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PLC的分類與基本性能
發(fā)布者:泉州風(fēng)騰自動(dòng)化設(shè)備有限公司  發(fā)布時(shí)間:2023-02-14 11:27:42
可編程控制器類型很多,可從不同的角度進(jìn)行分類:
西門子S7-300系列6ES7305-1BA80-0AA0
4.1按控制規(guī)模分

控制規(guī)模主要指控制開(kāi)關(guān)量的入、出點(diǎn)數(shù)及控制模擬量的模入、模出,或兩者兼而有之(閉路系統(tǒng))的路數(shù)。但主要以開(kāi)關(guān)量計(jì)。模擬量的路數(shù)可折算成開(kāi)關(guān)量的點(diǎn),大致一路相當(dāng)于8~16點(diǎn)。

依這個(gè)點(diǎn)數(shù),PLC大致可分為微型機(jī)、小型機(jī)、中型機(jī)及大型機(jī)、超大型機(jī)。

微型機(jī)控制點(diǎn)僅幾十點(diǎn),如德維森公司的V80系列PLC本體從16點(diǎn)到40點(diǎn),OMRON公司的CPM1A系列PLC,西門子的Logo僅10點(diǎn)。

小型機(jī)控制點(diǎn)可達(dá)100多點(diǎn)。如如德維森公司的V80系列PLC可擴(kuò)展到256點(diǎn),OMRON公司的C60P可達(dá)148點(diǎn),CQM1達(dá)256點(diǎn)。德國(guó)西門子公司的S7-200機(jī)可達(dá)64點(diǎn)。

中型機(jī)控制點(diǎn)數(shù)可達(dá)近500點(diǎn),以至于千點(diǎn)。如德維森公司的PPC11系列可擴(kuò)展到1024點(diǎn),OMRON公司C200H機(jī)普通配置最多可達(dá)700多點(diǎn),C200Ha機(jī)則可達(dá)1000多點(diǎn)。德國(guó)西門子公司的S7300機(jī)最多可達(dá)512點(diǎn)。

大型機(jī):控制點(diǎn)數(shù)一般在1000點(diǎn)以上。如如德維森公司的PPC22系列可擴(kuò)展到2048點(diǎn),OMRON公司的C1000H、CV1000,當(dāng)?shù)嘏渲每蛇_(dá)1024點(diǎn)。C2000H、CV2000當(dāng)?shù)嘏渲每蛇_(dá)2048點(diǎn)。

超大型機(jī):控制點(diǎn)數(shù)可達(dá)萬(wàn)點(diǎn),以至于幾萬(wàn)點(diǎn)。如美國(guó)GE公司的90-70機(jī),其點(diǎn)數(shù)可達(dá)24000點(diǎn),另外還可有8000路的模擬量。再如美國(guó)莫迪康公司的PC-E984--785機(jī),其開(kāi)關(guān)量具總數(shù)為32k(32768),模擬量有2048路。西門子的SS-115U-CPU945,其開(kāi)關(guān)量總點(diǎn)數(shù)可達(dá)8k,另外還可有512路模擬量。等等。

以上這種劃分是不嚴(yán)格的,只是大致的,目的是便于系統(tǒng)的配置及使用。

一般講,根據(jù)實(shí)際的I/O點(diǎn)數(shù),凡落在上述不同范圍者,選用相應(yīng)的機(jī)型,性能價(jià)格比必然要高;相反,肯定要差些。

自然,也有特殊情況。如控制點(diǎn)數(shù)不是非常之多,不是非用大型機(jī)不可,但因大型機(jī)的特殊控制單元多,可進(jìn)行熱備配置,因而采用了大型機(jī)。

4.2按結(jié)構(gòu)劃分

PLC可分為箱體式及模塊式兩大類。微型機(jī)、小型機(jī)多為箱體式的,但從發(fā)展趨勢(shì)看,小型機(jī)也逐漸發(fā)展成模塊式的了。如OMRON公司,原來(lái)小型機(jī)都是箱體式,現(xiàn)在的CQM1則為模塊式的。

箱體的PLC把電源、CPU、內(nèi)存、I/O系統(tǒng)都集成在一個(gè)小箱體內(nèi)。一個(gè)主機(jī)箱體就是一臺(tái)完整的PLC,就可用以實(shí)現(xiàn)控制??刂泣c(diǎn)數(shù)不符需要,可再接擴(kuò)展箱體,由主箱體及若干擴(kuò)展箱體組成較大的系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)對(duì)較多點(diǎn)數(shù)的控制。

模塊式的PLC是按功能分成若干模塊,如CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊等等。大型機(jī)的模塊功能更單一一些,因而模塊的種類也相對(duì)多些。這也可說(shuō)是趨勢(shì)。目前一些中型機(jī),其模塊的功能也趨于單一,種類也在增鄉(xiāng)。如同樣OMRON公司C20系列PLC,H機(jī)的CPU單元就含有電源,而Ha機(jī)則把電源分出,有單獨(dú)的電源模塊。

