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可编程控制器的现场集成技术

2012-09-10 11:31
Timeless落尘
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1 引言

  可编程控制器是以微处理器技术为基础,综合了计算机技术、自动化技术和通讯技术的一种新型工业控制装置。其可靠性极高、耐恶劣环境能力强、使用极为方便等特点,与机器人技术、cad/cam并列称为工业生产自动化的三大支柱。它是上世纪60年代发展起来的被国外称为“先进国家三大支柱”之首的工业自动化理想控制装置,是近年来发展极为迅速,运用面极广的工业控制装置,现已广泛运用于自动化的各个领域。

2 可编程序逻辑控制器(plc)

  plc 英文名programming logic controller即可编程序逻辑控制器,是最早于汽车制造行业应用并发展起来的一项技术,用于代替继电器完成机器和设备的自动控制,它的最大的特点是可编程,即根据控制逻辑和控制要求的变化可重新编制程序,而不用象继电器线路一样需要重新更换原器件和重新接线。今天plc已集成了许多高级计算功能、通信功能、完成特殊控制功能的功能模块如位置控制、速度控制、过程控制等,并具有了与计算机系统的集成和连网的能力,plc自发明以来在工业自动化、交通控制、电力运输、楼宇自动化等领域得到了广泛的应用。

3 plc发展历史

  自1969年世界上第一台可编程控制器在美国dec公司诞生以来,plc走过了30余年的发展历程。回顾其发展历程,可将plc技术分为3个阶段:

  (1) 传统plc阶段。它是plc的最初阶段,也是现代plc的基础。其结构如图1所示,工作原理 如图2所示。

  如图2所表示的一样,plc的工作原理是:首先读取输入接点的状态→然后执行程序→然后根据程序的执行结果刷新输出接点的状态→然后再读取输入接点的状态→读取输入接点的状态,如此循环执行。

  由plc的工作原理可以看出:从输入端的信号状态发生变化到输出端的信号变化,中间需要执行程序(用户程序、系统程序),程序的执行需要时间,而且这个时间是不可预测的,在某些应用场合这是不允许的,如位置控制、速度控制、需要高速响应的控制,这就使得plc在这些场合不能使用或需配置昂贵的专用模块。从图1可知,plc系统的核心是微处理器(cpu),为防止系统程序跑飞,产生误动作,必须采取一系列硬件和软件的措施去克服这一问题,同时由于plc使用的是梯形图语言,系统本身必须带有功能强大的编译器,这样就使得plc构成的系统具有较高的价格。而且程序跑飞、编制的程序出现死循环等依然是存在的隐患问题。

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