Зона контроля: 【Вопрос каждой понедельника】 №5 за 2011 год: Точные определения DCS и PLC. Давайте обсудим!
Thread Content
Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем oatobnus 7 февраля 2011 года в 10:51. Я думаю, что PLC представляет собой своего рода небольшую систему, а DCS – это система, более сложная по сравнению с PLC. По сути, между ними нет значительных различий
У PLC тоже бывают крупные системы, но направления применения этих двух систем различаются: например, в нефтехимической промышленности используется DCS, а PLC может выполнять лишь вспомогательные функции. Для обработки стали необходим PLC, DCS не подойдет! Для некоторых технологий подойдут как DCS, так и PLC — всё зависит от выбора заказчика!
Что может делать PLC, а чего не может DCS? Почему это так?
DCS (Distributed Control System) — система дистрибутированного управления. PLC (Program Logic Control) — программируемый логический контроллер. DCS развился из традиционных систем мониторинга с панелями управления. Поэтому DCS в большей степени сосредоточен на управлении приборами. ПЛК развился из традиционных реле-цепей; первые ПЛК даже не обладали возможностью обработки аналоговых сигналов. Поэтому с самого начала у ПЛК основным приоритетом были логические операции. На сегодняшний день PLC и DCS постепенно сближаются друг с другом. Если говорить точнее, сейчас уже невозможно четко разделить PLC и DCS — во многих случаях понятия этих систем стали размытыми.
Я не совсем понимаю, но тоже хотел бы узнать
DCS означает централизованно-децентрализованную систему управления, а PLC — программируемый логический контроллер. Это два разных понятия: первое — это общее название для системы управления, которая может состоять из PLC, промышленных компьютеров и т. д.; второе же относится к конкретному контроллеру. Задача DCS заключается в том, чтобы объединить в одной контрольной комнате (центральной комнате управления) объекты управления, расположенные в разных местах, с помощью электрических, пневматических или гидравлических средств, для их управления и контроля. Это позволяет снизить затраты на управление и достичь высокой степени централизованной автоматизации. PLC представляет собой устройство, которое принимает ограниченное количество дискретных и аналоговых сигналов, обрабатывает их с помощью микрокомпьютера и выдает соответствующие сигналы управления. Способ управления определяется программой
Действительно, существует некоторое путаница в понятиях DCS и PLC
Кажется, на втором этаже путают понятия! На 4-м и 8-м этажах всё объяснено более четко, таковы материалы~
Различия между ними теперь больше проявляются в программном обеспечении: платформа DCS в основном является интегрированной, у нее единая база данных для логики и операций, в то время как у PLC она отдельная; кроме того, между двумя базами данных устанавливается связь посредством коммуникации.
Для различных отраслей и проектов, после тщательного изучения компьютерных технологий, сетевых технологий, технологий прикладного программного обеспечения и технологий обработки сигналов, с использованием различных систем дистанционного управления (DCS) осуществляется проектирование, настройка, поставка готовых решений, пусконаладочные работы на месте, тестирование производительности и проверка качества. Это позволяет разрабатывать практически эффективные технические решения. Система управления DCS в основном включает в себя аналоговую систему управления (MCS) — систему, которая управляет котлом и турбиной парогенераторной установки как единым целым. MCS, связанная с котлом, включает в себя основную систему управления котлом, систему управления количеством топлива в котле, систему управления подачей воздуха, систему управления отводом воздуха, систему управления уровнем воды в резервуаре для воды в разделительном устройстве при запуске, а также систему управления температурой пара ； MCS с стороны двигателя — это система регулировки давления и уровня в деаэраторе, а также система регулировки уровня в конденсаторе ； Система регулировки уровня воды в закрытом резервуаре ； Системы регулировки уровня воды в высокотемпературных и низкотемпературных котлах, а также система регулировки давления вспомогательного пара и т. д. MCS отвечает за замкнутую автоматическую регулировку основных процессных переменных в системах воды, пара, угля, масла, воздуха и дыма в процессе производства, а также за контроль нагрузки на всю турбогенераторную установку. Редактировать этот абзац. Что такое система управления DCS? Система последовательного управления SCS представляет собой разделение некоторых операций, связанных с работой оборудования, на несколько отдельных систем управления, соответствующих тепловым системам или вспомогательному оборудованию. Эти системы управления работают в определенной последовательности для достижения целей последовательного управления. Область последовательного управления сбоку печи включает: вентиляторы подачи воздуха, вентиляторы вытяжки, первичные вентиляторы, предварительный нагреватель воздуха, систему очистки камеры