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PLC会向哪个方向发展呢?)中可以看到,有两个KM1,右边的KM1表示一个线圈,通过它的吸合作用来决定左边的KM1的通和断,也就是右边的面看它是如何工作的。按下SB1,因为SB2是常闭的,KM1是通的,开关KM1被吸合,所以电动机M1就转动了。这个时候KT也是通的,但是开关KT是在10s之后才会被吸合,这个时候KM2才是通的,所以M2才会转动中右边的支路是断的,所以M1就停止了。那么这个时候M2会不会在10s之后停止?不会。因为支路一断电后,开关KT马上就断开了,并不像通电时的吸合过程要在10s之后。不过,也可以这样理解,SB2是放在主干路上,当然可以同时实现对M1和M2的停止。
从这个简单的例子中,我们可以看到使用一个开关实现对两个电动机的启动,使用另外。从上面的过程中我们可以看出,通过一个开关SB1实现了两个电动机的启动。
从上面的过程中可以看出SB2好像没有用。其实它可以在这里实现两个电动机的停止。当我们按下SB2时KM1起主动作用,左边的是被控对象。同样,KT也是一样的,只不过它是在一定的时间延时之后才可以导通,图中显示的是10s,也就是在KT通电10s时间后,开关KT才可以闭合。
同计算机的发展类似,目前,可编程是一个电动机主电路图,也就是它的接线图。上面接的是电源,这个符号是熔丝标志,电源可以得到过滤,不会出现过载现象。虚线表示是联动开关,表明这三个开关一起动作。通过接线连接下面两个电动机M1和M2。KM1 和 KM2 也是联动开关,在实际中就是强电开关,就是我们平时见到的闸刀开关,是手动方式操作的。如果采用继电器控制的话,KM1 和 KM2 作为被控对象,用一个线圈的通和断,也就是1和0来决定开关KM1的通和断。从这个图中我们可以设计两个线圈KM1和KM2,通过线圈的吸合作用来实现对该电路的控制。这就是继电器控制。序控制器正朝着两个方向发展。
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一是朝着小型、简易、价格低廉的方向发展。如 OMRON 公司的 CQM1、SIEMENS公司的S7-200一类可编程序控制器,2009年又推出了S7-1200,SIEMENS公司将会把新的通信和控制技术应用在S7-1200这款产品上,同样,SIEMENS也将会用S7-1200这款产品强力打造全球PLC中低端市场。这种可编程序控制器可以广泛地取代继电器控制系统,用于单机控制和规模比较小的自动化生产线控制。
二是朝着大型、高速、多功能和多层分布式全自动网络化方向发展。这类可编程序控制器一般为多处理器系统,有较大的存储能力和功能很强的输入/输出接口。系统不仅具有逻辑运算、计时、计数等功能,还具备数值运算、模拟调节、实时监控、记录显示、计算机接口、数据传送等功能,还能进行中断控制、智能控制、过程控制、远程控制等。通过网络可以与上位机通信,配备数据采集系统、数据分析系统、彩色图像系统的操纵台,可以实现自动化工厂的全面要求。它会向高速度、大容量方向发展。目前很多已经使用64位RISC芯片,多CPU并行、分时、分任务处理,这样速度可以达到ns级。2013年西门子推出SIMATIC S7-1500,该系列专为中高端设备和工厂自动化设计。
早期的控制系统都是继电器控制系统,但是到了20世纪60年代和70年代,继电器控制的缺点就暴露出来了。当然它是有很多优点的,简单易懂、操作方便、价格便宜(例如,一些常开常闭触点、线圈,就这些简单的符号就能表达一个系统,让别人一看简单易懂。在操作方面都是些按钮,操作简便,继电器价格也便宜)。到现在为止并不是说继电器已经完全抛弃了或者不用了,但是主要是用在一些小的系统上。
如果是在一些比较大的系统,对于继电器控制来说,就存在明显的缺点,如接线比较复杂(见图1-1)、生产工艺变化的适应性较差等,特别是它是靠硬连线逻辑构成的系统(硬连线就是一般的导线)。对于这些情况大家会想到如果能用程序来修改不就更好了吗?这就是后来的PLC。
在20世纪60年代到70年代,计算机系统也得到了发展,它优点就是功能完备、灵活性、通用性好。特别是计算机的计算能力特别强。在这个时候,有人就会想到把继电器系统和计算机系统二合一,计算机系统编程容易、计算速度快,就内置在继电器系统上,而继电器系统操作方便就负责外围的设备。提出这种设想的是1968年美国的通用汽车公司,当时主要是为它生产汽车而考虑的,但是他们对计算机不是很了解。到了1969年,美国数字设备公司研制出了世界上台PLC
(2)专为工业环境应用而设计的。个人计算机一般是在室温下应用的,而PLC是在工业环境下应用的,它的抗恶劣环境能力强,可以应用在高温下、沙漠中和海洋里等。
(3)控制各种机械或生产过程。PLC 并不能做什么的工作,主要是做些机械的、生产性的活动。
(4)它采用可编程的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令(这里主要是讲PLC的运行,主要是运行这些指令)。
通过上面对这个定义的理解,头脑中一定会形成这样一个印象,PLC 并不是一个简单的器件,而是一个软件加硬件的结合,它的程序(软件)是核心部分,硬件主要是在外部用来控制机械或者生产过程。可以把PLC想象为就是放在某个地方能够用来做控制的东西。
PLC与单片机有什么区别呢?
(1)PLC 更注重于工业应用,对于防干扰、设备接口、联网、模块化都有完善的技术支撑,使用更简单,但成本高。
(2)单片机技术含量高,使用灵活但是工作量很大,对于抗干扰、模块化要求低,成本低廉,应用广泛。特别适合开发消费电子、商业应用的电子、玩具、家电等。
(3)PLC是建立在单片机之上的产品,单片机是一种集成电路,两者不具有可比性。
(4)单片机可以构成各种各样的应用系统,从微型、小型到中型、大型都可以,PLC是单片机应用系统的一个特例。