【文章內容簡介】 ntrolNet、DeviceNet，西門子公司在ProfibusDP及ProfibusFMS網絡等。開放性和互操作性大大發(fā)展PLC在發(fā)展過程中，各PLC制造商為了壟斷和擴大各自市場，處于群雄割據的局面，各自發(fā)展自己的標準，兼容性很差，這給用戶使用帶來不便，并增加了維護成本。開放是發(fā)展的趨勢，這已被各廠商所認識，形成了長時期妥協(xié)與競爭的過程，并且這一過程還在繼續(xù)。開放的進程，可以從以下方面反映：1)IEC形成了現場總線標準，這一標準包含8種標準，雖然有人說，多種標準就是沒有標準，但必竟是一個經過困難的爭論與妥協(xié)的成果。標準推出后，各廠商紛紛將自己的產品適應這些標準，或者開發(fā)與之相應的新產品。2)IEC制訂了基于Windows的編程語言標準IEC611313，它規(guī)定了指令表(IL)、梯形圖(LD)、順序功能圖(SFC)、功能塊圖(FBD)、結構化文本(ST)五種編程語言。這是以數字技術為基礎的可編程序邏輯控制裝置在高層次上走向開放性的標準化文件。雖然PLC開發(fā)上各工具仍不兼容，但基于這些標準的開發(fā)系統(tǒng)，使用戶在應用過程中，可以較方便地適不同品牌的產品。3)OPC基金會推出了OPC(OLE for Process Control)標準，這進一步增強了軟硬件的互操作性，通過OPC一致性測試的產品，可以實現方便的和無縫隙數據交換。目前，多數PLC軟件產品和相當一部分儀表、執(zhí)行機構及其它設備具有了OPC功能。OPC與現場總線技術的結合，是未來控制系統(tǒng)向FCS技術發(fā)展的趨勢。PLC的功能進一步增強，應用范圍越來越廣泛。PLC的網絡能力、模擬量處理能力、運算速度、內存、復雜運算能力均大大增強，不再局限于邏輯控制的應用，而越來越應用于過程控制方面，有人統(tǒng)計，除石化過程等個別領域，PLC均有成功能應用，PLC在相當多的應用取代了昂貴的DCS，從而使原來PLC(順序控制)＋DCS(過程控制)的模式變成PLC＋IPC模式。工業(yè)以太網的發(fā)展對PLC有重要影響。以太網應用非常廣泛，與工業(yè)網絡相比，其成本非常低，為此，人們致力于將以太網引進控制領域。目前的挑戰(zhàn)在于1)硬件上如合適應工業(yè)惡劣環(huán)境；2)通訊機制如何提高其可靠。以太網能否順利進入工控領域，還存在爭論。但以太網在工控系統(tǒng)的應用卻日益增多，適應這一過程，各PLC廠商紛紛推出適應以太網的產品或中間產品第三章 PLC技術的應用 PLC 工業(yè)自動化應用自動化系統(tǒng)中所使用的各種類型PLC，有的是集中安裝在控制室，有的是分散安裝在生產現場的各單機設備上，雖然它們大多處在強電電路和強電設備所形成的惡劣電磁環(huán)境中，但PLC是專門為工業(yè)生產環(huán)境而設計的控制裝置，在設計和制造過程中采用了多層次抗干擾和精選元件措施，故具有較強的適應惡劣工業(yè)環(huán)境的能力、運行穩(wěn)定性和較高的可靠性，因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境使用。高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現代大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格的生產工藝制造，內部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關接點已減少到數百甚至數千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現故障時可及時發(fā)出警報信息。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。目前，PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類:開關量的邏輯控制：這是PLC最基本、最廣泛的應用領域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產線、電鍍流水線等；模擬量控制：在工業(yè)生產過程當中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現模擬量（Analog）和數字量（Digital）之間的A/D轉換及D/A轉換。PLC廠家都生產配套的A/D和D/A轉換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制；運動控制：PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構配置來說，早期直接用于開關量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構，現在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。過程控制:過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用；數據處理：現代PLC具有數學運算（含矩陣運算、函數運算、邏輯運算）、數據傳送、數據轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數據的采集、分析及處理。這些數據可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或將它們打印制表。數據處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)；通信及聯(lián)網：PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設備間的通信。隨著計算機控制的發(fā)展，工廠自動化網絡發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網絡系統(tǒng)。新近生產的PLC都具有通信接口，通信非常方便。 PLC應用中需要注意的問題——工作環(huán)境和抗干擾溫度 PLC要求環(huán)境溫度在0~55℃，安裝時不能放在發(fā)熱量大的元件下面，四周通風散熱的空間應足夠大，基本單元和擴展單元之間要有30mm以上間隔；開關柜上、下部應有通風的百葉窗，防止太陽光直接照射；如果周圍環(huán)境超過55℃，要安裝電風扇強迫通風。 濕度 為了保證PLC的絕緣性能，空氣的相對濕度應小于85%(無凝露)。 震動 應使PLC遠離強烈的震動源，防止振動頻率為10~55Hz的頻繁或連續(xù)振動。當使用環(huán)境不可避免震動時，必須采取減震措施，如采用減震膠等。 空氣 避免有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等。對于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境，可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中，并安裝空氣凈化裝置。 電源 PLC供電電源為50Hz、220(1177。10%)V的交流電，對于電源線來的干擾，PLC本身具有足夠的抵制能力。對于可靠性要求很高的場合或電源干擾特別嚴重的環(huán)境，可以安裝一臺帶屏蔽層的變比為1：1的隔離變壓器，以減少設備與地之間的干擾。還可以在電源輸入端串接LC濾波電路。FX系列PLC有直流24V輸出接線端，該接線端可為輸入傳感器(如光電開關或接近開關)提供直流24V電源。當輸入端使用外接直流電源時，應選用直流穩(wěn)壓電源。因為普通的整流濾波電源，由于紋波的影響，容易使PLC接收到錯誤信息。 PLC應遠離強干擾源如電焊機、大功率硅整流裝置和大型動力設備，不能與高壓電器安裝在同一個開關柜內。 PLC的輸入與輸出最好分開走線，開關量與模擬量也要分開敷設。模擬量信號的傳送應采用屏蔽線，屏蔽層應一端或兩端接地，接地電阻應小于屏蔽層電阻的1/10。 PLC基本單元與擴展單元以及功能模塊的連接線纜應單獨敷設，以防止外界信號的干擾。 第四章 PLC實際應用舉例PLC在自動化控制領域占據著非常重要的地位，下面我們用幾個常用的電路來舉例，更好的了解PLC?！〗佑|器聯(lián)鎖正反轉控制使用PLC控制 本圖中靠近母線一側中的第一梯級和第二梯級中的X000、X001均為PLC外部按鈕SBSB3按鈕所控制的常開接點，一旦接到外部信號使相應的X000或X001閉合，通過串接于第一或第二梯級相應線路，使輸出繼電器Y000或Y001