模塊功能更單一、品種更多,可便于系統(tǒng)配置,使PLC更能物盡其用,達(dá)到更高的使用效益。

由模塊聯(lián)結(jié)成系統(tǒng)有三種方法:

①無(wú)底板,靠模塊間接口直接相聯(lián),然后再固定到相應(yīng)導(dǎo)軌上。德維森公司的V80系列PLC就是這種結(jié)構(gòu),比較緊湊。

②有底板,所有模塊都固定在底板上。如德維森公司的PPC11、PPC22和PPC31系列PLC,OMRON公司的C200Ha機(jī),CV2000等中、大型機(jī)就是這種結(jié)構(gòu)。它比較牢固,但底板的槽數(shù)是固定的,如3、5、8、10槽等等。槽數(shù)與實(shí)際的模塊數(shù)不一定相等,配置時(shí)難免有空槽。這既浪費(fèi),又多占空間,還得占空單元把多余的槽作填補(bǔ)。

③用機(jī)架代替底板,所有模塊都固定在機(jī)架上。這種結(jié)構(gòu)比底板式的復(fù)雜,但更牢靠。一些特大型的PLC用的多為這種結(jié)構(gòu)。

4.3按生產(chǎn)廠家分

目前生產(chǎn)PLC的廠家較多。但能配套生產(chǎn),大、中、小、微型均能生產(chǎn)的不算太多。較有影響的,在中國(guó)市場(chǎng)占有較大份額的公司有:

德國(guó)西門子公司:它有S5系列的產(chǎn)品。有S5-95U、100U、115U、135U及155U。135U、155U為大型機(jī),控制點(diǎn)數(shù)可達(dá)6000多點(diǎn),模擬量可達(dá)300多路。最近還推出S7系列機(jī),有S7-200(小型)、S7-300(中型)及S7-400機(jī)(大型)。性能比S5大有提高。

日本OMRON公司:它有CPM1A型機(jī),P型機(jī),H型機(jī),CQM1、CVM、CV型機(jī),Ha型、F型機(jī)等,大、中、小、微均有,特別在中、小、微方面更具特長(zhǎng),在中國(guó)及世界市場(chǎng),都占有相當(dāng)?shù)姆蓊~。

日本三菱公司的PLC也是較早推到我國(guó)來(lái)的。其小型機(jī)F1前期在國(guó)內(nèi)用得很多,后又推出FX2機(jī),性能有很大提高。它的中、大型機(jī)為A系列。AIS、AZC、A3A等。

日本日立公司也生產(chǎn)PLC,其E系列為箱體式的。基本箱體有E-20、E-28、E-40、E-64。其I/O點(diǎn)數(shù)分別為12/8、16/12、24/16及40/24。另外,還有擴(kuò)展箱體,規(guī)格與主箱體相同其EM系列為模塊式的,可在16~160之間組合。

日本東芝公司也生產(chǎn)PLC,其EX小型機(jī)及EX-PLUS小型機(jī)在國(guó)內(nèi)也用得很多。它的編程語(yǔ)言是梯形圖,其專用的編程器用梯形圖語(yǔ)言編程。另外,還有EX100系列模塊式PLC,點(diǎn)數(shù)較多,也是用梯形圖語(yǔ)言編程。

日本松下公司也生產(chǎn)PLC。FP1系列為小型機(jī),結(jié)構(gòu)也是箱體式的,尺寸緊湊。FP3為模塊式的,控制規(guī)模也較大,工作速度也很快,執(zhí)行基本指令僅0?l微秒。

日本富士公司也有PLC。其NB系列為箱體式的,小型機(jī)。NS系列為模塊式。

美國(guó)GE公司、日本FANAC合資的GE-FANAC的90-70機(jī)也是很吸引人的。據(jù)介紹。它具有25個(gè)特點(diǎn)。諸如,用軟設(shè)定代硬設(shè)定,結(jié)構(gòu)化編程,多種編程語(yǔ)言,等等。它有914、781/782、771/772、731/732等多種型號(hào)。另外,還有中型機(jī)90-30系列,其型號(hào)有344、331、323、321多種;還有90-20系列小型機(jī),型號(hào)為211。

美國(guó)施奈德公司(莫迪康)的984機(jī)也是很有名的。其中E984-785可安31個(gè)遠(yuǎn)程站點(diǎn),總控制規(guī)??蛇_(dá)63535點(diǎn)。小的為緊湊型的,如984-120,控制點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn),在最大與最小之間,共20多個(gè)型號(hào)。最近又推出Twido系列PLC,有10、16、20、24、40點(diǎn)幾種規(guī)格。

