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PLC是怎么產生的?看看PLC的前世今生!

發布時間:2017-05-21 16:58:41   來源:   點擊:

PLC是怎么產生的?看看PLC的前世今生!簡單歸納傳統PLC的系統特點:程序周期循環調度機制+中斷調度機制;增量式現場總線通信方式;梯形圖編
PLC是怎么產生的?看看PLC的前世今生!

    簡單歸納傳統PLC的系統特點:程序周期循環調度機制+中斷調度機制;增量式現場總線通信方式;梯形圖編程方式為主;以單機運行為主。

    plc控制的出現是為了克服繼電器控制在編程、維護等方面存在的缺點,它們的區別主要體現在以下幾點。

    邏輯控制方式

    (1)繼電器控制:利用各電氣元件機械觸點的串、并聯組合成邏輯控制;采用硬線連接,連線多而復雜,使以后的邏輯修改、增加功能很困難。

    (2)PLC控制:以程序的方式存儲在內存中,改變程序,便可改變邏輯;連線少、體積小、方便可靠。

    順序控制方式

    (1)繼電器控制:利用時間繼電器的滯后動作來完成時問上的順序控制:時間繼電器內部的機械結構易受環境溫度和濕度變化的影響,造成定時的精度不高。

    (2)PLC控制:由半導體電路組成的定時器以及由晶體振蕩器產生的時脈沖計時,定時精度高;使用者根據需要,定時值在程序中可設置,靈活性大,定時時間不受環境影響。

    控制速度

    (1)繼電器控制:依靠機械觸點的吸合動作來完成控制任務,工作頻率低,工作速度慢。

    (2)PLC控制:采用程序指令控制半導體電路來實現控制,穩定、可靠,運行速度大大提高。

    靈活性和擴展性

    (1)繼電器控制:系統安裝后,受電氣設備觸點數目的有限性和連線復雜等原因的影響,系統今后的靈活性、擴展性很差。

    (2)PLC控制:具有專用的輸入與輸出模塊;連線少,靈活性和擴展性好。

    計數功能

    (1)繼電器控制:不具備計數的功能。

    (2)PLC控制:PLC內部有特定的計數器,可實現對生產設備的步進控制。

    可靠性和可維護性

    (1)繼電器控制:使用大量機械觸點,觸點在開閉時會產生電弧,造成損傷并伴有機械磨損,使用壽命短,運行可靠性差,不易維護。

    (2)PLC控制:采用微電子技術,內部的開關動作均由無觸點的半導體電路來完成;體積小,壽命長,可靠性高,并且能夠隨時顯示給操作人員,及時監視控制程序的執行狀況,為現場調試和維護提供便利。

    早在上世紀60年代以前,主要的控制系統是由各種繼電器組和儀表組成,其中繼電器組主要用來完成邏輯和數字量控制,而儀表則主要完成模擬量回路控制。

    60年代以前,汽車生產流水線自動控制系統基本上都是由繼電器控制裝置構成。當時汽車的每一次改型都直接導致繼電器控制裝置的重新設計和安裝。

    隨著生產的發展,汽車型號更新周期愈來愈短,這樣,繼電器控制裝置就需要經常地重新設計和安裝,十分費時、費工、費料,甚至阻礙了更新周期的縮短。為了改變這一現狀,美國通用汽車公司在1969年公開招標,要求用新的控制裝置取代繼電器控制裝置。

    并提出了著名的10項招標指標

    (1)編程方便現場可修改程序;

    (2)維修方便采用模塊化結構;

    (3)可靠性高于繼電器控制裝置;

    (4)體積小于繼電器控制裝置;

    (5)數據可直接送入理計算機;

    (6)成本可與繼電器控制裝置競爭;

    (7)輸入可以是交流115V;

    (8)輸出為交流115V2A以上,能直接驅動電磁閥接觸器等;

    (9)在擴展時原系統只要很小變更;

    (10)用戶程序存儲器容量至少能擴展到4K。

    這時候第一塊8位CPU還差一年才誕生,所以DEC公司采用了一種獨特的架構,這種架構后來派生出了位塊處理器2901,很好地滿足了汽車公司的要求,但這也導致了長達數十年PLC體系架構之爭。

    這是因為PLC最開始的定位是位邏輯處理,如果采用一個通用的CPU去處理位操作是很麻煩和無效率的。如果有一個專用的處理器來處理則會變得快捷和可靠很多。從這種架構派生出來的新一代PLC專用CPU功能越來越強,已不光是簡單的位塊處理器,而是可以完整的解析梯形圖程序,今天大多數的新一代中高檔PLC都在采用專用的位塊處理器。

    隨著PLC技術的發展,單單的邏輯處理是遠遠不夠的,所以現在大多數中高檔的PLC都有兩個CPU核,一個是通用處理器,一個是專用處理器(如矩形科技的V80和PPC11系列,其專用處理器單芯片內帶梯形圖專用處理器、運控處理單元、通信管理單元、I/O接口、擴展總線接口等,如圖2所示)。

    當然新一代的位塊處理器已遠非當初的2901可以相比較,除了完成了梯形圖指令的解析和邏輯指令的運算,并通過一系列的優化,使整個系統的穩定性、可靠性、實時性都大大的提升,所以這個位塊處理器是中高檔PLC中的核心器件,也是各大PLC廠商的核心技術。

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