【正文】 新。 對于 PLC 或者嵌入式控制器的選擇主要依賴于它們的體積大小，尤其是如果需要特殊功能時，嵌入式控制器的缺陷就逐漸顯露出來了。像 Omron 公司已經(jīng)察覺到這一技術(shù)發(fā)展的新動向，并逐漸計(jì)劃將其產(chǎn)品應(yīng)用于商業(yè)器具、飲料分發(fā)設(shè)備以及商業(yè)、工業(yè)等。隨著微型和超微型 PLC 技術(shù)的發(fā)展和數(shù)量的增長，它們已經(jīng)開始進(jìn)入到新的應(yīng)用領(lǐng)域。現(xiàn)在該控制器已經(jīng)采用了 300MHz 的 MMX 微處理器芯片，而且仍然采用基于 IEC611313 標(biāo)準(zhǔn)的 IOWorks 控制組態(tài)工具軟件包進(jìn)行編程設(shè)計(jì)。 SB6 還提供了一個兼容于 DeviceNet 的電子式節(jié)點(diǎn)，能夠與 DeviceNet 數(shù)據(jù)采集器集成在一起，百且介于電子模件和氣動模件之 間，為各種應(yīng)用功能提供了 PLC 邏輯控制。該公司新近推出的 SB6產(chǎn)品在這一領(lǐng)域得到了很好的應(yīng)用。首先推出的過程控制產(chǎn)品是 AB 公司的1792/1792D 系列、 ArmorBlockMaXumI/O 系列、 1791DCompactBlockI/O 系列、 1799嵌入式 I/O 系列，以及 800EDeviceNet 局部操作站和 DeviceNet 輔助軟起動器系列。 例如， Rockwell 自動化公司所推出的 DeviceLogix 充分應(yīng)用了模件技術(shù)，能夠被 21 完全集成到工廠底層現(xiàn)場過程控制設(shè)備中去，為現(xiàn)場設(shè)備級提供了低價格過程控制應(yīng)用。 EXOR 公司也已經(jīng)通過將一個 PLC 和 I/O 模件嵌入到一個叫做 HMIcontrol 集成系統(tǒng)的方式來擴(kuò)展其 UniOP 系列 HMI 操作面板， PLC 模件完全與其所有 UniOP 產(chǎn)品兼容，并使用了相同的、基于 Windows 平臺、用于所 UniOP 操作面板的組態(tài)軟件包。模件單元包括 16 通道數(shù)字量 I/O，所具備的 6 個可利用擴(kuò)展插槽用于附加的數(shù)字量、模擬量通道擴(kuò)展以及通信 I/O 模件。它具備700kb 的 SRAM 和 的 FlashPROM 存儲器，采用了基于 IEC611313 標(biāo)準(zhǔn)的程序設(shè)計(jì)語言、 ANSIC 和 Bamp。R 工業(yè)自動化公司的 Bamp。 此外，許多 PLC 系統(tǒng)已經(jīng)與操作員面板和其他 HMI 系統(tǒng)一起使用，在有些情況下，PLC 的邏輯處理功能已經(jīng)被直接集成到 HMI 軟件中。 來自 ifm 電子技術(shù)公司，并具有一對 ASI 現(xiàn)場總線的主控制器包括兩個采用IEC611313 標(biāo)準(zhǔn)編程以及依靠 ASI 和 RS485 通信的 AC1011PLC。其特點(diǎn)包括一個標(biāo)準(zhǔn)的電源供應(yīng)電路、 4 通道高速計(jì)數(shù)器、一個 RS232 接口和一個模擬量分壓計(jì)。為 2601 所編寫的控制程序只要通過相應(yīng)的轉(zhuǎn)換就可以運(yùn)行于其他 2021 系列 CTC 控制器上。其特點(diǎn)是能夠支持Inter 電子郵件、調(diào)制解調(diào)器和 10/100Mb/sEther；可以連接到 DeviceNet、 20 Profibus、 CCLink 和 NET/10；每個 CPU 可以允許有不超過 252 個程序的同步運(yùn)行；另外，它的體積也是非常小的。 Mitsubishi 電子自動化公司已經(jīng)推出了新一代 Q 系列 PLC 系統(tǒng)，程序設(shè)計(jì)采用了基于 Windows 編程軟件工具。該模件的特點(diǎn)主要包括與 Ether 等的連接能力、更快的指令執(zhí)行時間，以及更多的用戶存儲器支持。新類型 CPU 為 S7226，該 CPU 為能夠進(jìn)一步連接到工業(yè) LAN 系統(tǒng)或者諸如調(diào)制解調(diào)器、打印機(jī)、條形碼閱讀器等外圍設(shè)備，相應(yīng)增加了點(diǎn)到點(diǎn)接口（ PPI）或者自由接口（連續(xù) ASCII）。此外， D005DRD 還提供了 6 通道繼電器輸出。D005DDD 包含了具備 8 通道 DC 輸入和 8 通道 DC 輸出的 DL05CPU 模件，采用了12/24VDC 電源供電、具備 6kb 的存儲器，可利用 RLL/RLLPlus 進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，還提供了一個 RS232 程序和通信接口。 