美國(guó)AB(Alien-Bradley)公司創(chuàng)建于1903年,在世界各地有20多個(gè)附屬機(jī)構(gòu),10多個(gè)生產(chǎn)基地??删幊炭刂破饕彩撬闹匾a(chǎn)品。它的PLC-5系列是很有名的,其下有PLC-5/10,PLC-5/11,……PLC-5/250多種型號(hào)。另外,它也有微型PLC,有ControLgix系列和SLC-500系列。有三種配置,20、30及40I/O配置選擇,I/O點(diǎn)數(shù)分別為12/8、18/12及24/16三種。

美國(guó)IPM公司的IP1612系列機(jī),由于自帶模擬量控制功能,自帶通訊口,集成度又非常之高,雖點(diǎn)數(shù)不多,僅16入,12出,但性價(jià)比還是高的,很適合于系統(tǒng)不大,但又有模擬量需控制的場(chǎng)合。新出的lP3416機(jī),I/O點(diǎn)數(shù)擴(kuò)大到34入、12出,而且還自帶一個(gè)簡(jiǎn)易小編程器,性能又有改進(jìn)。

國(guó)內(nèi)PLC廠家近年來(lái)發(fā)展較快,目前有幾家國(guó)產(chǎn)PLC廠商則是齊頭并進(jìn),但大多規(guī)模不大。比較有影響的有:深圳德維森、深圳艾默生、無(wú)錫光洋、無(wú)錫信捷、北京和利時(shí)、北京凱迪恩、北京安控、黃石科威、洛陽(yáng)易達(dá)、浙大中控、浙大中自、南京冠德、蘭州全志等。如,德維森公司自主研發(fā)生產(chǎn)了多種型號(hào)與規(guī)格的PLC,有V80、PPC11、PPC22和PPC31等幾個(gè)系列,產(chǎn)品種類齊全,性能穩(wěn)定可靠,在性價(jià)比上有較大的優(yōu)勢(shì)。和利時(shí)公司的FOPLC系列和自主研發(fā)的G3系列,憑借公司在工程領(lǐng)域的實(shí)力,已逐步向工控中多個(gè)領(lǐng)域邁進(jìn)。國(guó)產(chǎn)PLC從技術(shù)方面來(lái)講,差距已逐步縮小,市場(chǎng)方面則要一點(diǎn)一點(diǎn)去爭(zhēng),相信國(guó)產(chǎn)PLC憑借其自身的技術(shù)實(shí)力和本地化的技術(shù)服務(wù)能力以一個(gè)合格的挑戰(zhàn)者身份與國(guó)際品牌同場(chǎng)競(jìng)技。

此外,韓國(guó)和臺(tái)灣地區(qū)的一些公司目前在國(guó)內(nèi)也占據(jù)不可忽視的市場(chǎng)份額,比如韓國(guó)LS(LG)公司的K80S、K120S、K200S、K300S和K1000S系列PLC,臺(tái)灣永宏的FBS系列PLC,臺(tái)達(dá)的DVP系列,盟立的SC500系列,豐煒的VB和VH系列和臺(tái)安的TP02系列PLC等。


可編程控制器的基本性能可用如下八條予以概括:

5.1工作速度

工作速度是指PLC的CPU執(zhí)行指令的速度及對(duì)急需處理的輸入信號(hào)的響應(yīng)速度。工作速度是PLC工作的基礎(chǔ)。速度高了,才可能通過(guò)運(yùn)行程序?qū)崿F(xiàn)控制,才可能不斷擴(kuò)大控制規(guī)模,才可能發(fā)揮PLC的多種多樣的作用。

PLC的指令是很多的。不同的PLC。指令的條數(shù)也不同。少的幾十條,多的幾百條。指令不同,執(zhí)行的時(shí)間也不同。但各種PLC總有一些基本指令,而且各種的PLC都有這些基本指令,故常以執(zhí)行一條基本指令的時(shí)間來(lái)衡量這個(gè)速度。這個(gè)時(shí)間當(dāng)然越短越好,已從微秒級(jí)縮短到零點(diǎn)微秒級(jí)。并隨著微處理器技術(shù)的進(jìn)步,這個(gè)時(shí)間還在縮短。

