徐梁博 程 奕 吳雨欣 李蔣武

(西華大學(xué)，四川 成都 610039)

可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller，簡稱PLC)現(xiàn)正應(yīng)用于各種機械設(shè)備當(dāng)中，電氣設(shè)備也如此。其安全穩(wěn)定、靈便經(jīng)濟的特點推動著電氣設(shè)備自動化的不斷發(fā)展。PLC的性能指標(biāo)是衡量其性能的參量，由于在電氣設(shè)備中，不同的工作環(huán)境和工作條件所需求的PLC性能不同。為了經(jīng)濟節(jié)省，就必須把握其性能參數(shù)及其特點，所以探析電氣設(shè)備PLC的性能指標(biāo)十分必要。

1 PLC控制器的發(fā)展概述

PLC控制器是將計算機軟件技術(shù)、自動控制技術(shù)融為一體的工業(yè)化控制器。PLC控制器之前，繼電器接觸控制器在工業(yè)生產(chǎn)中得到應(yīng)用，但隨著工業(yè)化進程的不斷發(fā)展，繼電器的“啟停開閉”的硬件控制難以達到工業(yè)化進程中工業(yè)設(shè)備的復(fù)雜控制要求，繼而產(chǎn)生了PLC控制器，其利用計算機的邏輯編程實現(xiàn)復(fù)雜的控制要求。目前隨著工業(yè)化技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)(計算機輔助設(shè)計/計算機輔助制造)和機器人技術(shù)成為工業(yè)自動化生產(chǎn)的四大支柱。

2 PLC控制器的控制功能

(1)開關(guān)量邏輯控制。開關(guān)量邏輯控制是PLC最基本的控制功能，目前在單機、多機群控制以及自動化生產(chǎn)控制等方面應(yīng)用較多。(2)過程控制。模擬量控制即能將溫度、濕度、壓力、流速等非電量的參數(shù)進行控制調(diào)節(jié)。(3)運動控制。利用高速計數(shù)模塊以及位置控制模塊對單軸或多軸進行控制，使系統(tǒng)實現(xiàn)不同運動方式。例如應(yīng)用在數(shù)控機床、電梯、機器人等設(shè)備上。(4)數(shù)據(jù)處理。PLC控制器能夠?qū)?shù)據(jù)進行運算、移位、比較、轉(zhuǎn)換、分析等計算處理。比如機器人控制系統(tǒng)、恒溫室控制系統(tǒng)等。(5)實時監(jiān)控。PLC控制器能監(jiān)控整個系統(tǒng)各部分運行狀態(tài)，對系統(tǒng)的異常運行情況進行在線調(diào)整，并能夠修改系統(tǒng)控制源以及設(shè)定源值。(6)通信與聯(lián)網(wǎng)。PLC能與其他PLC和計算機互聯(lián)，從而形成集中的自動化控制網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)設(shè)備之間、設(shè)備與計算機之間的通信與聯(lián)網(wǎng)，可實現(xiàn)更為復(fù)雜的控制要求，并可遠(yuǎn)程控制。

3 PLC的控制器性能指標(biāo)分析

3.1 輸入/輸出點數(shù)

輸入輸出(I/O)點數(shù)即PLC控制器可以接受的輸入和輸出的信號的端子數(shù)，是衡量PLC控制器性能的重要參數(shù)。點數(shù)越多，可接受信號的端子數(shù)就越多，可控制的系統(tǒng)就越龐大。

3.2 掃描速度

掃描速度指掃描1000步用戶程序所需要的時間，單位：ms/k步或μs/步。PLC控制器用戶手冊一般會給出掃描速度，可根據(jù)給定參數(shù)比較兩個控制器的性能。掃描速度越快，其指令反應(yīng)越迅速。

3.3 存儲器容量

PLC控制器的儲器容量決定了PLC可以容納程序字節(jié)的數(shù)量。在PLC中程序指令是按“步”存放的，一個地址單元可存放一“步”，占用兩個字節(jié)。一“步”一般占用兩個字節(jié)，即一個字(約定一個字為16位二進制數(shù)，每8位二進制數(shù)為一個字節(jié))。例如西門子公司PLC控制器S7—200系列221單元程序儲存器容量為4096字節(jié)(4KB)，即容量為2000步。

3.4 指令系統(tǒng)條數(shù)

PLC控制器的指令系統(tǒng)條數(shù)的種類和數(shù)量也是性能指標(biāo)的重要參數(shù)。系統(tǒng)指令的種類以及數(shù)量越多，其編程的潛力就越大，系統(tǒng)功能就越多，更容易完成復(fù)雜多變的控制調(diào)節(jié)任務(wù)。

3.5 內(nèi)部寄存器的種類和數(shù)量

PLC控制器內(nèi)部有許多用以存放系統(tǒng)實時狀態(tài)和數(shù)據(jù)信息的存儲器件，例如：內(nèi)部各種繼電器、特殊功能器件、定時器、數(shù)據(jù)寄存器等。這些器件的配置種類和數(shù)量決定PLC硬件功能的強弱。近年來，特殊功能的元件得到PLC廠商的重視，其特殊的控制功能形成產(chǎn)品的重要特色，功能也越來越強。PLC控制器還有一些其他性能指標(biāo)，例如：擴展模塊數(shù)量、編程方式、特殊功能模塊的種類和數(shù)量等。不同的性能指標(biāo)表達的功能要求不同，PLC的性能應(yīng)綜合各性能參數(shù)，不能只追求某一種性能而忽略其他性能參數(shù)。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，其在自動控制系統(tǒng)中將越加重要。因此，在進行PLC控制器的設(shè)計、使用中，應(yīng)充分注重其功能作用和性能指標(biāo)，根據(jù)系統(tǒng)的要求應(yīng)答相應(yīng)的功能和性能目標(biāo)，從而優(yōu)化自動控制系統(tǒng)，推動我國自動控制系統(tǒng)的不斷發(fā)展。