- 可编程控制器技术及应用:PLC控制系统设计、开发与调试
- 蔡华锋
- 1737字
- 2021-04-04 06:17:27
1.2 可编程控制系统与其他控制系统比较
1.2.1 可编程控制系统与继电—接触器控制系统的比较
PLC的梯形图与继电—接触器控制线路图十分相似,主要原因是PLC梯形图的编程沿用了继电—接触器控制电路元件符号,仅个别地方有不同。同时,信号的输入输出形式及控制功能也是相同的。PLC的控制与继电—接触器的控制的不同之处主要表现在以下4个方面。
① 组成器件不同。继电—接触器控制线路由许多真正的硬件继电器组成,而PLC梯形图则由许多“软继电器”组成。这些“软继电器”实质上是存储器中的每一位可以置“1”或置“0”的触发器。硬件继电器易磨损,而“软继电器”则无磨损现象。
② 触点数量不同。硬继电器的触点数量有限,用于控制的继电器的触点数一般只有4~8 对;而梯形图中每只“软继电器”供编程使用的触点数有无限对。因为在存储器中的触发器状态(电平)可取用任意次数。
③ 实施控制的方法不同。在继电—接触器控制线路中,要进行某种控制是通过各种继电器之间硬接线实现的。由于继电—接触器控制功能已包含在固定线路之间,因此它的功能专一、不灵活;而PLC控制是通过软件编程实现的,所以其相对于继电—接触器控制更加灵活多变。
另外,在继电—接触器控制线路中,为了达到某种控制目的,又要安全可靠,同时还要节约使用继电器接点,因此工程技术人员设置了许多有制约关系的联锁电路;而在梯形图中,由于它是扫描工作方式,不存在几个支路并列同时动作的因素,同时在软件编程中也可将联锁条件编制进去,因此PLC的电路控制设计比继电—接触器控制设计大大简化了。
④ 工作方式不同。在继电—接触器控制线路中,当电源接通时,线路中各继电器都处于受制约状态,即该吸合的继电器同时吸合,不应吸合的继电器都受某种条件限制不能吸合,这种工作方式有时称为并行工作方式;而在梯形图的控制程序中,各“软继电器”都处于周期性循环扫描接通中,受同一条件制约的各个继电器的动作次序取决于程序扫描顺序,这种工作方式称为串行工作方式。
1.2.2 可编程控制系统与微机控制系统的比较
从微型计算机的应用范围来说,微机是通用机,而PLC是专用机。微型计算机是在计算机与大规模集成电路的基础上发展起来的,其最大特征是运算速度快、功能强、应用范围广。例如,近代科学计算、科学管理和工业控制等都离不开它,所以说微机是通用计算机。而PLC是一种为适应工业控制环境而设计的专用计算机,但从工业控制角度来看,PLC则又是一种通用机。选配对应的模块可适用于各种工业控制系统,而用户只需改变用户程序即可满足工业控制系统的具体控制要求。如果采用微机作为某一设备的控制器,就必须根据实际需要考虑抗干扰问题和硬件、软件设计,以适应设备控制的专门需要。这样,势必把通用的微机转化成具有特殊功能的控制器,而成为一台专用机。理解了这种关系,下面便可列出PLC与微机的主要差异以及各自的特点。
① PLC抗干扰性能比微机强。
② PLC编程比微机简单。
③ PLC设计调试周期短。
④ PLC的输入/输出响应速度慢,有较大的滞后现象(一般为ms级);而微机的响应速度快(一般为ps级)。
⑤ PLC易于操作,人员培训时间短;而微机则较难,人员培训时间长。
⑥ PLC易于维修,微机维修则较困难。
随着PLC越来越多地采用微机技术,其功能不断增强;微机为了适应用户需要,向提高可靠性、耐用性与便于维修的方向发展,两者相互渗透,两者间的差异越来越小,界线也越来越模糊。
1.2.3 可编程控制系统与集散型控制系统的比较
PLC与DCS(Distribution Control System,集散型控制系统)都是应用于工业现场的自动控制设备,都可完成工业生产中的控制任务,但它们之间又有一些不同。
① 发展基础不同。初期PLC是由继电—接触器控制系统发展而来,在开关量控制、顺序控制功能方面具有优势,集散控制系统是由回路仪表控制系统发展而来,它在模拟量处理、回路过程调节方面具有优势。
② 发展方向不同。随着计算机技术、通信技术的发展,PLC在逻辑控制功能的基础上,发展了数值运算和闭环调节功能及PID调节功能,运算速度不断提高,控制规模也随之扩大,并可以与上位机相连,构成以PLC为重要控制部件的分散型控制系统。随着微处理器技术及通信技术的发展,DCS把顺序控制、数据采集、过程控制的PID调节、过程监控等装置有机地结合在一起,形成了满足不同工业控制要求的集散型控制系统。
③ 由微型计算机为主构成的DCS将被PLC构成的集散型控制系统取代。