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西门子模块6ES7231-7PF22-0XA0接线方式
PLC的用户程序,是设计人员根据控制系统的工艺控制要求,通过PLC编程语言的编制规范,按照实际需要使用的功能来设计的。只要用户能够掌握某种标准编程语言,就能够使用PLC在控制系统中,实现各种自动化控制功能。
根据**电工**制定的工业控制编程语言标准(IEC1131-3),PLC有五种标准化编程语言:顺序功能图(SFC)、梯形图(LD)、功能模块图(FBD)三种图形化语言和语句表(IL)、结构文本(ST)两种文本语言
PLC编程语言较常用的两种编程语言,一是梯形图,二是助记符语言表。下面就分别来介绍五种标准化编程语言:
1、梯形图语言(LD)
梯形图语言是PLC程序设计中较常用的编程语言。它是与继电器线路类似的一种编程语言。由于电气设计人员对继电器控制较为熟悉,因此,梯形图编程语言得到了广泛的欢迎和应用。
梯形图编程语言的特点是:与电气操作原理图相对应,具有直观性和对应性;与原有继电器控制相一致,电气设计人员易于掌握。
梯形图编程语言与原有的继电器控制的不同点是,梯形图中的能流不是实际意义的电流,内部的继电器也不是实际存在的继电器,应用时,需要与原有继电器控制的概念区别对待。
2、指令表语言(IL)
指令表编程语言是与汇编语言类似的一种助记符编程语言,和汇编语言一样由操作码和操作数组成。在无计算机的情况下,适合采用PLC手持编程器对用户程序进行编制。同时,指令表编程语言与梯形图编程语言图一一对应,在PLC编程软件下可以相互转换。图3就是与图2PLC梯形图对应的指令表。
指令表表编程语言的特点是:采用助记符来表示操作功能,具有容易记忆,便于掌握;在手持编程器的键盘上采用助记符表示,便于操作,可在无计算机的场合进行编程设计;与梯形图有一一对应关系。其特点与梯形图语言基本一致。
3、功能模块图语言(FBD)
功能模块图语言是与数字逻辑电路类似的一种PLC编程语言。采用功能模块图的形式来表示模块所具有的功能,不同的功能模块有不同的功能。
功能模块图编程语言的特点:功能模块图程序设计语言的特点是:以功能模块为单位,分析理解控制方案简单容易;功能模块是用图形的形式表达功能,直观性强,对于具有数字逻辑电路基础的设计人员很容易掌握的编程;对规模大、控制逻辑关系复杂的控制系统,由于功能模块图能够清楚表达功能关系,使编程调试时间大大减少。
4、顺序功能流程图语言(SFC)
顺序功能流程图语言是为了满足顺序逻辑控制而设计的编程语言。编程时将顺序流程动作的过程分成步和转换条件,根据转移条件对控制系统的功能流程顺序进行分配,一步一步的按照顺序动作。每一步代表一个控制功能任务,用方框表示。在方框内含有用于完成相应控制功能任务的梯形图逻辑。这种编程语言使程序结构清晰,易于阅读及维护,大大减轻编程的工作量,缩短编程和调试时间。用于系统的规模校大,程序关系较复杂的场合。图5是一个简单的功能流程编程语言的示意图。
顺序功能流程图编程语言的特点:以功能为主线,按照功能流程的顺序分配,条理清楚,便于对用户程序理解;避免梯形图或其他语言不能顺序动作的缺陷,同时也避免了用梯形图语言对顺序动作编程时,由于机械互锁造成用户程序结构复杂、难以理解的缺陷;用户程序扫描时间也大大缩短。
5、结构化文本语言(ST)
结构化文本语言是用结构化的描述文本来描述程序的一种编程语言。它是类似于高级语言的一种编程语言。在大中型的PLC系统中,常采用结构化文本来描述控制系统中各个变量的关系。主要用于其他编程语言较难实现的用户程序编制。
结构化文本编程语言采用计算机的描述方式来描述系统中各种变量之间的各种运算关系,完成所需的功能或操作。大多数PLC制造商采用的结构化文本编程语言与BASIC语言、Pascal语言或C语言等高级语言相类似,但为了应用方便,在语句的表达方法及语句的种类等方面都进行了简化。
结构化文本编程语言的特点:采用高级语言进行编程,可以完成较复杂的控制运算;需要有一定的计算机高级语言的知识和编程技巧,对工程设计人员要求较高。直观性和操作性较差。PLC是可编程逻辑控制器,是一种采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
人机界面,又称用户界面或使用者界面,是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口,是计算机系统的重要组成部分。是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介,它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。
那么plc人机界面可以理解为人机界面是指人操作PLC的一个平台.该平台提供了一个程序与人的接口;触摸屏是PLC人机界面的一种.人通过触摸屏幕上的按钮等就可以调整参数或监视参数;但人机界面不一定全部是触摸屏的,有的是在操作面板上安装了若干个按钮,人通过按钮来监控PLC运行.这种界面的屏幕只是用来观察参数,没有触摸操作功能;所以说:触摸屏是人机界面,但触摸屏幕只是人机界面中的一种.人机界面还包括非触摸屏的简单说一个PLC相当于多个常规继电器,时间继电器,计数器的集合体,使用方便,体积小,可根据须要更改程序,节省了改动线路的麻烦!PLC较开始设计就是用在需要频繁更改控制电路的地方。PLC与继电器线路比较有以下优势:
1、功能强,性能价格比高