CompactLogix 使用了相同的能同時被 ControlLogix、 FlexLogix、 SoftLogix 和 RSLogix5000 共享的 Logix 控制引擎。 Rockwell 公司最近為其 CompactLogix 系列產(chǎn)品增加了一種新的CompactLogix5330 控制器。 一些 PLC 供應(yīng)商依托強(qiáng)大的應(yīng)用市場繼續(xù)發(fā)展小型 PLC 產(chǎn)品，甚至大量的工業(yè)用戶已經(jīng)將其看作是低端應(yīng)用市場上的日用品。一些小型甚至超小型 PLC 系統(tǒng)已經(jīng)向工業(yè)用戶提供了模擬量 I/O、 PID 控制回路、通信接口，甚至與企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相連接的現(xiàn)場總線。許多工業(yè)用戶直接采取了拋棄出現(xiàn)故障的模件，進(jìn)而換上一塊新模件的處理方式，因?yàn)橹匦滦蘩磉@樣的故障模件也許會花費(fèi)同樣甚至更多的費(fèi)用。 PLC 的前景 前景一： PLC 將會成為過程控制領(lǐng)域內(nèi)的日用品 僅僅從 PLC 系統(tǒng)價格正在逐漸降低的理由進(jìn)行推理，尤其在低端應(yīng)用方面， PLC將會成為這一領(lǐng)域的日用品。如今，工業(yè)企業(yè)現(xiàn)代化改造的方向是全而實(shí)現(xiàn)企業(yè)的自動化向信息化方向發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)自動化的特征是自動控制技術(shù)、物流技術(shù)、信息技術(shù)的綜合應(yīng)用。其主要原因在于它能夠?yàn)樽詣踊刂茟?yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對自動化的需 要。 第五章 PLC 的發(fā)展趨勢和前景 PLC 在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的發(fā)展趨勢 工業(yè)自動化生產(chǎn)線的首要目標(biāo)是保證產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)過程不可能進(jìn)行過多的人工干預(yù)，產(chǎn)品質(zhì)量的保證只能依賴在線質(zhì)量檢測設(shè)備和儀器，監(jiān)視產(chǎn)品質(zhì)量參數(shù)，為控制器提供準(zhǔn)確的測量值和檢測狀態(tài)。外部接觸器接線時 ，應(yīng)考慮接觸器間的互相聯(lián)鎖以防短路。在線圈 Y003 閉合后，驅(qū)動了外接接觸器 KM4 在電動機(jī)停止交流供電的情況下向 18 電動機(jī)提供直流電進(jìn)行能耗制動。停止按外接停止按鈕 SB1，從梯形圖中可以看出由 SB1 驅(qū)動的第一梯級、第二梯級和第三梯級均串接了 X001 的常閉觸點(diǎn)，其目的是讓電動機(jī)在任一運(yùn)行狀態(tài)，均能可靠停止。 Y002 線圈后所接的接觸器 KM2接通，完成了星角轉(zhuǎn)換，使電動機(jī)進(jìn)入了角接狀態(tài)。而在這同時，第三 梯級中左母線一側(cè)的 T0 常開接點(diǎn)閉合，通過串接其后的 X00 Y000 的常閉接點(diǎn)，接通了輸出繼電器 Y002。由于 Y001 線圈的閉合，接于 Y001后的外部接觸器 KM1 閉合，電動機(jī)處于星接啟動狀態(tài)。在這同時，第二梯級中的左母線一側(cè)的常開觸點(diǎn) Y000閉合，通過串接其后的 X00 Y003 的常閉接點(diǎn)接通了輸出繼電器 Y001 和另一支路經(jīng)Y002 常閉接點(diǎn)相串的定時器線圈 T0(K 值為 40)。 斷電延時型星角降壓啟動能耗制動控制使用 PLC 控制 17 PLC 沒有斷電延時型定時器，只有通電延時型定時器。本梯形圖沒設(shè)置熱繼電器，可在第一、第二梯級的 Y000 和 Y001的線圈前端設(shè)置常閉接點(diǎn) X003，外部則接 FR 的常開接點(diǎn)。 )通過定時器 T0 的常閉接點(diǎn)，接通了輸出繼電器線圈 Y002 和定時器 T0 線圈，由于 Y002 的接通，其并接于第三梯級母線一側(cè)的常開接點(diǎn) Y002 閉合，形成了 Y002 線圈的自保 (在這同時串接于第一梯級和第二梯級的 Y002 的常閉接點(diǎn)斷開，再次可靠切斷了正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn) )，從而 Y002 接通了外接接觸器 KM3，而 KM3 則向電動機(jī)送入了直流電進(jìn)行能耗制動。