3、可靠性高,抗干扰能力强
传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良,容易出现故障,PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器,仅剩下与输入和输出有关的少量硬件,接线可减少互继电器控制系统的1/10--1/100,因触点接触不良造成的故障大为减少。
PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措施,具有很强的抗干扰能力,平均无故障时间达到数万小时以上,可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场,PLC已被广大用户公认为较可靠的工业控制设备之一。
4、系统的设计、安装、调试工作量少
PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件,使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。
定时器,可进行定时控制。定时值可任意设定。定时器有多少,设定范围有多大,设定值的分辨率又是多少,这些都代表定时器件的性能。
计数器,可进行计数,到达某设定计数值可发送相应信号。可进行什么样的计数,计数范围多大,怎么设定,有多少计数器,则是PLC计数器性能的代表指标。
数据存储区,用以存储工作数据。多以字、两字或多字为单位予以使用,是PLC进行模拟量控制,或记录数据所必不可少的。这个存储区的大小代表PLC的性能也是越大越好。趋势也是越来越大。小型机也如此。如日本OMRON公司的CQM1机,其DM区就有6k字。而过去同是小型机的C60P的DM区才64个字。大型机的DM可达10K以至几十K。
此外还有其它一些内部器件,了解某PLC性能时,也都必须掌握它。
内部器件也是PLC指令的操作数,不弄清楚是无法编程的。
有了A/D、D/A单元,余下的处理都是数字量,这对有信息处理能力的PLC并不难。中、大型PLC处理能力更强,不仅可进行数字的加、减、乘、除,还可开方,插值,还可进行浮点运算。有的还有PID指令,可对偏差制量进行比例、微分、积分运算,进而产生相应的输出。计算机能算的它几乎都能算。
这样,用PLC实现模拟量控制是完全可能的。控制的单位值可小到212分之一的测量程值,多数也是足够的。
PLC进行模拟量控制,还有A/D、D/A组合在一起的单元,并可用PID或模糊控制算法实现控制,可得到很高的控制质量。
用PLC进行模拟量控制的好处是,在进行模拟量控制的同时,开关量也可控制。这个优点是别的控制器所不具备的,或控制的实现不如PLC方便。
当然,若纯为模拟量的系统,用PLC可能在性能价格比上不如用调节器。这也是应当看到的。
3.3用于运动控制
实际的物理量,除了开关量、模拟量,还有运动控制。如机床部件的位移,常以数字量表示。
运动控制,有效的办法是NC,即数字控制技术。这是50年代诞生于美国的基于计算机的控制技术。当今已很普及,并也很完善。目前,先进国家的金属切削机床,数控化的比率已**过40%~80%,有的甚至更高。
控制规模主要指控制开关量的入、出点数及控制模拟量的模入、模出,或两者兼而有之(闭路系统)的路数。但主要以开关量计。模拟量的路数可折算成开关量的点,大致一路相当于8~16点。
依这个点数,PLC大致可分为微型机、小型机、中型机及大型机、**大型机。
微型机控制点仅几十点,如德维森公司的V80系列PLC本体从16点到40点,OMRON公司的CPM1A系列PLC,西门子的Logo仅10点。
小型机控制点可达100多点。如如德维森公司的V80系列PLC可扩展到256点,OMRON公司的C60P可达148点,CQM1达256点。德国西门子公司的S7-200机可达64点。
中型机控制点数可达近500点,以至于千点。如德维森公司的PPC11系列可扩展到1024点,OMRON公司C200H机普通配置较多可达700多点,C200Ha机则可达1000多点。德国西门子公司的S7300机较多可达512点。
模块式的PLC是按功能分成若干模块,如CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块等等。大型机的模块功能更单一一些,因而模块的种类也相对多些。这也可说是趋势。目**些中型机,其模块的功能也趋于单一,种类也在增乡。如同样OMRON公司C20系列PLC,H机的CPU单元就含有电源,而Ha机则把电源分出,有单独的电源模块。
模块功能更单一、品种更多,可便于系统配置,使PLC更能物尽其用,达到更高的使用效益。
由模块联结成系统有三种方法:
①无底板,靠模块间接口直接相联,然后再固定到相应导轨上。德维森公司的V80系列PLC就是这种结构,比较紧凑。
②有底板,所有模块都固定在底板上。如德维森公司的PPC11、PPC22和PPC31系列PLC,OMRON公司的C200Ha机,CV2000等中、大型机就是这种结构。它比较牢固,但底板的槽数是固定的,如3、5、8、10槽等等。槽数与实际的模块数不一定相等,配置时难免有空槽。这既浪费,又多占空间,还得占空单元把多余的槽作填补。
③用机架代替底板,所有模块都固定在机架上。这种结构比底板式的复杂,但更牢靠。一些特大型的PLC用的多为这种结构。
4.3按生产厂家分
目前生产PLC的厂家较多。但能配套生产,大、中、小、微型均能生产的不算太多。较有影响的,在中
可编程控制器的基本性能可用如下八条予以概括:
5.1工作速度
工作速度是指PLC的CPU执行指令的速度及对急需处理的输入信号的响应速度。工作速度是PLC工作的基础。速度高了,才可能通过运行程序实现控制,才可能不断扩大控制规模,才可能发挥PLC的多种多样的作用。
PLC的指令是很多的。不同的PLC。指令的条数也不同。少的几十条,多的几百条。指令不同,执行的时间也不同。但各种PLC总有一些基本指令,而且各种的PLC都有这些基本指令,故常以执行一条基本指令的时间来衡量这个速度。这个时间当然越短越好,已从微秒级缩短到零点微秒级。并随着微处理器技术的进步,这个时间还在缩短。
执行时间短可加快PLC对一般输入信号的响应速度。从讨论PLC的工作原理知,从对PLC加入输入信号,到PLC产生输出,较理想的情况也要延迟一个PLC运行程序的周期。因为PLC监测到输入信号,经运行程序后产生的输出,才是对输入信号的响应。不理想时,还要多延长一个周期。当输入信号送入PLC时,PLC的输入刷新正好结束,就是这种情况。这时,要多等待一个周期,PLC的输入映射区才能接受到这个新的输入信号。对一般的输入信号,这个延迟虽可以接受,但对急需响应的输入信号,就不能接受了。对急需处理的输人信号延迟多长时间PLC能予以响应,要另作要求。
为了处理急需响应的输入信号,PLC有种种措施。不同的PLC措施也不完全相同,提高响应速度的效果也不同。一般的作法是采用输入中断,然后再输出即时刷新,即中断程序运行后,有关的输出点立即刷新,而不等到整个程序运行结束后再刷新。
这个效果可从两个方面来衡量:一是能否对几个输入信号作快速响应;二是快速响应的速度有多快。多数PLC都可对一个或多个输入点作快速响应,快速响应时间仅几个毫秒。性能高的、大型的PLC响应点