工业应用中的可编程逻辑控制器

已创建:September 17, 2019
已更新:July 1, 2024
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当可编程逻辑控制器在1960年代末诞生时,它们革命性地改变了制造业,赋予了机械一种智能感。从那时起,可编程逻辑控制器市场爆炸式增长,多个制造商设计了具有越来越多的输入/输出容量、内存、速度、可扩展性和控制能力的平台。

逻辑1

20世纪60年代设计的首批可编程逻辑控制器之一

显然,所有PLC制造商都声称他们的平台是市场上最好的,而为特定项目选择最佳平台可能是一项艰巨的任务。通常,成本不是选择可编程逻辑控制器系统时的主要因素,还有其他考虑因素,如未来扩展能力、维护的便利性以及替换部件的可用性。

砖型可编程逻辑控制器

在工业应用中通常使用的控制平台有两种主要类型。第一种类型的可编程逻辑控制器被称为“砖型”控制器。这通常是不可扩展的,意味着它有固定数量的输入和输出,以及有限的内存容量。然而,在过去几年中,市场上已经推出了可以支持多达100个I/O点的砖型单元。这些单元也设计有扩展能力。

砖型控制器限于用于封装机器、需要少量现场设备的项目,或需要少量I/O点(如开关、编码器、传感设备或高级数学功能)的项目。通常所有砖型都是固态技术,即,它们没有移动部件,输出侧的控制器除外。

如果你的砖型是继电器输出系统,那么控制器的输出侧有机械继电器用于切换小负载。这些继电器的电流限制通常小于5A,但在某些情况下,它们可以达到10A,这取决于继电器的额定值以及负载是感性的还是电阻性的。这些控制器通常有1或2个模拟I/O点,用于位置反馈或水平感应等示例。继电器输出通常可以承载比其晶体管/晶闸管输出对应物更多的输出电流(DC和AC),但它们的寿命较短,通常响应时间较慢。

Omron ZEN-10C2DR-D-V2

Omron ZEN-10C2DR-D-V2在简单的控制应用中有实际用途,例如使用基本的定时和计数功能进行泵或电机控制的基本启动序列。此控制器提供以下选项(在数据表的第1页上找到)。

  • 6个输入
  • 4个继电器输出
  • 支持扩展至44个I/O点(V2系列)
  • 可以支持24V至120V输入

一个示例应用涉及启动一个电机并在定时序列中发出警报:

带有Omron ZEN-10C2DR-D-V2可编程逻辑控制器的示例电路图

Omron ZEN-10C2DR-D-V2应用示例

Velocio Ace 1430 微型PLC

Velocio Ace 1430 微型PLC 微型砖式控制器是控制步进和方向在伺服和步进电机应用中的绝佳选择。这款创新的控制器提供6个输入和12个输出,无需特定的高速输出来控制步进和方向。软件也易于使用,具有专为运动控制设计的界面。一个应用示例涉及将控制器与流行的Teknic Clearpath集成伺服电机一起使用,其中“集成”意味着不需要独立的伺服驱动器。这款可编程逻辑控制器体积小,可以轻松安装在小型机架或支架上。

Velocio Ace 1430 微型PLC

Velocio Ace 1430 微型PLC尺寸。来自Velocio.net

模块化(机架式)可编程逻辑控制器

前两个单元是砖式PLC的示例,但这些应与模块化控制器形成对比,其中PLC模块安装在机架单元中。模块化可编程逻辑控制器提供更大的灵活性、更容易的维护以及比砖式控制器更多的内存。对于高级制造系统和应用,模块化系统足够强大,能够提供超过100点的I/O计数,并且可以执行复杂的数学函数。

选择具有正确选项的系统简单地归结为您的项目需要多少I/O点以及控制器将驻留的工业通信网络的类型。如果您的I/O计数少于100点,不需要高级数学功能或大量内存,那么上面显示的砖式控制器将绰绰有余。

值得注意的是,在砖式控制器上使用超过75点将消耗大部分可用内存,导致性能下降。一旦您的I/O计数增加到100点以上,最好考虑一个具有几乎无限I/O范围的高级控制系统,该系统是可扩展的并支持多种通信协议。使用基于标签的编程软件将有助于在小型和大型I/O项目中节省内存。

Allen Bradley Controllogix 平台

Allen Bradley Controllogix 平台是一款强大的高级控制器,使用名为Studio 5000的基于标签的编程软件。这款软件革新了PLC的编程方式,使梯形逻辑相比之下显得过时。数字I/O模块支持各种电压范围,并且可以接受每个机架安装卡的8-32点范围。

Controllogix平台具有无限的配置可能性,配备了专业的I/O卡和支持光纤连接数据传输的远程I/O模块。这种控制系统适用于高级应用,例如带有基于PC的操作界面或其他HMI系统的主要工厂过程控制系统。该系统还支持以太网协议,以及控制网和设备网。

Allen Bradley Controllogix平台的示例应用

Allen Bradley Controllogix平台应用示例。来自ProSoft Solutions

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