由于 Y001 的閉合，接通了反轉(zhuǎn)接觸器，帶動電動機(jī)工作。由于 Y000 的閉合，接通了正轉(zhuǎn)接觸器，帶動電動機(jī)工作。而且在星角降壓啟動等必要的電路中均應(yīng)考慮這一問題。如果只靠 PLC 內(nèi)部的聯(lián)鎖是不行的。而串接于第一和第二梯級中的常閉接點(diǎn) Y001 和 Y000 的作用，是保證在正轉(zhuǎn)時反轉(zhuǎn)回路被切斷，同理反轉(zhuǎn)時正轉(zhuǎn)回路被切斷使它們只能處于一種狀態(tài)下運(yùn)行，其實(shí)質(zhì)是相互聯(lián)鎖的作用。停止則由外部的 SB1 按鈕控制，使串接于第一和第二梯級中的常閉接點(diǎn) X002 斷開，不管是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)均能斷電，從而使電動機(jī)停止運(yùn)行。 接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制使用 PLC 控制 14 本圖中靠近母線一側(cè)中的第一梯級和第二梯級中的 X000、 X001 均為 PLC 外部按鈕 SB SB3 按鈕所控制的常開接點(diǎn)，一旦接到外部信號使相應(yīng)的 X000 或 X001 閉合，通過串接于第一或第二梯級相應(yīng)線路，使輸出繼電器 Y000或 Y001線圈中的一個閉合，由于輸出繼電器線圈的閉合，使并接于第一和第二梯級中的常開接點(diǎn) Y000 或 Y001中的一個閉合形成了自保關(guān)系。 PLC 基本單元與擴(kuò)展單元以及功能模塊的連接線纜應(yīng)單獨(dú)敷設(shè)，以防止外界信號的干擾。 PLC 的輸入與輸出最好分開走線，開關(guān)量與模擬量也要分開敷設(shè)。因?yàn)槠胀ǖ恼鳛V波電源，由于紋波的影響，容易使PLC 接收到錯誤信息。 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(guān)或接近開關(guān) )提供直流 24V 電源。對于可靠性要求很高的場合或電源干擾特別嚴(yán)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(shè)備與地之間的干擾。 電源 PLC 供電電源為 50Hz、 220(1177。 空氣 避免有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等。 震動 應(yīng)使 PLC 遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動源，防止振動頻率為 10~55Hz 的頻繁或連續(xù)振動。 PLC 應(yīng)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(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大，基本單元和擴(kuò)展單元之間要有 30mm 以上間隔；開關(guān)柜上、下部 13 應(yīng)有通風(fēng)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(fēng)扇強(qiáng)迫通風(fēng)。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這些數(shù)據(jù)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?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼?PID 處理一般是運(yùn)行專用的 PID 子程序。 PID 調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較 多的調(diào)節(jié)方法。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。如可驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。 PLC 廠家都生產(chǎn)配套的 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制；運(yùn)動控制： PLC 可以用于圓周運(yùn)動或直線運(yùn)動的控制。