一台小型PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元件,有很强的功能,可以实现非常复杂的控制功能。与相同功能的继电器相比,具有很高的性能价格比。可篇程序控制器可以通过通信联网,实现分散控制,集中管理。
2、硬件配套齐全,用户使用方便,适应性强
可编程序控制器产品已经标准化,系列化,模块化,配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用。用户能灵活方便的进行系统配置,组成不同的功能、不规模的系统。楞编程序控制器的安装接线也很方便,一般用接线端子连接外部接线。PLC有很强的带负载能力,可以直接驱动一般的电磁阀和交流接触器。
3、可靠性高,抗干扰能力强
传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良,容易出现故障,PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器,仅剩下与输入和输出有关的少量硬件,接线可减少互继电器控制系统的1/10--1/100,因触点接触不良造成的故障大为减少。
PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措施,具有很强的抗干扰能力,平均无故障时间达到数万小时以上,可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场,PLC已被广大用户公认为较可靠的工业控制设备之一。
作为目前国内控制市场上的主流控制器,PLC市场的国内参与者需要尴尬地面对这样一个局面,即在高达31亿(预计2004年的市场总量)的PLC市场总需求中,国产PLC不到整个市场份额1%。
市场研究显示,在按照I/O数量划分的市场总量中,小型PLC的市场巨大,占据市场总额的64%,而国产PLC的市场贡献恰恰就在小型PLC的市场中。这得益于小型PLC的市场成熟,使其得到了广泛应用,培养了大批小型PLC的从业人员,也因为小型PLC的进入门槛相对较低。
在PLC发展初期,CPU的采购规模直接制约了PLC的生产成本,许多**跨国公司甚至采用的是自己专用的CPU,因此,PLC一度被一些**跨国公司生产。进入21世纪,由于CPU的成本不断下降,PLC生产的硬件门槛正在降低,同时国内软件技术水平大幅度提高,具备了小型系统软件的开发能力。这种变化趋势尤其加快了小型PLC的国产化进程,由于小型PLC多作为独立控制器运行,对通信能力要求不高,其技术设计的核心集中在开发解释梯形图语言的程序。
目前,国内PLC生产厂家有近30余家,并有迹象显示,更多的来自于原PLC应用的技术人员准备加入到小型PLC开发的行列,有的甚至已经进入试生产阶段。但在目前已经上市的众多PLC产品中,还没有形成规模化的生产和**产品,甚至还有一部分是以、来件组装或“贴牌”方式生产。
单从技术角度来看,国内外的小型PLC差距正在缩小。如无锡信捷、兰州全志等公司生产的PLC已经比较成熟,其可靠性在许多低端应用中得到了验证;有些国产PLC(如和利时)已经拥有符合IEC标准的编程软件、布尔指令执行速度优于0.5μs/步、支持了现场总线技术如profibus等。可以说,PLC开发技术上的瓶颈随着技术标准的开放正在不断。但技术的产品化和产品的市场化却是众多国产PLC厂商面临的较大问题,面对**厂商数十年的规模化生产和市场管理经验,国内厂商更多地只停留在小批量生产和维系生存的起步阶段,离真正量产、市场化经营乃至创建品牌还有很长的路要走。与此同时,国产PLC的低价优势也正在受到新的挑战。据悉,在中国PLC市场中高居**的西门子即将在中国投产其S7-200,这势必降低其生产成本,从而改变其一贯的高价形象而直接压制日系PLC,进而威胁到国产PLC的价格优势。规模小,成本高,利润缩水,后续开发也就可能跟不上;无市场管理经验,推广不到位,渠道不畅通,品牌建设难。这是国产PLC面临的窘境。
调查显示,用户在是否选用国产品牌时较关注的是产品的可靠性、生产厂家的技术实力以及应用业绩,除此以外,用户选型的心理障碍还有国产品牌形象低、推广不够、售后服务不到位等。
另一方面,出于成本的考虑和支持国货的民族愿望,绝大多数用户非常关注国产PLC的发展,对国产PLC抱有良好的期望。而且,用户对于国内厂家可能提供的特殊功能定制服务倍感兴趣。比如,在许多SA系统中,如水源井、油田、煤气管道等应用,数据采集点一般比较分散,每个采集点的I/O数量不是很多,实时性要求不高,其控制方案的成本控制却较严。如果采用PLC+MODEM当然可以胜任,但安控科技开发的RTU由于集成了通信功能则显示出了其价格优势。就功能和架构而言,RTU实际上就是一种为远程数据采集而定制的PLC。安控科技RTU在油田SA中的广泛应用,无疑为国产小型PLC的发展提供了成功案例。
中国的PLC市场需求将持续增长,其增长幅度在未来三年内将维持在10%以上,小型PLC产品仍将是市场主流并保持60%以上的市场份额,因此,对中小型生产商来说,市场机会仍然很多。小型PLC主要用于设备控制(OEM),在纺织机械、塑料机械、数控机床、小型包装机械上运用广泛。调查显示,较终用户对小型PLC品牌的选择不是十分挑剔,但看重产品的稳定性,而更多的情况下OEM制造商在决定PLC的品牌选择。由此可见,对国产PLC而言,避开在通用产品上和**的正面冲突,集中优势力量深入,为应用打造专用产品也许是值得国产PLC借鉴的发展方向。同时,加强形象宣传和业绩的推广,不断给用户以信心,是国产PLC品牌化的必经之路。