執(zhí)行時(shí)間短可加快PLC對(duì)一般輸入信號(hào)的響應(yīng)速度。從討論P(yáng)LC的工作原理知,從對(duì)PLC加入輸入信號(hào),到PLC產(chǎn)生輸出,最理想的情況也要延遲一個(gè)PLC運(yùn)行程序的周期。因?yàn)镻LC監(jiān)測(cè)到輸入信號(hào),經(jīng)運(yùn)行程序后產(chǎn)生的輸出,才是對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)。不理想時(shí),還要多延長(zhǎng)一個(gè)周期。當(dāng)輸入信號(hào)送入PLC時(shí),PLC的輸入刷新正好結(jié)束,就是這種情況。這時(shí),要多等待一個(gè)周期,PLC的輸入映射區(qū)才能接受到這個(gè)新的輸入信號(hào)。對(duì)一般的輸入信號(hào),這個(gè)延遲雖可以接受,但對(duì)急需響應(yīng)的輸入信號(hào),就不能接受了。對(duì)急需處理的輸人信號(hào)延遲多長(zhǎng)時(shí)間PLC能予以響應(yīng),要另作要求。

為了處理急需響應(yīng)的輸入信號(hào),PLC有種種措施。不同的PLC措施也不完全相同,提高響應(yīng)速度的效果也不同。一般的作法是采用輸入中斷,然后再輸出即時(shí)刷新,即中斷程序運(yùn)行后,有關(guān)的輸出點(diǎn)立即刷新,而不等到整個(gè)程序運(yùn)行結(jié)束后再刷新。

這個(gè)效果可從兩個(gè)方面來(lái)衡量:一是能否對(duì)幾個(gè)輸入信號(hào)作快速響應(yīng);二是快速響應(yīng)的速度有多快。多數(shù)PLC都可對(duì)一個(gè)或多個(gè)輸入點(diǎn)作快速響應(yīng),快速響應(yīng)時(shí)間僅幾個(gè)毫秒。性能高的、大型的PLC響應(yīng)點(diǎn)數(shù)更多。

工作速度關(guān)系到PLC對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)速度,是PLC對(duì)系統(tǒng)控制是否及時(shí)的前提。控制不及時(shí),就不可能準(zhǔn)確與可靠,特別是對(duì)一些需作快速響應(yīng)的系統(tǒng)。這就是把工作速度作為PLC第一指標(biāo)的原因。

5.2控制規(guī)模

控制規(guī)模代表PLC控制能力,看其能對(duì)多少輸入、輸出點(diǎn)及對(duì)多少路模擬進(jìn)行控制。

控制規(guī)模與速度有關(guān)。因?yàn)橐?guī)模大了,用戶程序也長(zhǎng),執(zhí)行指令的速度不快,勢(shì)必延長(zhǎng)PLC循環(huán)的時(shí)間,也必然會(huì)延長(zhǎng)PLC對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)。為了避免這個(gè)情況,PLC的工作速度就要快。所以,大型PLC的工作速度總是比小的要快。

控制規(guī)模還與內(nèi)存區(qū)的大小有關(guān)。規(guī)模大,用戶程序長(zhǎng),要求有更大的用戶存儲(chǔ)區(qū)。同時(shí)點(diǎn)數(shù)多,系統(tǒng)的存儲(chǔ)器輸入、輸出的信號(hào)區(qū)(輸入輸出繼電器區(qū)或稱輸入、輸出映射區(qū))也大。這個(gè)區(qū)大,相應(yīng)地內(nèi)部器件(解釋見(jiàn)后)也要增多,這些都要求有更大的系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)。

控制規(guī)模還與輸入、輸出電路數(shù)有關(guān)。如控制規(guī)模為1024點(diǎn),那就得有1024條I/O電路。這些電路集成于I/O模塊中,而每個(gè)模塊有多少路的I/O點(diǎn)總是有數(shù)的。所以,規(guī)模大,所使用的模塊也多。

控制規(guī)模還與PLC指令系統(tǒng)有關(guān)。規(guī)模大的PLC指令條數(shù)多,指令的功能也強(qiáng),才能應(yīng)付對(duì)點(diǎn)數(shù)多的系統(tǒng)進(jìn)行控制的需要。

控制規(guī)模是對(duì)PLC其它性能指標(biāo)起著制約作用的指標(biāo);也是PLC劃分為微、小、中、大和特大型

5.3組成模塊

PLC的結(jié)構(gòu)雖有箱體及模塊式之分,但從質(zhì)上看,箱體也是模塊,只是它集成了更多的功能。在此,不妨把PLC的模塊組成當(dāng)作所有PLC的結(jié)構(gòu)性能。

這個(gè)性能含義是指某型號(hào)PLC具有多少種模塊,各種模塊都有什么規(guī)格,并各具什么特點(diǎn)。

一般講,規(guī)模大的PLC,檔次高的PLC模塊的種類也多,規(guī)格也多,反映它的特點(diǎn)的性能指標(biāo)也高。但模塊的功能則單一些。相反,小型PLC、檔次低的PLC模塊種類也少,規(guī)格也少,指標(biāo)也低。但功能則多樣些,以至于集成為箱體。