печи от золы и т. д. Сфера применения системы последовательного управления на стороне турбины включает: систему смазки турбины, насосы для конденсата, устройства для повышения давления, деаэраторы, вакуумные насосы, систему уплотнения валов, систему циркуляционной воды, замкнутую систему водоснабжения, насосы для пара, электрические насосы, систему охлаждения внутренних частей оборудования, систему смазочного масла, систему очистки с помощью резиновых шариков и т. д. Система безопасного контроля камеры котла FSSS способна в условиях нормальной работы котла, а также при его запуске и остановке постоянно отслеживать множество параметров и состояний системы сгорания. Она выполняет логические вычисления и, при необходимости, отправляет команды на действие. Благодаря различным устройствам последовательного управления и замыканий соединений оборудование, используемое в системе сгорания (такое как измельчители угля, устройства для подачи угля, форсунки с маслом, вентиляторы для охлаждения и т. д.), работает в строгом соответствии с определенной логической последовательностью или принимает меры в случае возникновения аварий. Это способствует обеспечению безопасности котла. Кроме того, система безопасного контроля камеры сгорания обладает функцией управления процессом сгорания. Она осуществляет контроль за работой всех горелок котла, что позволяет соответствовать требованиям, связанным с запуском и остановкой агрегата, а также с изменением нагрузки. Система постоянно отслеживает параметры и состояние котла, автоматически выполняя различные операции и защитные меры, такие как экстренное прекращение подачи топлива и экстренная остановка котла, чтобы предотвратить усугубление аварии. Система DEH турбины служит для регулирования скорости вращения турбины. Она может выполнять следующие функции: включение/выключение турбины ； Автоматическое определение температурного состояния ； Выберите способ запуска ； Увеличение скорости ； 3000 об/мин постоянная скорость ； Испытание синхронизации генератора ； Подключение к сети с нагрузкой ； Повышение нагрузки ； Переключение клапана ； Переключение одноклапанным/последовательным клапаном ； Обратная связь по давлению на регулирующем уровне ； Обратная связь по нагрузке ； Одна коррекция частоты ； Контроль CCS ； Контроль тепловых напряжений ATR ； Ограничение высокой нагрузки ； Ограничение при низкой нагрузке ； Ограничение положения клапана ； Ограничение давления главного пара ； Быстрая снятие нагрузки ； Лимит скорости OPC ； Соответствует дисбалансу ； Защита от превышения скорости OSP ； испытание на впрыск топлива ； Испытание на превышение скорости ； Испытание подвижности клапана ； Онлайн-настройка клапана ； Испытание электромагнитного клапана ； Переключение режимов управления. Электрическая система ECS, основная функция которой — управление запуском и остановкой генератора, а также обработка логических операций ； Управление и логика переключателей в системе электроснабжения завода ； Мониторинг параметров электрической системы и состояния оборудования ； Режимы работы системы защиты от аварий, сигналы об ошибках и запись временных последовательностей событий. Система MEH, предназначенная для управления оборотами паровых насосов, выполняет такие функции, как включение/выключение насосов, увеличение скорости вращения, поддержание постоянной скорости, управление через CCS, а также обеспечение защиты от перегрузок. Система управления байпасом BCS – это отдельная система. Она способна выполнять все необходимые операции, связанные с использованием байпаса, а также обеспечивать функции безопасности или возможность быстрого включения/выключения. Основными составляющими этой системы являются контроллер высокого давления и контроллер низкого давления; они отвечают за контроль давления и температуры в соответствующих зонах. Редактировать этот раздел. Основные технические характеристики системы. ※ Система в основном состоит из станций локального управления (станции ввода/вывода), системы передачи данных, устройств взаимодействия с оператором (станция оператора OPS, станция инженера ENS), шкафов для размещения оборудования, источников питания и т. д. Система имеет открытую архитектуру, позволяющую предоставлять многомерные открытые интерфейсы данных. ※Аппаратные системы обладают высокой надежностью в сложных промышленных условиях, удобны в обслуживании и оснащены современными технологиями. Программная платформа с локализацией на китайский язык обладает мощными возможностями обработки данных, позволяет удобно настраивать сложные системы управления, а также поддерживает разработку пользователем собственных сложных алгоритмов управления ； Легко настраивается и прост в использовании. Поддержка различных стандартов полевых шин для удовлетворения потребностей в расширении в будущем. ※Дизайн системы включает соответствующую конфигурацию резервирования и функцию самодиагностики на уровне модулей, что обеспечивает высокую надежность. Сбой в любом компоненте системы не повлияет на работу всей системы. ※Параметры системы, сигналы тревоги, функции