可编程序控制器(PLC,Programmable Logic Controller)是在传统顺序控制器的基础上引入微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通信技术等形成的新型工业控制装置。它具有控制能力强、可靠性高、配置灵活、编程简单等优点,是当代工业自动化技术领域中应用场合较多的工业控制装置之一,也被公认为是现代工业自动化的三大支柱(PLC、机器人、CAD/CAM)之一。随着科学技术的发展,电气控制技术已在各个领域得到越来越广泛的应用。可编程控制器(PLC)作为电气控制技术中的一项新技术在各行各业中得到了广泛的应用。与此同时,变频器作为交流电动机的高效变速驱动器,触摸屏作为工业设备的常用输入终端,在数控加工等机电产品中也得到了大量使用。由此可知,机电专业的学生学习PLC、变频器、触摸屏等有着重要的意义。
PLC特点:为适应工业环境使用,与一般控制装置相比较,PLC控制系统具有以下特点。
(1)可靠性高,抗干扰能力强 高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术,采用严格的生产工艺制造,内部电路采取了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性。使用PLC构成的控制系统,和同等规模的继电接触器系统相比,电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一,故障也就大大降低。此外,PLC带有硬件故障自我检测功能,出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中,应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序,使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样,整个系统将有极高的可靠性。 PLC的出厂试验项目中,有一项就是抗干扰试验。它要求能承受幅值为1000V,上升时间1ns,脉冲宽度为1μs的干扰脉冲。一般,平均故障间隔时间可达几十万至上千万小时;制成系统亦可达4万~5万小时甚至更长时间。
(2)通用性强,控制程序可变,使用方便 PLC品种齐全的各种硬件装置,可以组成能满足各种要求的控制系统,用户不必自己再设计和制作硬件装置。用户在硬件确定以后,在生产工艺流程改变或生产设备更新的情况下,不必改变PLC的硬设备,只需改变程序就可以满足要求。因此,PLC除应用于单机控制外,在工厂自动化中也被大量采用。
(3)功能强,适应面广 现代PLC不仅有逻辑运算、计时、计数、顺序控制等功能,还具有数字和模拟量的输入输出、功率驱动、通信、人机对话、自检、记录显示等功能。既可控制一台生产机械、一条生产线,又可控制一个生产过程。
(4)编程简单,容易掌握 目前,大多数PLC仍采用继电控制形式的“梯形图编程方式”。既继承了传统控制线路的清晰直观,又考虑到大多数工厂企业电气技术人员的读图习惯及编程水平,所以非常容易接受和掌握。梯形图语言的编程元件的符号和表达方式与继电器控制电路原理图相当接近。通过阅读PLC的用户手册或短期培训,电气技术人员和技术工很快就能学会用梯形图编制控制程序。同时还提供了功能图、语句表等编程语言。 PLC在执行梯形图程序时,用解释程序将它翻译成汇编语言然后执行(PLC内部增加了解释程序)。与直接执行汇编语言编写的用户程序相比,执行梯形图程序的时间要长一些,但对于大多数机电控制设备来说,是微不足道的,完全可以满足控制要求。
(5)减少了控制系统的设计及施工的工作量 由于PLC采用了软件来取代继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件,控制柜的设计安装接线工作量大为减少。同时,PLC的用户程序可以在实验室模拟调试,更减少了现场的调试工作量。并且,由于PLC的低故障率及很强的监视功能,模块化等,使维修也极为方便。
(6)体积小、重量轻、功耗低、维护方便 PLC是将微电子技术应用于工业设备的产品,其结构紧凑,坚固,体积小,重量轻,功耗低。并且由于PLC的强抗干扰能力,易于装入设备内部,是实现机电一体化的理想控制设备。电力工业的发展为电工从业人员提供了广阔的就业空间,同时也对电工从业者的知识与技能提出了越来越高的要求。电力的架设、变换与传输、电力的分配与控制、机械设备的供电与维护、电气线路的设计与改造、电气设备的安装与检修等工作都需要大量具备专业知识和技能的电工技术人员。而且随着电气化进程的加速,电工从业人员的缺口会越来越大,电工岗位是电气行业不可缺少的重要岗位。
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PLC特点:为适应工业环境使用,与一般控制装置相比较,PLC控制系统具有以下特点。
(1)可靠性高,抗干扰能力强 高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术,采用严格的生产工艺制造,内部电路采取了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性。使用PLC构成的控制系统,和同等规模的继电接触器系统相比,电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一,故障也就大大降低。此外,PLC带有硬件故障自我检测功能,出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中,应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序,使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样,整个系统将有极高的可靠性。 PLC的出厂试验项目中,有一项就是抗干扰试验。它要求能承受幅值为1000V,上升时间1ns,脉冲宽度为1μs的干扰脉冲。一般,平均故障间隔时间可达几十万至上千万小时;制成系统亦可达4万~5万小时甚至更长时间。
(2)通用性强,控制程序可变,使用方便 PLC品种齐全的各种硬件装置,可以组成能满足各种要求的控制系统,用户不必自己再设计和制作硬件装置。用户在硬件确定以后,在生产工艺流程改变或生产设备更新的情况下,不必改变PLC的硬设备,只需改变程序就可以满足要求。因此,PLC除应用于单机控制外,在工厂自动化中也被大量采用。
(3)功能强,适应面广 现代PLC不仅有逻辑运算、计时、计数、顺序控制等功能,还具有数字和模拟量的输入输出、功率驱动、通信、人机对话、自检、记录显示等功能。既可控制一台生产机械、一条生产线,又可控制一个生产过程。
(4)编程简单,容易掌握 目前,大多数PLC仍采用继电控制形式的“梯形图编程方式”。既继承了传统控制线路的清晰直观,又考虑到大多数工厂企业电气技术人员的读图习惯及编程水平,所以非常容易接受和掌握。梯形图语言的编程元件的符号和表达方式与继电器控制电路原理图相当接近。通过阅读PLC的用户手册或短期培训,电气技术人员和技术工很快就能学会用梯形图编制控制程序。同时还提供了功能图、语句表等编程语言。 PLC在执行梯形图程序时,用解释程序将它翻译成汇编语言然后执行(PLC内部增加了解释程序)。与直接执行汇编语言编写的用户程序相比,执行梯形图程序的时间要长一些,但对于大多数机电控制设备来说,是微不足道的,完全可以满足控制要求。
(5)减少了控制系统的设计及施工的工作量 由于PLC采用了软件来取代继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件,控制柜的设计安装接线工作量大为减少。同时,PLC的用户程序可以在实验室模拟调试,更减少了现场的调试工作量。并且,由于PLC的低故障率及很强的监视功能,模块化等,使维修也极为方便。
(6)体积小、重量轻、功耗低、维护方便 PLC是将微电子技术应用于工业设备的产品,其结构紧凑,坚固,体积小,重量轻,功耗低。并且由于PLC的强抗干扰能力,易于装入设备内部,是实现机电一体化的理想控制设备。电力工业的发展为电工从业人员提供了广阔的就业空间,同时也对电工从业者的知识与技能提出了越来越高的要求。电力的架设、变换与传输、电力的分配与控制、机械设备的供电与维护、电气线路的设计与改造、电气设备的安装与检修等工作都需要大量具备专业知识和技能的电工技术人员。而且随着电气化进程的加速,电工从业人员的缺口会越来越大,电工岗位是电气行业不可缺少的重要岗位。
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