組成PLC的模塊是PLC的硬件基礎(chǔ),只有弄清所選用的PLC都具有那些模塊及其特點(diǎn),才能正確選用模塊,去組成一臺(tái)完整的PLC,以滿足控制系統(tǒng)對(duì)PLC的要求。

常見(jiàn)的PLC模塊有:

CPU模塊,它是PLC的硬件核心。PLC的主要性能,如速度、規(guī)模都由它的性能來(lái)體現(xiàn)。

電源模塊,它為PLC運(yùn)行提供內(nèi)部工作電源,而且,有的還可為輸入信號(hào)提供電源。

I/O模塊,它集成了I/O電路,并依點(diǎn)數(shù)及電路類型劃分為不同規(guī)格的模塊。

內(nèi)存模塊,它主要存儲(chǔ)用戶程序,有的還為系統(tǒng)提供輔加的工作內(nèi)存。在結(jié)構(gòu)上內(nèi)存模塊都是附加于CPU模塊之中。

底板、機(jī)架模塊,它為PLC各模塊的安裝提供基板,并為模塊間的聯(lián)系提供總線。若干底板間的聯(lián)系有的用接口模塊,有的用總線接口。不同廠家或同一廠家但不同類型的PLC都不大相同。

箱體式的小型PLC的主箱體就是把上述幾種模塊集成在一個(gè)箱體內(nèi)的,并依可能提供I/O點(diǎn)數(shù)的多少,劃分為不同的規(guī)格。

箱體式的PLC還有I/O擴(kuò)展箱體,它不含CPU,僅有電源及I/O單元的功能。擴(kuò)展箱體也依I/O點(diǎn)數(shù)的多少劃分有不同的規(guī)格。

除上述模塊,PLC還有特殊的或稱智能或稱功能模塊。如A/D(模入)模塊、D/A(模出)模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、位控模塊、溫度模塊等等。這些模塊有自己的CPU,可對(duì)信號(hào)作預(yù)處理或后處理,以簡(jiǎn)化PLC的CPU對(duì)復(fù)雜的程控制量的控制。智能模塊的種類、特性也大不相同,性能好的PLC,這些模塊種類多,性能也好。

通訊模塊,它接人PLC后,可使PLC與計(jì)算機(jī),或PLC與PLC進(jìn)行通訊,有的還可實(shí)現(xiàn)與其它控制部件,如變頻器、溫控器通訊,或組成局部網(wǎng)絡(luò)。通訊模塊代表PLC的組網(wǎng)能力,代表著當(dāng)今PLC性能的重要方面。

掌握PLC性能,一定要了解它的模塊,并通過(guò)了解模塊的性能,去弄清楚PLC的性能。

除了模塊,PLC還有外部設(shè)備。

盡管用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制可不用外部設(shè)備,配置好合適的模塊就行了。然而,要對(duì)PLC編程,要監(jiān)控PLC及其所控制的系統(tǒng)的工作狀況,以及存儲(chǔ)用戶程序、打印數(shù)據(jù)等,就得使用PLC的外部設(shè)備。故一種PLC的性能如何,與這種PLC所具外部設(shè)備豐富與否,外部設(shè)備好用與否直接相關(guān)。

PLC的外部設(shè)備有四大類:

編程設(shè)備:簡(jiǎn)單的為簡(jiǎn)易編程器,多只接受助記將編程,個(gè)別的也可用圖形編程(如日本東芝公司的EX型可編程控制器)。復(fù)雜一點(diǎn)的有圖形編程器,可用梯形圖語(yǔ)編程。有的還有專用的計(jì)算機(jī),可用其它高級(jí)語(yǔ)編程。編程器除了用于編程,還可對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定,以確定PLC控制方式,或工作方式。編程器還可監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況,以進(jìn)行PLC用戶程序的調(diào)試。

監(jiān)控設(shè)備:小的有數(shù)據(jù)監(jiān)視器,可監(jiān)視數(shù)據(jù);大的還可能有圖形監(jiān)視器,可通過(guò)畫面監(jiān)視數(shù)據(jù)。除了不能改變PLC的用戶程序,編程器能做的它都能做,是使用PLC很好的界面。性能好的PLC,這種外部設(shè)備已越來(lái)越豐富。

存儲(chǔ)設(shè)備:它用于永久性地存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù),使用戶程序不丟失。這些設(shè)備,如存儲(chǔ)卡、存儲(chǔ)磁帶、軟磁盤或只讀存儲(chǔ)器。而為實(shí)現(xiàn)這些存儲(chǔ),相應(yīng)的就有存卡器、磁帶機(jī)、軟驅(qū)或ROM寫入器,以及相應(yīng)的接口部件。各種PLC大體都有這方面的配套設(shè)施。

