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在当今全球经济竞争激烈的环境下,制造工艺的细小改进可产生巨大的竞争优势。这种观念正在驱使工厂车间发生根本性的转变。制造商正在部署最新的传感器技术,采用新的控制架构,并开始挖掘“大数据”和数据分析的潜力。

用于跟踪环境和过程监测变量的传感器数量不断增长,工厂通过将PLC靠近控制过程,寻求减少瓶颈以及缩短环路的机会,这就加速了向分布式控制架构的转变。最终,提高运营效率和收益预期将推动发生自PLC发明以来最大的工厂改造。

这为PLC工程师带来了相当大的挑战。为赢得这一市场,系统设计师需要将更多的I/O和功能封装起来,以保证更小的体积。问题是,能够从微处理器数字器件获得的空间相对较小。当今的高级PLC模块中,模拟和分立式元件占据了大约85%的电路板空间。电路板上这一显著问题是工程师们不容忽略的关键因素。对于微型PLC和嵌入式控制器,许多在前期工作良好的模拟和分立式元件占据太大的空间。只有凭借更高的集成度、跨PLC平台设计,才能实现工业4.0的优势。

得益于数字产业革命,多年以来,PLC日益强大,能够处理更多输入、更宽字节以及更为复杂的指令集。现在,模拟和传感器技术领域的创新正在帮助制造商充分发挥计算资源的优势,包括工厂内部和云端。工业4.0代表了将这种智能化与广泛的检测范围、分布式控制以及可靠、无缝连接整合在一起的愿景。

按照摩尔定律的稳定发展,使得我们拥有了海量处理能力的机器。企业能够处理TB甚至PB级数据,从而强化决策层管理,不断发现新市场,优化过程。对于制造商而言,最大的挑战是收集数据并根据数据采取措施。为解决这一问题,目前涌现出三大技术趋势:

PLC的最大问题是没有人发现真正的问题所在。根据近期的市场调研,大多数工程师仍然认为数字技术提供了节省空间的最佳机会。而数字芯片在PLC模块中仅占据15%20%的电路板空间。真正的问题在于模拟和分立元件占据绝大多数的PCB空间。这些器件在PLC模块中占据高达85%的电路板空间。而这些器件不像数字芯片那样具备大规模集成,所以需要更高集成度来节省PCB空间。

PLC性能的重要方面。
掌握PLC性能,一定要了解它的模块,并通过了解模块的性能,去弄清楚PLC的性能。
除了模块,PLC还有外部设备。
尽管用PLC实现对系统的控制可不用外部设备,配置好合适的模块就行了。然而,要对PLC编程

,要监控PLC及其所控制的系统的工作状况,以及存储用户程序、打印数据等,就得使用PLC的

外部设备。故一种PLC的性能如何,与这种PLC所具外部设备丰富与否,外部设备好用与否直接

相关。
PLC的外部设备有四大类:
编程设备:简单的为简易编程器,多只接受助记将编程,个别的也可用图形编程(如日本东芝

公司的EX型可编程控制器)。复杂一点的有图形编程器,可用梯形图语编程。有的还有专用的

计算机,可用其它高级语编程。编程器除了用于编程,还可对系统作一些设定,以确定PLC控制

方式,或工作方式。编程器还可监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况,以进行PLC用户程序的

调试。
监控设备:小的有数据监视器,可监视数据;大的还可能有图形监视器,可通过画面监视数据

。除了不能改变PLC的用户程序,编程器能做的它都能做,是使用PLC很好的界面。性能好的PLC

,这种外部设备已越来越丰富。
存储设备:它用于永久性地存储用户数据,使用户程序不丢失。这些设备,如存储卡、存储磁

带、软磁盘或只读存储器。而为实现这些存储,相应的就有存卡器、磁带机、软驱或ROM写入器

,以及相应的接口部件。各种PLC大体都有这方面的配套设施。
输入输出设备:它用以接收信号或输出信号,便于与PLC进行人机对话。输入的有条码读入器,

输入模拟量的电位器等。输出的有打印机、编程器、监控器虽也可对PLC输入信息,从PLC输出

信息,但输入输出设备实现人机对话更方便,可在现场条件下实现,并便于使用。随着技术进

步,这种设备将更加丰富。
外部设备已发展成为PLC系统的不可分割的一个部分。它的情况,当然是选用PLC必须了解的重

要方面,所以也应把它列为PLC性能的重要内容。
5.4内存容量
PLC内存有用户及系统两大部分。用户内存主要用以存储用户程序,个别的还将其中的一部分划

为系统所用。系统内存是与CPU配置在一起的。CPU既要具备访问这些内存的能力,还应提供相

应的存储介质。
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用户内存大小与可存储的用户程序量有关。内存大,可存储的程序量大,也就可进行更为复杂

的控制。从发展趋势看,内存容量总是在不断增大着。大型PLC的内存容量可达几十k,以至于

一百多k。系统内存对于用户,主要体现在PLC能提供多少内部器件。不同的内部器件占据系统

内存的不同区域。在物理上并无这些器件,仅仅为RAM。但通过运行程序进行使用时,给使用者

提供的却实实在在有这些器件。
内存器件种类越多,数量越多,越便于PLC进行种种逻辑量及模拟控制。它也是代表
PLC性能的重要指标。
PLC内部器件有:
I/O继电器,或称映射区。它与PLC所能控制的I/O点数及模拟量的路数直接相关。
内部继电器数,有的称为标志位数,代表着PLC的内部继电器数。它与I/O继电器区相联系着,

有时与后者相联系进行处理。内部继电器多,便于PLC建立复杂的时序关系,以实现多种多样的

控制要求。一般讲,内部继电器数比I/O继电器要多得多。
有的内部继电器还可丢电保持,即它的状态(ON或OFF)、PLC丢电后,靠内部电池仍予以保持

。再上电后可继续丢电前的状态。保持继电器可增强PLC控制能力,特别对记录故障,故障排除

后恢复运行,更显得有用。
定时器,可进行定时控制。定时值可任意设定。定时器有多少,设定范围有多大,设定值的分

辨率又是多少,这些都代表定时器件的性能。
计数器,可进行计数,到达某设定计数值可发送相应信号。可进行什么样的计数,计数范围多

大,怎么设定,有多少计数器,则是PLC计数器性能的代表指标。
数据存储区,用以存储工作数据。多以字、两字或多字为单位予以使用,是PLC进行模拟量控制

,或记录数据所必不可少的。这个存储区的大小代表PLC的性能也是越大越好。趋势也是越来越

大。小型机也如此。如日本OMRON公司的CQM1机,其DM区就有6k字。而过去同是小型机的C60P的

DM区才64个字。大型机的DM可达10K以至几十K。
此外还有其它一些内部器件,了解某PLC性能时,也都必须掌握它。
内部器件也是PLC指令的操作数,不弄清楚是无法编程的。
5.5指令系统
PLC有多少条指令,各条指令又具有什么功能,是了解与使用PLC的重要方面。你不懂PLC指令怎

么编程,没有程序,PLC又怎么工作?
PLC的指令越来越多,越来越丰富。功能很强的指令,综合多种作用的指令日见增多。
PLC的指令繁多,但主要的有这么几种类型:
基本逻辑指令,用于处理逻辑关系,以实现


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型号/规格

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品牌/商标

SIEMENS(西门子)

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