可編程控制器的工作原理是通過循環(huán)掃描的方式,依次經(jīng)歷輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段,可編程控制器(Programmable Controller),通常指的就是前面提到的 PLC 控制器(Programmable Logic Controller),即可編程邏輯控制器。它是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。
除了前面介紹過的工作原理、組成結(jié)構(gòu)、應(yīng)用領(lǐng)域和優(yōu)勢特點外,以下是關(guān)于可編程控制器的其他一些信息:
發(fā)展歷程
· 20 世紀(jì) 60 年代,美國汽車制造業(yè)為了適應(yīng)生產(chǎn)工藝不斷更新的需求,提出了一種新型控制器的設(shè)想,要求它能取代傳統(tǒng)的繼電器控制裝置,具有通用性強(qiáng)、靈活性高、可靠性好等特點。1969 年,美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC)研制出了一臺可編程控制器,當(dāng)時主要用于汽車生產(chǎn)線上的邏輯控制,從此開啟了可編程控制器在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用歷程。
· 隨著微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,可編程控制器的功能不斷增強(qiáng),逐漸從最初的邏輯控制擴(kuò)展到數(shù)據(jù)處理、模擬量控制、通信聯(lián)網(wǎng)等多個領(lǐng)域,其應(yīng)用范圍也從汽車制造業(yè)擴(kuò)展到了機(jī)械、化工、電力、冶金等幾乎所有的工業(yè)領(lǐng)域。
分類
· 按結(jié)構(gòu)形式分類:可分為整體式和模塊式。整體式 PLC 將 CPU、存儲器、I/O 模塊等部件集成在一個緊湊的機(jī)箱內(nèi),結(jié)構(gòu)簡單、體積小、價格便宜,適用于小型控制系統(tǒng);模塊式 PLC 則將各個功能模塊分開,如 CPU 模塊、I/O 模塊、電源模塊等,用戶可以根據(jù)實際需求選擇不同的模塊進(jìn)行組合,安裝在機(jī)架上,具有配置靈活、擴(kuò)展性好的特點,適用于中大型控制系統(tǒng)。
· 按 I/O 點數(shù)分類:可分為小型、中型和大型 PLC。小型 PLC 的 I/O 點數(shù)一般在 256 點以下,其結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉,主要用于小型設(shè)備的控制;中型 PLC 的 I/O 點數(shù)在 256 點到 1024 點之間,具有較強(qiáng)的控制功能和一定的通信能力,適用于中等規(guī)模的控制系統(tǒng);大型 PLC 的 I/O 點數(shù)在 1024 點以上,具有強(qiáng)大的運算能力、豐富的指令系統(tǒng)和完善的通信功能,可用于大型復(fù)雜的控制系統(tǒng),如大型化工生產(chǎn)裝置、鋼鐵廠的自動化控制系統(tǒng)等。
與其他控制設(shè)備的比較
· 與繼電器控制系統(tǒng)相比:可編程控制器具有更高的可靠性、靈活性和可擴(kuò)展性。繼電器控制系統(tǒng)由大量的機(jī)械觸點和繼電器組成,容易出現(xiàn)故障,而且一旦控制邏輯發(fā)生變化,需要重新布線和更換繼電器,工作量大、成本高。而可編程控制器通過軟件編程來實現(xiàn)控制邏輯,減少了硬件觸點,提高了可靠性,并且可以方便地修改程序來適應(yīng)不同的控制要求。
· 與工業(yè)計算機(jī)相比:可編程控制器在工業(yè)環(huán)境中的抗干擾能力更強(qiáng),可靠性更高。工業(yè)計算機(jī)雖然具有強(qiáng)大的運算能力和豐富的軟件資源,但對工作環(huán)境要求較高,需要良好的散熱、防塵和抗干擾措施。而可編程控制器專門為工業(yè)現(xiàn)場設(shè)計,采用了多種抗干擾技術(shù),能在惡劣的工業(yè)環(huán)境下穩(wěn)定運行。此外,可編程控制器的編程相對簡單,更適合工業(yè)現(xiàn)場的工程技術(shù)人員使用。