西門子PLC模塊的基本特點(diǎn)

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    PLC的工作原理知,PLC的輸入與輸出在物理上是彼此隔開的,其間的聯(lián)系是靠運(yùn)行存儲于它的內(nèi)存中的程序?qū)崿F(xiàn)。它的入出相關(guān),不是靠物理過程,不是用線路;而是靠信息過程,用軟邏輯聯(lián)系。它的工作基礎(chǔ)是用好信息。

    信息不同于物質(zhì)與能量,有自身的規(guī)律。信息便于處理,便于傳遞,便于存儲;信息還可重用,等等。正是由于信息的這些特點(diǎn),決定了PLC的基本特點(diǎn)。

    下面介紹PLC的四個(gè)特點(diǎn):

    2.1功能豐富

    PLC的功能非常豐富。這主要與它具有豐富的處理信息的指令系統(tǒng)及存儲信息的內(nèi)部器件有關(guān)。

    它的指令多達(dá)幾十條、幾百條,可進(jìn)行各式各樣的邏輯問題的處理,還可進(jìn)行各種類型數(shù)據(jù)的運(yùn)算。凡普通計(jì)算機(jī)能做到的,它也都可作到。

    它的內(nèi)部器件,即內(nèi)存中的數(shù)據(jù)存儲區(qū),種類繁多,容量宏大。I/O繼電器,可以用以存儲入、出點(diǎn)信息的,少的幾十、幾百,多的可達(dá)幾千、幾萬,以至10幾萬。這意味著它可進(jìn)行這么多I/O點(diǎn)的入出信息變換,進(jìn)行這么大規(guī)模的控制。

    它的內(nèi)部種種繼電器,相當(dāng)于中間繼電器,數(shù)量更多。內(nèi)存中一個(gè)位就可作為一個(gè)中間繼電器,怎么不多!

    它的計(jì)數(shù)器、定時(shí)器也很多,是繼電電路所望塵莫及的。小小的箱體或模塊,其內(nèi)部定時(shí)器、計(jì)數(shù)器可達(dá)成百、成千。這也是因?yàn)橹灰脙?nèi)存中的一個(gè)字,再加一些標(biāo)志位,即可成為定時(shí)器、計(jì)數(shù)器,所以才那么多。

    而且,這些內(nèi)部器件還可設(shè)置成丟電保持的,或丟電不保持的,即上電后予以清零的。以滿足不同的使用要求。這些也是繼電器件所難以做到的。

    它的數(shù)據(jù)存儲區(qū)還可用以存儲大量數(shù)據(jù),幾百、幾千、幾萬字的信息都可以存,而且,掉電后還不丟失。

    PLC還有豐富的外部設(shè)備,可建立友好的人機(jī)界面,以進(jìn)行信息交換??伤腿氤绦?,送入數(shù)據(jù),可讀出程序,讀出數(shù)據(jù)。而且讀、寫時(shí)可在圖文并茂的畫面上進(jìn)行。數(shù)據(jù)讀出后,可轉(zhuǎn)儲,可打印。數(shù)據(jù)送入可鍵入,可以讀卡入,等等。

    PLC還具有通訊接口,可與計(jì)算機(jī)鏈接或聯(lián)網(wǎng),與計(jì)算機(jī)交換信息。自身也可聯(lián)網(wǎng),以形成單機(jī)所不能有的較大的、地域較廣的控制系統(tǒng)。

    PLC還有強(qiáng)大的自檢功能,可進(jìn)行自診斷。其結(jié)果可自動(dòng)記錄。這為它的維修增加了透明度,提供了方便。

    豐富的功能為PLC的廣泛應(yīng)用提供了可能;同時(shí),也為工業(yè)系統(tǒng)的自動(dòng)化、遠(yuǎn)動(dòng)化及其控制的智能化創(chuàng)造了條件。

    PLC這樣集豐富功能于一身,是別的電控制器所沒有的;較是傳統(tǒng)的繼電控制電路所無法比擬的。

    2.2使用方便

    PLC實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的控制是非常方便的。這是因?yàn)椋菏紫?/span>PLC控制邏輯的建立是程序,用程序代替硬件接線。編程序比接線,更改程序比更改接線,當(dāng)然要方便得多!