самодиагностики и другие управляющие функции полностью отображаются на ЖК-мониторе и печатаются на принтере; в результате система управления фактически является разделенной как по функциям, так и по физической структуре. ※Уровень доступности всей системы составляет не менее 99,9% ； Среднее время безотказной работы системы составляет 100 тысяч часов; это позволяет обеспечить полный мониторинг в таких сферах, как атомная энергетика, тепловая энергетика, нефтехимия, химическая промышленность, металлургия и строительные материалы. ※“понятие «домен». Большие системы управления делятся с помощью высокоскоростной реально-временной резервной сети на несколько относительно независимых подсистем. Каждая подсистема представляет собой отдельную область; все области обмениваются данными для управления и оперативного контроля. Внутри каждой области существует самостоятельная, полностью функциональная система DCS, что способствует лучшему удовлетворению потребностей пользователей. ※Надежность сетевой структуры, открытость и современность. На уровне операционной системы используется резервный Ethernet с пропускной способностью 100 Мбит/с ； На уровне управления используется резервный протокол промышленного Ethernet с скоростью 100 Мбит/с для обеспечения надежности системы ； На уровне обработки сигналов на месте шина PROFIBUS с пропускной способностью 12 Мбит/с соединяет центральный контрольный блок с отдельными модулями обработки сигналов. ※Стандартная структура Client/Server. Уровень операционного управления системы MACS основан на структуре Client/Server. ※Открытая и надежная операционная система. На уровне операционной системы используется операционная система WINDOWS NT ； На контрольной станции используется зрелая встраиваемая операционная система с реальным временем и поддержкой многозадачности QNS для обеспечения реального времени, безопасности и надежности системы управления. ※Стандартное программное обеспечение для настройки управления. Можно реализовать любые требования к мониторингу и управлению. ※Масштабируемость и настраиваемость. Обеспечение экономичности. Программируемый логический контроллер PLC = Programmable Logic Controller – это электронная система для выполнения цифровых вычислений, разработанная специально для использования в промышленных условиях. Он использует вид программируемой памяти для хранения внутренних программ, выполнения логических операций, последовательного управления, тайминга, счета и арифметических операций с командами, предназначенными для пользователя, а также осуществляет управление различными типами механических устройств или производственных процессов с помощью цифровых или аналоговых входов/выходов. Это ключевая часть промышленного управления. PLC – это Programmable Logic Controller, то есть программируемый контроллер. Кроме того, у PLC есть ещё несколько названий: PLC = Power Line Communication, то есть коммуникация по электрическим линиям, что в народе называется «сеть через электрические линии». PLC = Public Limited Company, публичная акционерная компания, компания, акции которой котируются на бирже. PLC = Power-line Carrier, носитель по электропроводам, кариер по линиям электропередач. PLC = Power Loading Control, контроль нагрузки на двигатели. PLC = Подготовительная слоевая хроматография, метод подготовительной слоевой хроматографии. PLC = Programming Language Committee, Комитет по языкам программирования. Редактирование этого раздела. Краткое введение в программирование PLC. 1. Основные понятия PLC. Программируемый контроллер – это устройство, относящееся к семейству компьютеров; он был разработан для использования в промышленных системах управления. (7 страниц с информацией о PLC) Ранние программируемые контроллеры назывались программируемыми логическими контроллерами (Programmable Logic Controller), сокращенно PLC. Они использовались в основном для замены реле при реализации логического управления. С развитием технологий функции таких устройств уже **вышли за рамки логического управления, поэтому сегодня такие устройства называются программируемыми контроллерами, сокращенно ПК. Однако, чтобы избежать путаницы с аббревиатурой «Персональный компьютер», программируемые контроллеры называются PLC. PLC появились в 1966 году; в США, Японии и Германии программируемые контроллеры отличаются высоким качеством и мощными функциями. 2. Основная структура PLC PLC по сути представляет собой компьютер, предназначенный для промышленного управления. Его аппаратная структура в основном соответствует структуре мини-компьютера. Основные компоненты PLC включают: а) источник питания Источник питания PLC играет чрезвычайно важную роль во всей системе. Без хорошей и надежной системы питания невозможна нормальная работа, поэтому производители PLC уделяют большое внимание проектированию и изготовлению источников питания. Колебания напряжения в сети переменного тока обычно находятся в диапазоне +10% (+15%). В таком случае можно подключить PLC непосредственно к сети переменного тока без применения каких-либо дополнительных мер.
