北京时间08月07日消息,中国触摸屏网讯, 本文首先分析plc的特点,然后结合plc在工厂自动化中的应用情况,探讨了工厂自动化技术的发展趋势。
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1、 plc的特性
目前在工业自动化领域,可编程控制器(plc)作为自动控制的三大技术支柱之一,已广泛应用于各种自动化系统。由于plc综合了自动化和计算机技术,使它大大超过起初的技术水平。它可以很容易地完成顺序、逻辑、定时、计数、数字运算、数据处理等功能,并通过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系,从而实现生产过程的自动控制。plc具有可靠性高、实用性强、开发简易、维护方便等特点。
1.可靠性高,抗干扰能力强
工业自动化系统内的基础设备有的集中安装在控制室,有的单独安装在生产现场,大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中,这就使得设备的抗干扰能力、可靠性能显得尤为关键。
plc是专门为工业生产环境而设计的控制装置,在设计和制造过程中采用了多层次抗干扰和精选元件措施。硬件上使用现代大规模集成电路技术,生产制造工艺严格,采用诸如r-c滤波器、稳压、信息保护等措施提高可靠性,并且带有硬件故障自我检测功能,出现故障时可及时发出警报信息;软件上采用内置故障恢复软件,进行故障恢复及控制。这些措施可以保证plc的故障接近于零,平均无故障时间轻松可达5-10年,从而极大地提高生产设备的运转率。例如三菱公司生产的f系列plc平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余cpu的plc的平均无故障工作时间则更长。因此,plc一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工业环境使用。
2.功能丰富,通用性强
plc起源于上世纪60年代末,历经几代发展,时至今日已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品,可以用于各种规模的工业控制场合。现代plc不仅有顺序、逻辑、计时、计数控制等功能,还具有数字和模拟量的输入输出、功率驱动、通信、人机对话、 自检、记录显示等功能。既可控制一台生产机械、条生产线,又可控制一个生产过程。除了逻辑处理功能以外,现代plc大多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。近年来plc的功能单元大量涌现,使plc渗透到了位置控制、温度控制、cnc等各种工业控制中。
plc系统构成灵活,扩展容易。在标准的硬件支持下,plc采用软件编程来满足各种设备的工艺动作要求,因此可不改变plc硬件设备,仅采用修改程序即可满足工艺变动的要求。加上plc通信能力的增强及人机界面技术的发展,使用plc组成各种控制系统变得非常容易。
3.开发简易,使用方便
目前,大多数plc仍然采用梯形图编程方式,这考虑到大多数电气技术人员和技术工的读图习惯及编程水平,所以非常容易接受和掌握。梯形图语言的编程元件的符号和表达方式与继电器控制电路原理图相当接近。通过阅读plc的用户手册或短期培训,编程人员很快就能学会使用梯形图编制控制程序。另外,plc还提供了功能图、语句表等编程语言。
4.安装方便,维护简单
plc用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件以及控制设备外部的接线,使得plc的程序可以在实验室进行模拟调试,减小了现场调试工作量,提高了工作效率,使控制系统设计及建造的周期大为缩短。同时,由于plc的低故障率、较强的监视功能、模块化等优点,使得系统维护也变得容易起来。
2、plc在工厂自动化中的应用
plc自问世以来就与工厂自动化技术的发展密不可分,工厂自动化技术的发展促进了plc的革新,同时又给工厂自动化技术的发展提供了新的思路。
1.工厂自动化结构
工厂自动化控制系统综合智能决策技术、信息处理技术、高可靠性通信技术、智能检测与处理技术,一般可分为三个层次,如附图所示,即企业资源规划(erp),制造执行系统 (mes )与过程控制系统(pcs)。企业资源规划层负责制定生产计划,协调安排生产资源;制造执行层负责实施生产管理与质量控制;过程控制层负责实现逻辑、闭环和过程控制等。生产过程借助于mes进行集成与协调控制,通过工厂的信息管理系统(pmis),产品规范管理系统(psms),物流管理系统,设备管理系统,实验室和化验室的信息管理系统,生产定单的管理系统以及详细的生产排程和生产运营记录系统,使得工厂的信息不仅具有很好的计划性,还能使计划得以实施,最终实现操作过程自动化,使生产更有序、更经济。
这种集管理与现场控制于一体的自动化系统具有如下优势:
(1)工厂规划管理层和现场设备间的透明性
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