輸入輸出設(shè)備:它用以接收信號(hào)或輸出信號(hào),便于與PLC進(jìn)行人機(jī)對(duì)話。輸入的有條碼讀入器,輸入模擬量的電位器等。輸出的有打印機(jī)、編程器、監(jiān)控器雖也可對(duì)PLC輸入信息,從PLC輸出信息,但輸入輸出設(shè)備實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話更方便,可在現(xiàn)場(chǎng)條件下實(shí)現(xiàn),并便于使用。隨著技術(shù)進(jìn)步,這種設(shè)備將更加豐富。

外部設(shè)備已發(fā)展成為PLC系統(tǒng)的不可分割的一個(gè)部分。它的情況,當(dāng)然是選用PLC必須了解的重要方面,所以也應(yīng)把它列為PLC性能的重要內(nèi)容。

5.4內(nèi)存容量

PLC內(nèi)存有用戶及系統(tǒng)兩大部分。用戶內(nèi)存主要用以存儲(chǔ)用戶程序,個(gè)別的還將其中的一部分劃為系統(tǒng)所用。系統(tǒng)內(nèi)存是與CPU配置在一起的。CPU既要具備訪問(wèn)這些內(nèi)存的能力,還應(yīng)提供相應(yīng)的存儲(chǔ)介質(zhì)。

用戶內(nèi)存大小與可存儲(chǔ)的用戶程序量有關(guān)。內(nèi)存大,可存儲(chǔ)的程序量大,也就可進(jìn)行更為復(fù)雜的控制。從發(fā)展趨勢(shì)看,內(nèi)存容量總是在不斷增大著。大型PLC的內(nèi)存容量可達(dá)幾十k,以至于一百多k。系統(tǒng)內(nèi)存對(duì)于用戶,主要體現(xiàn)在PLC能提供多少內(nèi)部器件。不同的內(nèi)部器件占據(jù)系統(tǒng)內(nèi)存的不同區(qū)域。在物理上并無(wú)這些器件,僅僅為RAM。但通過(guò)運(yùn)行程序進(jìn)行使用時(shí),給使用者提供的卻實(shí)實(shí)在在有這些器件。

內(nèi)存器件種類越多,數(shù)量越多,越便于PLC進(jìn)行種種邏輯量及模擬控制。它也是代表

PLC性能的重要指標(biāo)。

PLC內(nèi)部器件有:

I/O繼電器,或稱映射區(qū)。它與PLC所能控制的I/O點(diǎn)數(shù)及模擬量的路數(shù)直接相關(guān)。

內(nèi)部繼電器數(shù),有的稱為標(biāo)志位數(shù),代表著PLC的內(nèi)部繼電器數(shù)。它與I/O繼電器區(qū)相聯(lián)系著,有時(shí)與后者相聯(lián)系進(jìn)行處理。內(nèi)部繼電器多,便于PLC建立復(fù)雜的時(shí)序關(guān)系,以實(shí)現(xiàn)多種多樣的控制要求。一般講,內(nèi)部繼電器數(shù)比I/O繼電器要多得多。

有的內(nèi)部繼電器還可丟電保持,即它的狀態(tài)(ON或OFF)、PLC丟電后,靠?jī)?nèi)部電池仍予以保持。再上電后可繼續(xù)丟電前的狀態(tài)。保持繼電器可增強(qiáng)PLC控制能力,特別對(duì)記錄故障,故障排除后恢復(fù)運(yùn)行,更顯得有用。

定時(shí)器,可進(jìn)行定時(shí)控制。定時(shí)值可任意設(shè)定。定時(shí)器有多少,設(shè)定范圍有多大,設(shè)定值的分辨率又是多少,這些都代表定時(shí)器件的性能。

計(jì)數(shù)器,可進(jìn)行計(jì)數(shù),到達(dá)某設(shè)定計(jì)數(shù)值可發(fā)送相應(yīng)信號(hào)??蛇M(jìn)行什么樣的計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)范圍多大,怎么設(shè)定,有多少計(jì)數(shù)器,則是PLC計(jì)數(shù)器性能的代表指標(biāo)。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū),用以存儲(chǔ)工作數(shù)據(jù)。多以字、兩字或多字為單位予以使用,是PLC進(jìn)行模擬量控制,或記錄數(shù)據(jù)所必不可少的。這個(gè)存儲(chǔ)區(qū)的大小代表PLC的性能也是越大越好。趨勢(shì)也是越來(lái)越大。小型機(jī)也如此。如日本OMRON公司的CQM1機(jī),其DM區(qū)就有6k字。而過(guò)去同是小型機(jī)的C60P的DM區(qū)才64個(gè)字。大型機(jī)的DM可達(dá)10K以至幾十K。

此外還有其它一些內(nèi)部器件,了解某PLC性能時(shí),也都必須掌握它。

內(nèi)部器件也是PLC指令的操作數(shù),不弄清楚是無(wú)法編程的。

5.5指令系統(tǒng)

PLC有多少條指令,各條指令又具有什么功能,是了解與使用PLC的重要方面。你不懂PLC指令怎么編程,沒(méi)有程序,PLC又怎么工作?

