(jìn)行應(yīng)用，同時(shí)可以在自動(dòng)化生產(chǎn)線中進(jìn)行應(yīng)用，其應(yīng)用領(lǐng)域甚至可以延伸至家庭當(dāng)中。

3.2 運(yùn)動(dòng)控制

可編程邏輯控制器使用運(yùn)動(dòng)控制模塊來(lái)控制加速度、速度、直線運(yùn)動(dòng)位置、圓周運(yùn)動(dòng)位置等能夠?qū)崿F(xiàn)多軸位置、三軸位置、雙軸位置以及單軸位置控制，從而將順序控制功能與運(yùn)動(dòng)控制有機(jī)結(jié)合起來(lái)。這一控制功能在機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用，如電梯、裝配機(jī)械、金屬切削機(jī)床等。

3.3 數(shù)據(jù)處理

可編程邏輯控制器具有數(shù)據(jù)傳送、數(shù)學(xué)運(yùn)算、排序、查表、轉(zhuǎn)換等功能，能夠很好對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理與分析。同時(shí)可以使用通信功能將處理結(jié)果發(fā)送到其他裝置中。

3.4 通信聯(lián)網(wǎng)

可編程邏輯控制器能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程I/O與主機(jī)之間的通信、控制器與控制器之間的通信以及控制器與控制設(shè)備之間的通信。同時(shí)，可編程邏輯控制器可以與智能控制設(shè)備組成分散控制、集中管理的分布式控制系統(tǒng)。

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作者單位

江蘇省揚(yáng)州技師學(xué)院 江蘇省揚(yáng)州市 225003endprint