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等；模擬量控制：在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)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。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。此外， PLC 帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。一些使用冗余 CPU的 PLC 的平均無故障工作時間則更長。 PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。但以太網(wǎng)在工控系統(tǒng)的應(yīng)用卻日益增多，適應(yīng)這一過程，各 PLC 廠商紛紛推出適應(yīng)以太網(wǎng)的產(chǎn)品或中間產(chǎn)品 第三章 PLC 技術(shù)的應(yīng)用 PLC 工業(yè)自動化應(yīng)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(chǎn)現(xiàn)場的各單機(jī) 設(shè)備上，雖然它們大多處在強(qiáng)電電路和強(qiáng)電設(shè)備所形成的惡劣電磁環(huán)境中，但 PLC 是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而設(shè)計(jì)的控制裝置，在設(shè)計(jì)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(qiáng)的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力、運(yùn)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。目前的挑戰(zhàn)在于 1)硬件上如合適應(yīng)工業(yè)惡劣環(huán)境； 2)通訊機(jī)制如何提高其可靠。 工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展對 PLC 有重要影響。 PLC 的功能進(jìn)一步增強(qiáng)，應(yīng)用范圍越來越廣泛。目前，多數(shù) PLC 軟件產(chǎn)品和相當(dāng)一部分儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及其它設(shè)備具有了 OPC 功能。雖然 PLC 開發(fā)上各工具仍不兼容，但基于這些標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)系統(tǒng)，使用戶在應(yīng)用過程中，可以較方便地適不同品牌的產(chǎn)品。 2)IEC 制訂了基于 Windows 的編程語言標(biāo)準(zhǔn) 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(jié)構(gòu)化文本 (ST)五種編程語言。開放的進(jìn)程，可以從以下方面反映： 1)IEC 形成了現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，這一標(biāo)準(zhǔn)包含 8 種標(biāo)準(zhǔn)，雖然有人說，多種標(biāo)準(zhǔn)就是沒有標(biāo)準(zhǔn)，但必竟是一個經(jīng)過困難的爭論與妥協(xié)的成果。 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(kuò)大各自市場，處于群雄割據(jù)的局面，各自發(fā)展自己的標(biāo)準(zhǔn)，兼容性很差，這給用戶使用帶來不便，并增加了維護(hù)成本。由于近來數(shù)據(jù)通訊技術(shù)發(fā)展很快，用戶對開放性要求很強(qiáng)烈，現(xiàn)場總線技術(shù)及以太網(wǎng)技術(shù)也同步發(fā)展。 PLC 發(fā)展的重點(diǎn) 人機(jī)界面更加友好 PLC 制造商紛紛通過收購或聯(lián)合軟件企業(yè)、或發(fā)展軟件產(chǎn)業(yè)，大大提高了其軟件水平，多數(shù) PLC 品牌擁有與之相應(yīng)的開發(fā)平臺和組態(tài)軟件，軟件和硬件的結(jié)合，提高了系統(tǒng)的性能，同時，為用戶的開發(fā)和 維護(hù)降低了成本，使更易形成人機(jī)友好的控制系統(tǒng)，目前， PLC＋網(wǎng)絡(luò)＋ IPC＋ CRT 的模式被廣泛應(yīng)用。 10 我國的 PLC 供應(yīng)渠道，主要有制造商、分銷商 (代理商 )、系統(tǒng)集成