PLC與“繼電器-接觸器”控制系統(tǒng)、微機及集散控制系統(tǒng)的比較
發(fā)布于2023-02-02 14:08
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標(biāo)簽:PLC
自從微型計算機同世以來,工業(yè)控制一直是其重要的應(yīng)用領(lǐng)域。在工業(yè)控制上,除PLC外,"繼電器-接觸器"控制系統(tǒng)、工業(yè)控制計算機(簡稱工業(yè)PC)與集散控制系統(tǒng)(簡稱DCS)也是其中的代表性產(chǎn)品。為了便于讀者進一步了解,現(xiàn)將PLC與它們的比較簡述如下。
(1)PLC與“繼電器-接觸器”控制系統(tǒng)的比較
在PLC出現(xiàn)上世紀(jì),“繼電器-接觸器”硬件電路是邏輯控制、順序控制的唯一執(zhí)行者,它結(jié)構(gòu)簡單,價格低廉,一直被廣泛應(yīng)用。PLC與繼電器控制邏輯的比較見表1-1。

主要體現(xiàn)在以下幾個方面
①控制邏輯。繼電器控制邏輯采用硬接線邏輯,利用繼電器機械觸點的串聯(lián)或并聯(lián)及延時繼電器的滯后動作等組合成控制邏輯,其連線多而復(fù)雜,體積大,功耗大,一旦系統(tǒng)構(gòu)成后,想再改變或增加功能都很困難,另外,繼電器觸點數(shù)日有限,每只只有4~8對觸點,因此靈活性和擴展性很差,而PLC采用存儲邏輯,其控制邏輯以程序方式存儲在內(nèi)存中,要改變控制邏輯,只需改變程序,故稱為"軟接線",其連線少,體積小,加之PLC中每只軟理電器的觸點數(shù)理論上無限制,因此靈活性和擴展性很好,PLC由中大觀模集成電路組成,功耗小。
②工作方式,當(dāng)電流接通時,繼電控制線路中各維電器都處于受約狀態(tài),即該吸合的都應(yīng)吸合,不該吸合的都因受某種條件限制而不能吸合。而PLC的控制邏輯中,各繼電器都處于周期性循環(huán)掃描被通之中,從宏觀上看,每個繼電器受制約接通的時間都是短暫的。
③控制速度。繼電控制邏輯依靠觸點的機械動作實現(xiàn)控制,工作頻率低,觸點的開閉動作一般在毫秒數(shù)量級。另外,機械觸點還會出現(xiàn)并動問題。而PLC是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來實現(xiàn)控制的,速度極快,一般一條用戶指令的執(zhí)行時間在微秒數(shù)量級。PLC內(nèi)部還有嚴(yán)格的同步控制,不會出現(xiàn)抖動問題。
④限時控制、維電控制邏輯利用時間繼電器的帶后動作進行限時控制,時間繼電器一股分為空氣阻尼式、電磁式、半導(dǎo)體式等,其定時精度不高,且有定時時間易受環(huán)境濕度和溫度變化的影響,調(diào)整時間困難等問題,有些特殊的時間繼電器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不便維護。
PLC使用半導(dǎo)體集成電路作定時器,時基脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生,精度相當(dāng)高,定時范圍一般從0.1s到若干分鐘甚至更長,用戶可根據(jù)需要在程序中設(shè)定定時值,然后由軟件和硬件計數(shù)器來挖制定時時間,定時精度小10ms。定時時間不受環(huán)境的影響。
⑤計數(shù)控制,PLC能實現(xiàn)計數(shù)功能,而維電控制邏輯一般不具備計數(shù)功能。
設(shè)計與施工。使用繼電控制邏輯完成一項控制工程,其設(shè)計、施工、調(diào)試必須依次進行,周期長,而且修改困難,工程越大,這一點就越突出,而用PLC完成一項控制工程,在系統(tǒng)設(shè)計完成以后,現(xiàn)場施工和控制邏輯的設(shè)計《包括梯形圖和程序設(shè)計》可以同時進行,周期短,且調(diào)試和修改都很方便。
①可靠性和可維護性。繼電控制邏輯使用了大量的機械觸點,連線也多。觸點開閉時會受到電弧的損壞,并有機械磨損,壽命短,因此可靠性和可維護性差。而PLC采用微電子技術(shù),大量的開關(guān)動作由無觸點的半導(dǎo)體電路來完成,它體積小、壽命長、可靠性高PLC還配備有自檢和監(jiān)督功能,能檢查出自身的故障。并隨時顯示給操作人員,還能動態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況,為現(xiàn)場調(diào)試和維護提供了方便。
⑧ 俗格、繼電控制邏輯使用機械開關(guān)、眼電器和接觸器、價格比較便宜。而PLC使用中大規(guī)模集成電路,價格比較昂貴。
從以上幾個方面的比較可知,PLC在性能上比"姚電器-接觸器"控制系統(tǒng)優(yōu)異,特別是可靠性高,設(shè)計施工周期短,調(diào)試修改方便,而且體積小,功耗低,使用維護方便。但PLC在很小的系統(tǒng)中使用時,由于其眾多功能未得到充分利用,其價格要高于"強電器-接觸器”控制系統(tǒng),
(2)PLC與通用微機、工控微機(PC)及單片機的比較
采用微電子技術(shù)制作的PLC,它也是由CPU、RAM、ROM、I/O接口等5大件構(gòu)成的,與微機有相似的構(gòu)造,但又不同于一般的通用微機,特別是它采用了特殊的抗干擾技術(shù),使它更能適用于惡劣環(huán)境下的工業(yè)現(xiàn)場控制。PLC與微型計算機作如下比較。
①應(yīng)用范圍,微機除了用在控制領(lǐng)域外,還大量用于科學(xué)計算,數(shù)據(jù)處理、計算機通信等方面。面PLC主要用于工業(yè)控制。
②使用環(huán)境,做機對環(huán)境要求較高,一般要在干擾小,具有一定的品質(zhì)和濕度要求的機房內(nèi)使用,而PLC適應(yīng)于工程現(xiàn)場的環(huán)境。
①輸入/輸出,微機系統(tǒng)的1/O設(shè)備與主機之間采用微電聯(lián)系,一般不需要電氣隔離。育PLC一般控制強電設(shè)備,需要電氣隔離,輸入/輸出均用“光-電”耦合,輸出還采用繼電器,晶閘管或大功率晶體管進行功率放大。
①拜序設(shè)計,微機具有豐富的程序設(shè)計語言,例如匯編語言,F(xiàn)ORTRAN語言,CO. BOL語言、PASCAL語言、C語言等,其語句多,語法關(guān)系復(fù)雜,要求使用者必須具有一定水平的計算機硬件和軟件知識。而PLC提供給用戶的編程語句數(shù)量少,邏輯簡單,易于學(xué)習(xí)和掌握。