plc的特點有哪些種類

plc即可程式設計邏輯控制器，是種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作電子系統。下面是本站小編給大家整理的plc的特點及種類，希望能幫到大家!

1. 可靠性高，抗干擾能力強

工業生產對控制裝置的可靠性要求：

①平均故障間隔時間長

②故障修復時間(平均修復時間)短

任何電子裝置產生的故障，通常為兩種：

①偶發性故障。由於外界惡劣環境如電磁干擾、超高溫、超低溫、過電壓、欠電壓、振動等引起的故障。這類故障，只要不引起系統部件的損壞，一旦環境條件恢復正常，系統也隨之恢復正常。但對PLC而言，受外界影響後，內部儲存的資訊可能被破壞。

②永久性故障。由於元器件不可恢復的破壞而引起的故障。

如果能限制偶發性故障的發生條件，如果能使PLC在惡劣環境中不受影響或能把影響的後果限制在最小範圍，使PLC在惡劣條件消失後自動恢復正常，這樣就能提高平均故障間隔時間;如果能在PLC上增加一些診斷措施和適當的保護手段，在永久性故障出現時，能很快查出故障發生點，並將故障限制在區域性，就能降低PLC的平均修復時間。為此，各PLC的生產廠商在硬體和軟體方面採取了多種措施，使PLC除了本身具有較強的自診斷能力，能及時給出出錯資訊，停止執行等待修復外，還使PLC具有了很強的抗干擾能力。

·硬體措施：

主要模組均採用大規模或超大規模積體電路，大量開關動作由無觸點的電子儲存器完成，I/O系統設計有完善的通道保護和訊號調理電路。

① 遮蔽——對電源變壓器、CPU、程式設計器等主要部件，採用導電、導磁良好的材料進行遮蔽，以防外界干擾。

② 濾波——對供電系統及輸入線路採用多種形式的濾波，如LC或π型濾波網路，以消除或抑制高頻干擾，也削弱了各種模組之間的相互影響。

③ 電源調整與保護——對微處理器這個核心部件所需的+5V電源，採用多級濾波，並用整合電壓調整器進行調整，以適應交流電網的波動和過電壓、欠電壓的影響。

④ 隔離——在微處理器與I/O電路之間，採用光電隔離措施，有效地隔離I/O介面與CPU之間電的聯絡，減少故障和誤動作;各I/O口之間亦彼此隔離。

⑤ 採用模組式結構——這種結構有助於在故障情況下短時修復。一旦查出某一模組出現故障，能迅速更換，使系統恢復正常工作;同時也有助於加快查詢故障原因。

·軟體措施：

有極強的自檢及保護功能。

①故障檢測——軟體定期地檢測外界環境，如掉電、欠電壓、鋰電池電壓過低及強幹擾訊號等。以便及時進行處理。

②資訊保護與恢復——當偶發性故障條件出現時，不破壞PLC內部的資訊。一旦故障條件消失，就可恢復正常，繼續原來的程式工作。所以，PLC在檢測到故障條件時，立即把現狀態存入儲存器，軟體配合對儲存器進行封閉，禁止對儲存器的任何操作，以防儲存資訊被沖掉。

③設定警戒時鐘WDT(看門狗)——如果程式每迴圈執行時間超過了WDT規定的時間，預示了程式進入死迴圈，立即報警。

④加強對程式的檢查和校驗——一旦程式有錯，立即報警，並停止執行。

⑤對程式及動態資料進行電池後備——停電後，利用後備電池供電，有關狀態及資訊就不會丟失。

PLC的出廠試驗專案中，有一項就是抗干擾試驗。它要求能承受幅值為1000V，上升時間1nS，脈衝寬度為1μS的干擾脈衝。一般，平均故障間隔時間可達幾十萬～上千萬小時;製成系統亦可達4～5萬小時甚至更長時間。