PLC的指令越來(lái)越多,越來(lái)越豐富。功能很強(qiáng)的指令,綜合多種作用的指令日見(jiàn)增多。

PLC的指令繁多,但主要的有這么幾種類型:

基本邏輯指令,用于處理邏輯關(guān)系,以實(shí)現(xiàn)邏輯控制。這類指令不管什么樣的PLC都總是有的。

數(shù)據(jù)處理指令,用于處理數(shù)據(jù),如譯碼,編碼,傳送、移位等等。

數(shù)據(jù)運(yùn)算指令,用于進(jìn)數(shù)據(jù)的運(yùn)算,如十、一、X、/等,可進(jìn)行整形數(shù)計(jì)算,有的還可浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算;也可進(jìn)行邏輯量運(yùn)算,等等。

流程控制指令,用以控制程序運(yùn)行流程。PLC的用戶程序一般是從零地址的指令開(kāi)始執(zhí)行,按順序推進(jìn)。但遇到流程控制指令也可作相應(yīng)改變。流程控制指令也較多,運(yùn)用得好,可使程序簡(jiǎn)練,并便于調(diào)試與閱讀。

狀態(tài)監(jiān)控指令,用以監(jiān)視及記錄PLC及其控制系統(tǒng)的工作狀態(tài),對(duì)提高PLC控制系統(tǒng)的工作可靠性大有幫助。

當(dāng)然,并不是所有的PLC都有上述那么多類的指令,也不是有的PLC僅有上述幾類指令。以上只是指出幾個(gè)例子,說(shuō)明要從哪幾個(gè)方面了解PLC指令,從中也可大致看出指令的多少及功能將怎樣影響PLC的性能。

除了指令,為進(jìn)行通訊,PLC還有相應(yīng)的協(xié)議與通訊指令或命令,這些也反映了PLC的性能。

5.6支持軟件

為了便于編制PLC程序,多數(shù)PLC廠家都開(kāi)發(fā)有關(guān)計(jì)算機(jī)支持軟件。

從本質(zhì)上講,PLC所能識(shí)別的只是機(jī)器語(yǔ)言。它之所以能使用一些助記符語(yǔ)言、梯形圖語(yǔ)言、流程圖語(yǔ)言,以至高級(jí)語(yǔ)言,全靠為使用這些語(yǔ)言而開(kāi)發(fā)的種種軟件。

助記符語(yǔ)言是最基本也是最簡(jiǎn)單的PLC語(yǔ)言。它類似計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言,PLC的指令系統(tǒng)就是用這種語(yǔ)言表達(dá)的。這種語(yǔ)言僅使用文字符號(hào),所使用的編程工具簡(jiǎn)單,用簡(jiǎn)易編程器即可。所以,多數(shù)PLC都配備有這種語(yǔ)言。

梯形圖語(yǔ)言是圖形語(yǔ)言,它用類似于繼電器電路圖的符號(hào)表達(dá)PLC實(shí)現(xiàn)控制的邏輯關(guān)系。這種語(yǔ)言與符號(hào)語(yǔ)言有對(duì)應(yīng)關(guān)系,很容易互相轉(zhuǎn)換,并便于電氣工程師了解與熟悉,故用得很普遍,幾乎所有的PLC都開(kāi)發(fā)有這種語(yǔ)言。由于它是用圖形表達(dá),小的編程器不好使用它,得有較大的液晶畫面的編程器,才能使用它。多數(shù)是在計(jì)算機(jī)對(duì)PLC編程時(shí),才使用這種語(yǔ)言。

流程圖語(yǔ)言,它也是圖形語(yǔ)言,不過(guò)所用的符號(hào)不與電氣元件符號(hào)相似,而與計(jì)算機(jī)用的流程圖符號(hào)相似,便干計(jì)算機(jī)工作人員了解與熟悉。流程圖語(yǔ)言與符號(hào)語(yǔ)言也有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,只是它對(duì)應(yīng)的符號(hào)語(yǔ)言與梯形圖的對(duì)應(yīng)不一樣。熟悉計(jì)算機(jī)而又未從事過(guò)一般電氣工作的人員,樂(lè)于用這種語(yǔ)言對(duì)PLC編程。日本OMRON公司開(kāi)發(fā)的F系列機(jī)就是使用這種語(yǔ)言。