b. Центральный процессор (CPU)
Центральный процессор (CPU) является управляющим элементом PLC. Он принимает и хранит пользовательские программы и данные, введенные с помощью программатора, в соответствии с функциями, заданными программой системы PLC ； Проверяет состояние источника питания, памяти, входа/выхода и таймеров сигнализации, а также способен диагностировать синтаксические ошибки в пользовательской программе. Когда PLC включается в работу, сначала он сканирует состояние и данные всех входных устройств на площадке, сохраняя их в области отображения I/O. Затем он поочередно считывает команды из памяти пользовательской программы; после их интерпретации результаты логических или арифметических операций сохраняются в области отображения I/O или в регистрах данных. После завершения выполнения всех пользовательских программ данные из области отображения ввода-вывода или из регистров вывода передаются в соответствующие устройства вывода. Этот процесс продолжается по циклу до полного прекращения работы. Для дальнейшего повышения надежности ПЛК в последние годы для крупных моделей ПЛК применяются резервные системы с двумя процессорами, а также системы с трьмя процессорами на основе механизма голосования. Таким образом, даже если один из процессоров выйдет из строя, вся система сможет продолжать работать нормально. в) Память. Память, в которой хранится системное программное обеспечение, называется памятью системных программ. Память, в которой хранятся прикладные программы, называется памятью пользовательских программ. д) Схемы входно-выходных интерфейсов 1. Схема входного интерфейса на месте выполнения задач состоит из оптоэлектрических схем и схем входных интерфейсов микрокомпьютера; она служит каналом ввода для соединения PLC с устройствами управления на месте. 2. Схема интерфейса вывода на месте состоит из регистра данных вывода, схемы выбора и схемы запроса прерывания; её функция заключается в том, чтобы ПЛК через эту схему передавал соответствующие управляющие сигналы исполнительным элементам, расположенным на месте. е. Функциональные модули – такие как модули для счета, определения координат и т. д.
f. Модули связи – такие как модули связи Ethernet, RS485, Profibus-DP и т. п.
3. Принцип работы PLC
I. Технология сканирования
После запуска PLC его работа обычно делится на три этапа: сбор данных с входов, выполнение пользовательской программы и обновление данных на выходах. Завершение вышеуказанных трех этапов называется одним циклом сканирования. В течение всего времени работы процессор PLC с определенной скоростью сканирования постоянно выполняет вышеуказанные три этапа. 1) Этап считывания входных данных. На этом этапе PLC последовательно считывает все значения состояний и данных входов с помощью процедуры сканирования, после чего сохраняет их в соответствующих ячейках области I/O-маппинга. После завершения ввода проб приходит этап выполнения пользовательской программы и обновления вывода. На этих двух этапах, даже если изменяются состояние входных данных и сами данные, состояние и данные соответствующих ячеек в области отображения I/O не меняются. Следовательно, если входной сигнал является импульсным, то его ширина должна быть больше одного периода сканирования, чтобы гарантировать, что этот сигнал всегда сможет быть прочитан. (II) Этап выполнения пользовательской программы На этом этапе PLC всегда сканирует пользовательскую программу (диаграмму лестницы) по порядку, сверху вниз. При сканировании каждой диаграммы в форме лестницы сначала сканируются контрольные цепи, состоящие из контактов, расположенные с левой стороны диаграммы. Затем выполняются логические операции над этими контрольными цепями в порядке: сначала слева направо, затем сверху вниз. После этого, на основе результатов логических операций, обновляется состояние соответствующих битов в памяти системы RAM ； Или обновить состояние соответствующего бита в области отображения I/O для этой выходной катушки ； Или определить, следует ли выполнять специальные функциональные инструкции, предусмотренные в этой диаграмме лестницы. Иными словами, в процессе выполнения программы пользователя только состояние и данные входных точек, находящихся в области