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  3. 试述可编程控制器PLC的功能、组成和特点。

试述可编程控制器PLC的功能、组成和特点。

admin2009-09-30  28
问题 试述可编程控制器PLC的功能、组成和特点。
选项
答案可编程序控制器(PLC)是20世纪60年代末发展起来的一种新型自动化控制装置。最早用于代替传统的继电器控制装置，功能上只有逻辑运算、定时、计数以及顺序控制等，而且只能进行开关量控制。近年来，PLC已把计算机技术、自动化技术和通信技术融为一体，发展成新型的工业控制器，其控制功能已远远超过逻辑控制的范围。依国际电工委员会(IEC)对PLC的定义，可编程序控制器是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子系统。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算数运算等操作的命令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械设备和生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。 PLC实质上是一种专用工业控制计算机，其组成包括硬件和软件两大部分。PLC的硬件包括基本组成部分、I/O扩展部分和外部设备三大部分。基本部分是构成PLC的最小系统，包括CPU及存储器、输入接口、输出接口、电源等。I/O扩展部分是为系统扩展输入、输出点数而设计的。当用户所需的输入、输出点数超过基本系统的输入、输出点数时，就需要增加扩展部分来扩充系统的总点数。外部设备是开发PLC控制系统(主要是设计、调试应用程序)的辅助设备。主要有编程器(用于进行系统配置，工作程序编制、传送、调试以及故障检测等)、EPROM写入器(用于将程序写入EPROM芯片)、磁带机(用于录制、存储程序或有关数据信息)、打印机(用于打印程序清单或有关已录)、监视器(用于监视 PLC的工作状态或系统运行参数、过程信息)。 PLC软件包括系统软件和应用软件两大部分。系统软件也称系统程序，由PLC生产厂家编制，用于管理、协调PLC各部分工作，通常被固化在ROM中。应用软件是用户根据系统控制的需要，用PLC语言编写的程序。一台PLC配以不同的应用软件即可完成不同的任务。应用软件常存在RAM中，并用锂电池进行掉电保护。不经常变动的应用软件可固化在 EPROM模块(盒)中，或者存在盒式磁带中。 PLC作为一种新型的工业控制器具有以下一些特点： (1)控制程序可变，具有良好的柔性。PLC的控制功能是通过软件实现的，当生产工艺改变或生产设备更新时，无须改变PLC的硬件设备，而只要改变或重新编制相应的程序即可，因此具有非常良好的适应能力。 (2)采用面向过程的语言编程，编程方便。大多数PLC都使用梯形图指令RLL语言，这种语言既延续了传统线路的清晰直观，又兼顾了电气技术人员的读图习惯与计算机水平。此外，许多PLC还使用顺序功能图语言，这是一种图形化编程语言，结构化强，非常直观，可以方便地组织PLC的控制流程。 (3)功能完善。不仅具有逻辑运算、算术运算、定时、计数及顺序控制等基本功能，还可以提供数据传送、矩阵处理、PID调节功能、ASCII码操作功能、远程I/O功能、运动控制功能、网络通信功能等高级功能，还可以使用高级语言(C语言、BASIC语言等)编写子程序嵌入到PLC程序中执行。 (4)扩充方便，配置灵活。PLC系统不仅提供了各种不同功能的模块和扩充单元，而且还具有通信功能，所容纳的I/O点数可以从几十点直到上万点，甚至可以构成适应网络通信的多主机分布式控制系统。 (5)系统构成简单，安装调试方便。用简单的编程方法将程序写入存储器内，接上相应的输入输出，便可构成一个完整的控制系统。其输出可以直接驱动执行机构，中间一般不需要转换单元，从而大大地简化了硬件接线，减少了设计和施工工作量。由于采用了模块化结构，也使维修工作更加方便。 (6)可靠性高。可编程控制器使用大规模集成电路，而且在PLC的设计中采用了容错技术。另外，在PLC的输出输入中采用了屏蔽、滤波、隔离、电源调整等措施，大大提高了抗工业环境干扰的能力。因此，它的平均无故障时间(MTBF)超过20000小时，而平均修复时间(MTTR)则小于10分钟。
解析
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