什么是PLC
•PLC==Programmable Logic Controller==可编程逻辑控制器
可编程
PLC出现之前,是不可编程的继电器
一个复杂的控制功能,往往需要成千上个继电器(搭建起来)才能实现对应的控制功能
PLC可以通过编写程序(代码)去控制硬件(工作)
逻辑
最初的PLC主要用于逻辑控制
0->1, 1->0:举例,灯亮和灯灭,0->1输出气体,控制气缸运动
后来也用于其他方面:时序控制、模拟控制、多机通信
控制器
主要作用就是去控制硬件设备工作
控制各种传感器
控制气缸的运动
。。。
PLC是一个电子系统,设计用于工业环境,其使用内存用于内部存储指令,去实现特定的功能,包括逻辑,时序,顺序,计数,计算,从而起到控制数字或模拟的输入输出,从而起到控制和操作设备的目的。
PLC名词的含义
有两种:
PLC软件==PLC编程语言
后面会详细解释多种PLC语言
PLC硬件==PLC控制器
对应的物理实体硬件
硬PLC
一种特殊的计算机,执行逻辑功能用于实现控制(设备)。
软PLC
PLC的发展历史
1960后期,设计出来,用于取代继电器
1980,由于成本的降低,而大规模普及
现在,用于工业控制领域内的各行各业
PLC的特点
PLC的优点
高度可靠性
功能丰富应用广泛
易于调试
安装简便
高度灵活性:方便修改代码,而实现功能的变化
具有一些特点,是之前中继器所不具备的:
计算功能
信息交换
文字和图形化显示
数据处理
网络功能
占用空间小
功耗低
处理速度快
没有可运动的部分->因此没有由于运动而产生磨损的部分
PLC缺点
(对于简单的过程处理来说)首次投资花费较大
对灰尘,高温,高湿度很敏感
一旦出了问题,需要修复,需要找到有资质的人才可以
使用不是特别的广泛
没有统一的语言(虽然现在已经通过IEC61131-3统一去规范了,但是还是多种语言并存)
PLC vs PC
下面就对于PC与PLC之间的区别进行总结:
PLC | PC | |
特点 |
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功能与作用 |
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语言和环境 |
| 运行的是PC的操作系统,比如Windows,Linux等等 |
工作环境 |
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PLC的功能
将给定的输入Input,通过计算,得到对应输出Output
分三步:
输入状态检查
程序执行
输出状态更新
加起来,称为一个:扫描Scan(周期)
所有的输入输出,对应的基本都是0或1的逻辑值
该逻辑值,对应着物理上的信号(是否供给气压,是否上电)
1:给气压,上电,…
0:去掉气压,断电,…
PLC的工作方式
相当于写一段C代码,然后PLC自己就可以进行无线的循环执行了
==等价于一段while死循环的C代码
PLC长什么样
举例:
WAGO 750-348 PLC
加了I/O的WAGO的PLC:
Allen-Bradley Pico Controllers:
Siemens S7-300:
对于典型的PLC,是不同的模块共同集成在一起,实现整体的功能的:
一般包括:
PLC控制器+可选的电源模块+其他IO扩展
比如:
而对于Siemens的PLC,其支持各种不同模块去互相搭配的。
比如,单独对于CPU来说,就可以有很多选择:
Glofa-GM7U:
Glofa-GM4:
PLC的框架和使用方式
下面列出一些常见的PLC相关的框架和使用逻辑和方式:
对应的层次是:
PLC领域内名词概念解释
硬PLC vs 软PLC
硬PLC,指的就是对应的常见的PLC控制器
软PLC,指的是一个软件功能模块,专门设计用来实现PLC的功能
往往需要独立购买,需要授权才能使用,价格也不便宜
非标设备/非标流水线
PLC领域内唱会听说一个名词:非标设备
意思是:不是标准的设备
所以,其反面对应着:标准设备
所谓的标准设备,是那种,对于不同行业和领域,都可能会用得到的,同一个设备。
比如:
注塑机:原料都是塑料,注塑出来的产品,则是根据客户不同的要求,生成不同形状的塑料制品;
电路板自动焊接机???:不同行业用到的不同的电路板,上面会有元器件,然后通过焊接机自动焊接即可。
这类标准设备,无需改动,即可适配不同行业的不同需求;
而非标设备,指的是,当前特定类型的,实现特定功能的设备。
比如:
生产某个汽车的零部件,往往都是不同品牌,不同厂商的零部件,都是不兼容,不一样的。
所以,用于生产这些零部件的设备(或者叫流水线)也都是不一样的:
不同的原料,不同的加工顺序和加工工艺。
而生产这些不同的零件的设备和流水线,其中很多都是全自动化或半自动化的生产线,
其中就会用到PLC去是实现控制功能,比如控制各种气缸的运动,阀门的开启和关闭,机械手臂的运动,工业上用的机器人执行复杂的操作。
因此,在PLC领域中,往往会提及到这个名字:非标设备,非标流水线
值得就是:
非标设备/非标流水线中,用到了PLC去实现各种不同的,特定的控制功能,去实现不同的加工工艺和流程,生产出各种不同的非标产品。
IPC工业计算机
和普通的PC相对应的,用于工业领域内的PC,被称为IPC
IPC的大小,有大有小。其中很多IPC的大小,和普通的PC,差不多大。
IPC,既然是用于工业领域内,所以对其各种特性,尤其是抗干扰,耐潮湿,耐灰尘等方面,会要求很高。
RCL
RCL==Robot Control Language==机器人控制语言
- 过去叫做BAPS==Bewegungs- und Ablauf-Programmier-Sprache
- 专门用于控制机器人而出现的编程控制语言
- 与PLC语言相比,是一个顺序的(sequential)编程语言
- RCL有着普通高级语言通用的特性
- Programable workspace 工作区间可以编程?
- Belt synchron movements (up to 4 belts):最多支持4个带的同步运动?
关于IndraWorks对于RCL的支持,详见:
PLC编程知识
PLC相关的编程方面的基础知识,详见:
如何选择合适的PLC控制器
I/O数量的多少
信号类型:模拟还是数字
独立使用,还是外挂现场总线扩展
模块化还是(紧凑型Compact)一体式
工作/操作电压
触发输入:正向还是反向
输出:用继电器还是传感器
操作系统
有PLC有关的内容
PLC相关的国际规范:
PLC语言的IDE:
PLC领域内相关的公司:
常用的现场总线:
常用到的一些模块:
参考资料
Karl-Heinz John Michael Tiegelkamp – IEC 61131-3 Programming Industrial Automation Systems.pdf
PLC – Industrial Control – Behzad Samadi.pdf