2 .通用性強，控制程式可變，使用方便

PLC品種齊全的各種硬體裝置，可以組成能滿足各種要求的控制系統，使用者不必自己再設計和製作硬體裝置。使用者在硬體確定以後，在生產工藝流程改變或生產裝置更新的情況下，不必改變PLC的硬裝置，只需改程式設計序就可以滿足要求。因此，PLC除應用於單機控制外，在工廠自動化中也被大量採用。

3.功能強，適應面廣

現代PLC不僅有邏輯運算、計時、計數、順序控制等功能，還具有數字和模擬量的輸入輸出、功率驅動、通訊、人機對話、自檢、記錄顯示等功能。既可控制一臺生產機械、一條生產線，又可控制一個生產過程。

4.程式設計簡單，容易掌握

目前，大多數PLC仍採用繼電控制形式的“梯形圖程式設計方式”。既繼承了傳統控制線路的清晰直觀，又考慮到大多數工廠企業電氣技術人員的讀圖習慣及程式設計水平，所以非常容易接受和掌握。梯形圖語言的程式設計元件的符號和表達方式與繼電器控制電路原理圖相當接近。通過閱讀PLC的使用者手冊或短期培訓，電氣技術人員和技術工很快就能學會用梯形圖編制控制程式。同時還提供了功能圖、語句表等程式語言。

PLC在執行梯形圖程式時，用解釋程式將它翻譯成組合語言然後執行(PLC內部增加了解釋程式)。與直接執行組合語言編寫的使用者程式相比，執行梯形圖程式的時間要長一些，但對於大多數機電控制裝置來說，是微不足道的，完全可以滿足控制要求。

5.減少了控制系統的設計及施工的工作量

由於PLC採用了軟體來取代繼電器控制系統中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數器等器件，控制櫃的設計安裝接線工作量大為減少。同時，PLC的使用者程式可以在實驗室模擬除錯，更減少了現場的除錯工作量。並且，由於PLC的低故障率及很強的監視功能，模組化等等，使維修也極為方便。

6.體積小、重量輕、功耗低、維護方便

PLC是將微電子技術應用於工業裝置的產品，其結構緊湊，堅固，體積小，重量輕，功耗低。並且由於PLC的強抗干擾能力，易於裝入裝置內部，是實現機電一體化的理想控制裝置。以三菱公司的`F1-40M型PLC為例：其外型尺寸僅為305×110×110mm，重量2.3kg，功耗小於25VA;而且具有很好的抗振、適應環境溫、溼度變化的能力。現在三菱公司又有FX系列PLC，與其超小型品種F1系列相比：面積為47%,體積為36%，在系統的配置上既固定又靈活，輸入輸出可達24～128點。

PLC產品的種類繁多。PLC的型號不同,對應著其結構形式、效能、容量、指令系統、程式設計方式、價格等均各不相同,適用的場合也各有側重。因此,合理選用PLC,對於提高PLC控制系統的技術經濟指標有著重要意義。

PLC機型的選擇

PLC的選擇主要應從PLC 的機型、容量、I/O模組、電源模組、特殊功能模組、通訊聯網能力等方面加以綜合考慮。PLC機型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護方便的前提下,力爭最佳的效能價格比。選擇時應主要考慮到合理的結構型式,安裝方式的選擇,相應的功能要求,響應速度要求,系統可靠性的要求,機型儘量統一等因素。

一、合理的結構型式

PLC主要有整體式和模組式兩種結構型式。

整體式PLC的每一個I/O點的平均價格比模組式的便宜,且體積相對較小,一般用於系統工藝過程較為固定的小型控制系統中;而模組式PLC的功能擴充套件靈活方便,在I/O點數、輸入點數與輸出點數的比例、I/O模組的種類等方面選擇餘地大,且維修方便,一般於較複雜的控制系統。