    其次PLC的硬件是高度集成化的,已集成為種種小型化的模塊。而且,這些模塊是配套的,已實(shí)現(xiàn)了系列化與規(guī)格化。種種控制系統(tǒng)所需的模塊,PLC廠家多有現(xiàn)貨供應(yīng),市場上即可購得。所以,硬件系統(tǒng)配置與建造也非常方便。

    正因如此,用可編程序控制器才有這個(gè)""字。對軟件講,它的程序可編,也不難編。對硬件講,它的配置可變,而且也易于變。

    具體地講,PLC有五個(gè)方面的方便:

    1)配置方便:可接控制系統(tǒng)的需要確定要使用哪家的PLC,那種類型的,用什么模塊,要多少模塊,確定后,到市場上定貨購買即可。

    2)安裝方便:PLC硬件安裝簡單,組裝容易。外部接線有接線器,接線簡單,而且一次接好后,更換模塊時(shí),把接線器安裝到新模塊上即可,都不必再接線。內(nèi)部什么線都不要接,只要作些必要的DIP開關(guān)設(shè)定或軟件設(shè)定,以及編制好用戶程序就可工作。

    3)編程方便:PLC內(nèi)部雖然沒有什么實(shí)際的繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器,但它通過程序(軟件)與系統(tǒng)內(nèi)存,這些器件卻實(shí)實(shí)在在地存在著。其數(shù)量之多是繼電器控制系統(tǒng)難以想象的。即使是小型的PLC,內(nèi)部繼電器數(shù)都可以千計(jì),時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)也以百計(jì)。而且,這些繼電器的接點(diǎn)可無限次地使用。PLC內(nèi)部邏輯器件之多,用戶用起來已不感到有什么限制。一考慮的只是入出點(diǎn)。而這個(gè)內(nèi)部入出點(diǎn)即使用得再多,也無關(guān)緊要。大型PLC的控制點(diǎn)數(shù)可達(dá)萬點(diǎn)以上,哪有那么大的現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)?若實(shí)在不夠,還可聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行控制,不受什么限制。PLC的指令系統(tǒng)也非常豐富,可毫不困難地實(shí)現(xiàn)種種開關(guān)量,以及模擬量的控制。PLC還有存儲數(shù)據(jù)的內(nèi)存區(qū),可存儲控制過程的所有要保存的信息?!傊?,由于PLC功能之強(qiáng),發(fā)揮其在控制系統(tǒng)的作用,所受的限制已不是PLC本身,而是人們的想象力,或與其配套的其它硬件設(shè)施了。

    PLC的外設(shè)很豐富,編程器種類很多,用起來都較方便,還有數(shù)據(jù)監(jiān)控器,可監(jiān)控PLC的工作。使用PLC的軟件也很多,不僅可用類似于繼電電路設(shè)計(jì)的梯形圖語言,有的還可用BASIC語言、C語言,以至于自然語言。這些也為PLC編程提供了方便。

    PLC的程序也便于存儲、移植及再使用。某定型產(chǎn)品用的PLC的程序完善之后,凡這種產(chǎn)品都可使用。生產(chǎn)一臺,拷貝一份即可。這比起繼電器電路臺臺設(shè)備都要接線、調(diào)試,要省事及簡單得多。

    4)維修方便:這是因?yàn)椋?/span>

    PLC工作可靠,出現(xiàn)故障的情況不多,這大大減輕了維修的工作量。這在講述PLC的*三個(gè)特點(diǎn)時(shí),還將進(jìn)一步介紹。

    ②即使PLC出現(xiàn)故障,維修也很方便。這是因?yàn)?/span>PLC都設(shè)有很多故障提示信號,如PLC支持內(nèi)存保持?jǐn)?shù)據(jù)的電池電壓不足,相應(yīng)的就有電壓低信號指示。而且,PLC本身還可作故障情況記錄。所以,PLC出了故障,很易診斷。同時(shí),診斷出故障后排故也很簡單。可按模塊排故,而模塊的備件市場可以買到,進(jìn)行簡單的更換就可以。至于軟件,調(diào)試好后不會出故障,再多只要依據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整,使之完善就是了。

    5)改用方便:PLC用于某設(shè)備,若這個(gè)設(shè)備不再使用了,其所用的PLC還可給別的設(shè)備使用,只要改編一下程序,就可辦到。如果原設(shè)備與新設(shè)備差別較大,它的一些模塊還可重用。

    2.3工作可靠

    PLC實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的控制是非??煽康?。這是因?yàn)?/span>PLC在硬件與軟件兩個(gè)方面都采取了很多措施,確保它能可靠工作。事實(shí)上,如果PLC工作不可靠,就無法在工業(yè)環(huán)境下運(yùn)用,也就不成其為PLC了。

    (1) 在硬件方面:

    PLC的輸入輸出電路與內(nèi)部CPU是電隔離。其信息靠光耦器件或電磁器件傳遞。而且,CPU板還有抗電磁干擾的屏蔽措施。故可確保PLC程序的運(yùn)行不受外界的電與磁干擾,能正常地工作。

    PLC使用的元器件多為無觸點(diǎn)的,而且為高度集成的,數(shù)量并不太多,也為其可靠工作提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

    在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝上,為使PLC能安全可靠地工作,也采取了很多措施,可確保PLC耐振動(dòng)、耐沖擊。使用環(huán)境溫度可高達(dá)攝氏50多度,有的PLC可高達(dá)80--90度。

    有的PLC的模塊可熱備,一個(gè)主機(jī)工作,另一個(gè)主機(jī)也運(yùn)轉(zhuǎn),但不參與控制,僅作備份。一旦工作主機(jī)出現(xiàn)故障,熱備的可自動(dòng)接替其工作。

    還有較進(jìn)一步冗余的,采用三取一的設(shè)計(jì),CPUI/O模塊、電源模塊都冗余或其中的部分冗余。三套同時(shí)工作,較終輸出取決于三者中的多數(shù)決定的結(jié)果。這可使系統(tǒng)出故障的機(jī)率幾乎為零,做到萬無一失。當(dāng)然,這樣的系統(tǒng)成本是很高的,只用于特別重要的場合,如鐵路車站的道叉控制系統(tǒng)。

    2)軟件方面:

    PLC的工作方式為掃描加中斷,這既可保證它能有序地工作,避免繼電控制系統(tǒng)常出現(xiàn)的"冒險(xiǎn)競爭",其控制結(jié)果總是確定的;而且又能應(yīng)急處理急于處理的控制,保證了PLC對應(yīng)急情況的及時(shí)響應(yīng),使PLC能可靠地工作。

    為監(jiān)控PLC運(yùn)行程序是否正常,PLC系統(tǒng)都設(shè)置了"看門狗"Watchingdog)監(jiān)控程序。運(yùn)行用戶程序開始時(shí),先清"看門狗"定時(shí)器,并開始計(jì)時(shí)。當(dāng)用戶程序一個(gè)循環(huán)運(yùn)行完了,則查看定時(shí)器的計(jì)時(shí)值。若**時(shí)(一般不**過100ms),則報(bào)警。嚴(yán)重**時(shí),還可使PLC停止工作。用戶可依報(bào)警信號采取相應(yīng)的應(yīng)急措施。定時(shí)器的計(jì)時(shí)值若不**時(shí),則重復(fù)起始的過程,PLC將正常工作。顯然,有了這個(gè)"看門狗"監(jiān)控程序,可保證PLC用戶程序的正常運(yùn)行,可避免出現(xiàn)"死循環(huán)"而影響其工作的可靠性。

    PLC還有很多防止及檢測故障的指令,以產(chǎn)生各重要模塊工作正常與否的提示信號??赏ㄟ^編制相應(yīng)的用戶程序,對PLC的工作狀況,以及PLC所控制的系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控,以確保其可靠工作。

    PLC每次上電后,還都要運(yùn)行自檢程序及對系統(tǒng)進(jìn)行初始化。這是系統(tǒng)程序配置了的,用戶可不干預(yù)。出現(xiàn)故障時(shí)有相應(yīng)的出錯(cuò)信號提示。

    正是PLC在軟、硬件諸方面有強(qiáng)有力的可靠性措施,才確保了PLC具有可靠工作的特點(diǎn)。它的平均無故障時(shí)間可達(dá)幾萬小時(shí)以上;出了故障平均修復(fù)時(shí)間也很短,幾小時(shí)以至于幾分鐘即可。

    曾有人做過為什么要使用PLC的問卷調(diào)查。在回答中,多數(shù)用戶把PLC工作可靠作為選用它的主要原因,即把PLC能可靠工作,作為它的可以選擇指標(biāo)。

    2.4經(jīng)濟(jì)合算

    **的使用必將帶來巨大的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益,這是科技是**生產(chǎn)力的體現(xiàn),也是**生命力之所在。PLC也是如此。

    盡管使用PLC**投資要大些,但從全面及長遠(yuǎn)看,使用PLC還是經(jīng)濟(jì)的。這是因?yàn)椋?/span>

    使用PLC的投資雖大,但它的體積小、所占空間小,輔助設(shè)施的投入少;使用時(shí)省電,運(yùn)行費(fèi)少;工作可靠,停工損失少;維修簡單,維修費(fèi)少;還可再次使用以及能帶來附加**等等,從中可得較大的回報(bào)。所以,在多數(shù)情況下,它的效益是可觀的。



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