PLC的应用领域非常广泛。目前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,使用情况大致可归纳为如下几类。1.开关量的逻辑控制
这是PLC*基本、*广泛的应用领域,它取代了传统的继电器电路,实现逻辑控制和顺序控制,既可用于单台设备的控制,也可用于多机**及自动化流水线,如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线和电镀流水线等。2.模拟量控制
在工业生产过程中,有许多连续变化的量,如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量,必须实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块,使可编程控制器用于模拟量控制。3.运动控制
PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说,早期PLC直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构,现在一般使用专用的运动控制模块,如可驱动步进电机或伺服电动机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能,广泛用于各种机械、机床、机器人和电梯等场合。
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PLC的分类
PLC在业内有着不尽相同的分类原则,但是对于PLC的分类认识大致都可以从两个方面来进行界定。一方面可以根据PLC不同的发展历史所形成的技术特色进行划分,另一方面也可以根据PLC在工业现场中的应用范围及PLC本身的硬件条件进行区别,因此本书将从以上两个方面对PLC的分类进行介绍。1.按流派分
追溯PLC的发展历史可以看到,世界上200多家PLC厂商,400多种PLC产品大体可以按地域分成三个流派:一个流派是美国产品,一个流派是欧洲产品,还有一个流派是日本产品。美国和欧洲的PLC技术是在相互隔离的情况下独立研究开发的,因此美国和欧洲的PLC产品有明显的差异性。而日本的PLC技术是由美国引进的,对美国的PLC产品有一定的继承性,但日本的主推产品定位在小型PLC上。美国和欧洲以大中型PLC而闻名,而日本则以小型PLC著称。同一地区的产品相互借鉴的比较多,相互影响比较大,技术参透比较深,面临的主要市场相同,用户要求接近,这就使得同一地域的PLC产品表现出比较多的相似性。下面就根据PLC三大技术派别分别介绍以上三种PLC技术概况。
1)美国的PLC产品
美国是PLC生产大国,有100多家PLC厂商,**的有A-B公司、通用电气(GE)公司、莫迪康(MODICON)公司、德州仪器(TI)公司和西屋公司等。其中A-B公司是美国*大的PLC制造商,其产品约占美国PLC市场的一半。
A-B公司的产品规格齐全、种类丰富,其主推的大、中型PLC产品是PLC-5系列。该系列为模块式结构,当CPU模块为PLC-5/10、PLC-5/12、PLC-5/15或PLC-5/25时,属于中型PLC,I/O点配置范围为256~1024点;当CPU模块为PLC-5/11、PLC-5/20、PLC-5/30、PLC-5/40、PLC-5/60、PLC-5/40L或PLC-5/60L时,属于大型PLC,I/O点*多可配置到3072点。该系列中的PLC-5/250功能*强,*多可配置到4096个I/O点,具有强大的控制和信息管理功能。大型机PLC-3*多可配置到8096个I/O点。A-B公司的小型PLC产品有SLC500系列等。
GE公司的代表产品是小型机GE-1、GE-1/J和GE-1/P等,除GE-1/J外,均采用模块结构。GE-1用于开关量控制系统,*多可配置到112个I/O点;GE-1/J是更小型化的产品,其I/O点*多可配置到96点;GE-1/P是GE-1的增强型产品,增加了部分功能指令(数据操作指令)、功能模块(A/D、D/A等)和远程I/O功能等,其I/O点*多可配置到168点;中型机GE-Ⅲ,它比GE-1/P增加了中断和故障诊断等功能,*多可配置到400个I/O点;大型机GE-Ⅴ,它比GE-Ⅲ增加了部分数据处理、表格处理和子程序控制等功能,并具有较强的通信功能,*多可配置到2048个I/O点;GE-Ⅵ/P*多可配置到4000个I/O点。
德州仪器(TI)公司的小型PLC新产品有510、520和TI100等,中型PLC新产品有TI300和5TI等,大型PLC新产品有PM550、530、560和565等系列。除TI100和TI300无连网功能外,其他PLC都可实现通信,构成分布式控制系统。
莫迪康(MODICON)公司有M84系列PLC。其中M84是小型机,具有模拟量控制及与上位机通信功能,*多I/O点为112点;M484是中型机,其运算功能较强,可与上位机通信,也可与多台连网,*多可扩展I/O点为512点;M584是大型机,其容量大、数据处理和网络能力强,*多可扩展I/O点为8192点;M884增强型中型机,具有小型机的结构,大型机的控制功能,主机模块配置2个RS-232C接口,可方便地进行组网通信。
欧洲的PLC产品
德国的西门子(SIEMENS)公司、AEG公司和法国的TE公司是欧洲**的PLC制造商。德国西门子的电子产品以性能精良而久负盛名,在中、大型PLC产品领域与美国的A-B 公司齐名。
西门子PLC的主要产品是S5和S7系列。在S5系列中,S5-90U、S-95U是微型整体式PLC;S5-100U是小型模块式PLC,*多可配置到256个I/O点;S5-115U是中型PLC,*多可配置到1024个I/O点;S5-115UH是中型机,它是由两台SS-115U组成的双机冗余系统;S5-155U为大型机,*多可配置到4096个I/O点,模拟量可达300多路;SS-155H是大型机,它是由两台S5-155U组成的双机冗余系统。而S7系列是西门子公司在S5系列PLC基础上近年推出的新产品,其性能价格比高,其中S7-200系列属于微型PLC;S7-300系列属于中小型PLC;S7-400系列属于中高性能的大型PLC。主书主要介绍S7-300系列PLC。
3)日本的PLC产品
日本的小型PLC*具特色,在小型机领域中颇具盛名,某些用欧美的中型机或大型机才能实现的控制,日本的小型机就可以解决。其在开发较复杂的控制系统方面明显优于欧美的小型机,所以格外受用户欢迎。日本有许多PLC制造商,如三菱、欧姆龙、松下、富士、日立、东芝等,在世界小型PLC市场上,日本产品约占有70%的份额。
三菱公司的PLC是较早进入中国市场的产品。其小型机F1/F2系列是F系列的升级产品,早期在我国的销量也不小。F1/F2系列加强了指令系统,增加了特殊功能单元和通信功能,比F系列有了更强的控制能力。继F1/F2系列之后,20世纪80年代末三菱公司又推出了FX系列,在容量、速度、特殊功能、网络功能等方面都有了全面的加强。FX2系列是在20世纪90年代开发的整体式高功能小型机,它配有各种通信适配器和特殊功能单元。FX2N是近几年推出的高功能整体式小型机,它是FX2的换代产品,各种功能都有了全面的提升。近年来还不断推出了满足不同要求的微型PLC,如FXOS、FX1S、FX0N、FX1N及α系列等产品。三菱公司的大中型机有A系列、QnA系列和Q系列,具有丰富的网络功能,I/O点数可达8192点