二、安裝方式的選擇

PLC系統的安裝方式分為集中式、遠端I/O式以及多臺PLC聯網的分散式。

集中式不需要設定驅動遠端I/O硬體,系統反應快、成本低;遠端I/O式適用於大型系統,系統的裝置分佈範圍很廣,遠端I/O可以分散安裝在現場裝置附近,連線短,但需要增設驅動器和遠端I/O電源;多臺PLC聯網的分散式適用於多臺裝置分別獨立控制,又要相互聯絡的場合,可以選用小型PLC,但必須要附加通訊模組。

三、相應的功能要求

一般小型(低檔)PLC具有邏輯運算、定時、計數等功能,對於只需要開關量控制的裝置都可滿足。

對於以開關量控制為主,帶少量模擬量控制的系統,可選用能帶A/D和D/A轉換單元,具有加減算術運算、資料傳送功能的增強型低檔PLC。對於控制較複雜,要求實現PID運算 、閉環控制、通訊聯網等功能,可視控制規模大小及複雜程度,選用中檔或高檔PLC。但是中、高檔PLC價格較貴,一般用於大規模過程控制和集散控制系統等場合。

四、響應速度要求

PLC是為工業自動化設計的通用控制器,不同檔次PLC的響應速度一般都能滿足其應用範圍內的需要。如果要跨範圍使用PLC,或者某些功能或訊號有特殊的速度要求時,則應該慎重考慮PLC的響應速度,可選用具有高速I/O處理功能的PLC,或選用具有快速響應模組和中斷輸入模組的PLC等。

五、系統可靠性的要求

對於一般系統PLC的可靠性均能滿足。對可靠性要求很高的系統,應考慮是否採用冗餘系統或熱備用系統。

六、機型儘量統一

一個企業,應儘量做到PLC的機型統一。主要考慮到以下三方面問題：

1)機型統一,其模組可互為備用,便於備品備件的採購和管理。

2)機型統一,其功能和使用方法類似,有利於技術力量的培訓和技術水平的提高。

3)機型統一,其外部裝置通用,資源可共享,易於聯網通訊,配上位計算機後易於形成一個多級分散式控制系統。

當可程式設計邏輯控制器投入執行後，其工作過程一般分為三個階段，即輸入取樣、使用者程式執行和輸出重新整理三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描週期。在整個執行期間，可程式設計邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重複執行上述三個階段。

一、輸入取樣階段

在輸入取樣階段，可程式設計邏輯控制器以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態和資料，並將它們存入I/O映象區中的相應的單元內。輸入取樣結束後，轉入使用者程式執行和輸出重新整理階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態和資料發生變化，I/O映象區中的相應單元的狀態和資料也不會改變。因此，如果輸入是脈衝訊號，則該脈衝訊號的寬度必須大於一個掃描週期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。

二、使用者程式執行階段

在使用者程式執行階段，可程式設計邏輯控制器總是按由上而下的順序依次地掃描使用者程式(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，並按先左後右、先上後下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然後根據邏輯運算的結果，重新整理該邏輯線圈在系統RAM儲存區中對應位的狀態;或者重新整理該輸出線圈在I/O映象區中對應位的狀態;或者確定是否要執行該梯形圖所規定的特殊功能指令。

即，在使用者程式執行過程中，只有輸入點在I/O映象區內的狀態和資料不會發生變化，而其他輸出點和軟裝置在I/O映象區或系統RAM儲存區內的狀態和資料都有可能發生變化，而且排在上面的梯形圖，其程式執行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或資料的梯形圖起作用;相反，排在下面的梯形圖，其被重新整理的邏輯線圈的狀態或資料只能到下一個掃描週期才能對排在其上面的程式起作用。

在程式執行的過程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點。即使用I/O指令的話，輸入過程影像暫存器的值不會被更新，程式直接從I/O模組取值，輸出過程影像暫存器會被立即更新，這跟立即輸入有些區別。

三、輸出重新整理階段

當掃描使用者程式結束後，可程式設計邏輯控制器就進入輸出重新整理階段。在此期間，CPU按照I/O映象區內對應的狀態和資料重新整理所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設。這時，才是可程式設計邏輯控制器的真正輸出。


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