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模块式PLC的电源、*处理器、输入/输出、通信等一般为独立的模块。在部分PLC 上,也有将电源与*处理器(包括存储器)、基板进行一体化的结构,但所有其他模块(I/O模块与功能模块)均为独立安装。
与整体式固定I/O型及基本单元加扩展型PLC相比,模块式PLC具有如下特点。①全部PLC的组成模块均可以由用户自由选择,不受基本单元I/O的限制,PLC的配置灵活。
②模块式PLC可以连接的I/O点数、功能模块数量众多,容易构成大、中型PLC。
③模块式PLC的I/O模块一般均采用可拆卸的连接端,换模块时一般不需要进行重新接线,故障诊断、安装调试与维修方便。
模块式PLC的I/O点一般可以达到1024点以上,可以连接各种开关量输入/输出、模拟量输入/输出、位置控制、温度测量与调节、网络通信等功能扩展模块。
此类PLC通常用于复杂机电一体化产品与自动线的控制,绝大部分生产厂家的大、中型PLC都采用了这种结构形式(见表1-1),如 SIEMENS公司的S7-300/400 系列(见图1-2)和日本MITSUBISH(三菱)的Q系列等。
常用的整体式和模块式PLC的结构形式与主要特点见表1-5。
1)、PLC的发展现状
目前,随着大规模和大规模集成电路等微电子技术的发展,PLC已由初一位机发展到现在的以16位和32位微处理器构成的微机化PC,而且实现了多处理器的多通道处理。如今,PLC技术已非常成熟,不仅控制功能增强,功耗和体积减小,成本下降,可靠性提高,编程和故障检测为灵活方便,而且随着远程I/O和通信网络、数据处理以及图象显示的发展,使PLC向用于连续生产过程控制的方向发展,成为实现工业生产自动化的一大支柱。
现在,世界上有200多家PLC生产厂家,400多品种的PLC产品,按地域可分成美国、欧洲、和日本等三个流派产品,各流派PLC产品都各具特色。其中,美国是PLC生产大国,有100多家PLC厂商,*的有A-B公司、通用电气(GE)公司、(MODICON)公司。欧洲PLC产品主要制造商有德国的西门子(SIEMENS)公司、AEG公司、法国的TE公司。日本有许多PLC制造商,如三菱、欧姆龙、松下、富士等,韩国的三星(SAMSUNG)、LG等,这些生产厂家的产品占有80%以上的PLC市场份额。
经过多年的发展,国内PLC生产厂家约有三十家,国内PLC应用市场仍然以国外产品为主。国内公司在开展PLC业务时有较大的竞争优势,如:需求优势、产品定制优势、成本优势、服务优势、响应速度优势。
2)、PLC的发展趋势
随着PLC应用领域日益扩大,PLC技术及其产品结构都在不断改进,功能日益强大,性价比越来越高。
(1)、在产品规模方面,向两发展。一方面,大力发展速度快、*的小型和小型PLC。以适应单机及小型自动控制的需要。另一方面,向高速度、大容量、技术完善的大型PLC方向发展。随着复杂系统控制的要求越来越高和微处理器与计算机技术的不断发展,人们对PLC的信息处理速度要求也越来越高,要求用户存储器容量也越来越大。
(2)、向通信网络化发展
PLC网络控制是当前控制系统和PLC技术发展的潮流。PLC与PLC之间的联网通信、PLC与上位计算机的联网通信已得到广泛应用。目前,PLC制造商都在发展自己**的通信模块和通信软件以加强PLC的联网能力。各PLC制造商之间也在协商*通用的通信标准,以构成大的网络系统。PLC已成为集散控制系统(DCS)不可缺少的组成部分。
(3)、向模块化、智能化发展
为满足工业自动化各种控制系统的需要,近年来,PLC厂家先后开发了不少新器件和模块,如智能I/O模块、温度控制模块和专门用于检测PLC外部故障的**智能模块等,这些模块的开发和应用不仅增强了功能,扩展了PLC的应用范围,还提高了系统的可靠性。
(4)、编程语言和编程工具的多样化和标准化
多种编程语言的并存、互补与发展是PLC软件进步的一种趋势。 PLC厂家在使硬件及编程工具换代频繁、丰富多样、功能提高的同时,日益向MAP(制造自动化协议)靠拢,使PLC的基本部件,包括输入输出模块、通信协议、编程语言和编程工具等方面的技术规范化和标准化。
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