梯形圖與流程圖混合語(yǔ)言。這種語(yǔ)言,梯形圖與流程圖兩者兼用,可使PLC程序結(jié)構(gòu)化。它用流程圖把PLC程序劃分成若干結(jié)構(gòu)塊,并規(guī)范塊間的邏輯聯(lián)系。用梯形圖再確定塊中的種種量間的邏輯關(guān)系。這種混合語(yǔ)言有不同的實(shí)現(xiàn)方法,而且多用于大型的PLC的編程

高級(jí)語(yǔ)言,PLC編程也可以使用高級(jí)語(yǔ)言,如BASIC、C語(yǔ)言等??梢栽贒OS,也可在WINDOWS平臺(tái)上運(yùn)行。關(guān)鍵在于要把用高級(jí)語(yǔ)言編寫的程序轉(zhuǎn)換成助記符語(yǔ)言,或直接轉(zhuǎn)換成PLC所能識(shí)別的機(jī)器語(yǔ)言。從根本上講,只要能實(shí)現(xiàn)這個(gè)轉(zhuǎn)換的,什么高級(jí)語(yǔ)言都可以。而編寫這個(gè)轉(zhuǎn)換的軟件工作量很大,當(dāng)然應(yīng)由有關(guān)廠家開(kāi)發(fā)與提供。當(dāng)前不少PLC廠家已有提供。如GE-FANAC的PLC就提供有可用C語(yǔ)言編程的軟件。

再前進(jìn)一步,從理論上講使用自然語(yǔ)言編程也是完全可能的。只是要下力氣去開(kāi)發(fā),以及市場(chǎng)有這個(gè)需要。

支持軟件不僅編制PLC程序需要,監(jiān)控PLC運(yùn)行,特別是監(jiān)視PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況也需要。所以,多數(shù)支持編程的軟件,也具有監(jiān)視PLC工作的功能。

此外,也有專用于監(jiān)控PLC工作的軟件,它多與PLC的監(jiān)視終端連用。

有的PLC廠家或第三方廠家還開(kāi)發(fā)了使用PLC的組態(tài)軟件,用以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)PLC控制系統(tǒng)監(jiān)控,以及與PLC交換數(shù)據(jù)。

PLC的用戶也可基于DOS或WINDOWS平臺(tái)開(kāi)發(fā)用于PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用軟件,以提高PLC系統(tǒng)自動(dòng)化及智能化水平。這方面的軟件已日益受到重視。

總之,為了用好PLC,PLC的支持軟件越來(lái)越豐富,性能也越來(lái)越好,其界面也越來(lái)越友好,也因此,它的情況如何,已成為評(píng)判PLC性能的指標(biāo)之一。

5.7可靠控制

為使PLC能可靠工作,在硬件與軟件兩個(gè)方面PLC廠家都采取了很多措施,對(duì)一些特殊可靠要求的PLC,還有相應(yīng)的特殊的措施,如熱備、冗余等等。這在介紹PLC的特點(diǎn)時(shí)已作了敘述??煽看胧┑哪康氖窃黾覲LC平均故障間隔時(shí)間、MTBF(MeanTimeBetweenFailure)及減少PLC的平均修復(fù)時(shí)間、MTTR(MeanTimeToRepair),以提高PLC的有效度A(Availability)。

A=MTBF/(MTBF+MTTR)

式中A--有效率

MTBF--平均故障間隔時(shí)間

MTTR--平均修復(fù)時(shí)間

當(dāng)然,A值越大越好,它可使PLC系統(tǒng)得到充分的利用,是為什么要使用PLC的重要指標(biāo)。而從上式可知,MTBF越大,MTTR越小,則A越大。所以,PLC的可靠措施都是圍繞提高M(jìn)TBF及MTTR值進(jìn)行的。

鑒于可靠工作是PLC的重要特點(diǎn),至關(guān)重要,故有關(guān)提高M(jìn)TBF及降低MTTR的措施如何,以及PLC的MTBF與MTTR值也成為PLC性能的重要指標(biāo)。

5.8經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

以上七條講的都是PLC的技術(shù)性能。其實(shí),使用PLC,還要考慮經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。經(jīng)濟(jì)是基礎(chǔ),經(jīng)濟(jì)上不合算,不能帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益,使用PLC也就沒(méi)有基礎(chǔ)。所以,這個(gè)指標(biāo)也是重要的。經(jīng)濟(jì)指標(biāo)最簡(jiǎn)單的就是看價(jià)格。一般講,同樣技術(shù)性能的PLC,價(jià)格低其經(jīng)濟(jì)指標(biāo)就好

此外,還要看供貨情況,供貨不及時(shí),影響使用,價(jià)格即使低,也不一定就好;看技術(shù)服務(wù),資料不全,用戶出現(xiàn)問(wèn)題得不到技術(shù)支持也不好。

對(duì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)還要作綜合分析,要看使用了PLC能否帶來(lái)效益,然后,再分析使用哪家的PLC效益更好些。

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