I/O-маппинга, не меняются. В то же время состояние и данные других выходных точек и программных устройств, находящихся в области I/O-маппинга или в памяти системы RAM, могут изменяться. Кроме того, результаты выполнения программы, описанной в верхней части диаграммы, влияют на все диаграммы, расположенные ниже, в которых используются эти контакты или данные ； Напротив, в диаграмме в форме трапеции, расположенной ниже, состояние или данные логических контактов, которые были обновлены, смогут повлиять на программу, расположенную выше, только в следующем цикле сканирования. В процессе выполнения программы, если используются инструкции немедленного ввода-вывода, можно напрямую обращаться к точкам ввода-вывода. Даже при использовании инструкций ввода-вывода значение регистра изображения в процессе ввода не обновляется; программа берет значения непосредственно из модуля ввода-вывода. Зато значение регистра изображения в процессе вывода обновляется сразу же, что отличает этот случай от мгновенного ввода. (III) Этап обновления выходных сигналов После завершения сканирования пользовательской программы PLC переходит в этап обновления выходных сигналов. В течение этого времени процессор обновляет все выходные логические схемы в соответствии с состоянием и данными, хранящимися в зоне отображения I/O, после чего через выходные схемы управляются соответствующие периферийные устройства. Только тогда происходит настоящий выход сигнала от PLC. 4. Способ внутренней работы PLC Хотя в программировании на языке логических диаграмм, используемом в PLC, часто фигурируют такие элементы, как реле, таймеры и счетчики, на самом деле внутри PLC нет этих физических компонентов. Логическое управление осуществляется с помощью памяти и программного кода; для физического управления внешними механизмами используются выходные элементы. Таким образом можно **сократить объем аппаратного обеспечения, необходимого для контроллера. На самом деле PLC выполняет программы, написанные в формате лестничной диаграммы, путем пошагового считывания кода этой диаграммы в CPU с помощью сканирования, после чего осуществляется управление процессами. Весь процесс сканирования включает три основных этапа: «Проверка состояния входов», «Выполнение программы» и «Обновление состояния выходов». Они описаны ниже:
Этап первый: «Проверка состояния входов». Сначала PLC проверяет состояние переключателей или датчиков, подключенных к входным контактам (значения 1 или 0 обозначают состояние «включено» или «выключено»). Затем это состояние сохраняется в памяти в соответствующей ячейке Xn. Шаг два «Выполнение программы»: программа в виде диаграммы шагов обрабатывается построчно в CPU. Если в процессе выполнения программы требуется получить информацию о состоянии контактов, CPU берет эту информацию непосредственно из памяти. Результаты вычислений для выходной катушки сохраняются в соответствующих местах памяти; они пока не передаются на выход Yn. Шаг три «Обновление состояния выхода»: обновить состояние выхода, полученное на шаге два, в контактах выхода PLC, после чего вернуться к шагу один. Эти три шага называются циклом сканирования PLC, а время, необходимое для его выполнения, — временем реакции PLC. Если время прихода сигнала на вход PLC меньше этого времени реакции, существует вероятность неправильной обработки сигнала. После каждой экспекуции программы и перед её следующей экспекуцией состояние выходных и входных данных обновляется один раз; поэтому такой способ работы называется «перезапуском выходных/входных устройств после окончания программы». Архитектура внутренней работы PLC 5. Основные бренды PLC в настоящее время: американские компании AB, ABB, Panasonic, Siemens, Mitsubishi, Omron, Delta, Fuji, Schneider, Xinjie и др. Раздел, посвященный PLC Mitsubishi. Английское название PLC Mitsubishi — Mitsubish Power Line Communication. Это основной продукт, производимый компанией Mitsubishi Electric в Даляне. На китайском рынке наиболее распространенными моделями PLC от Mitsubishi являются следующие: FR-FX1N, FR-FX1S, FR-FX2N, FR-FX3U, FR-FX2NC, FR-A, FR-Q. Серия FX1S: PLC от Mitsubishi представляет собой интегрированный миниатюрный одноэлементный контроллер. Кроме того, обладает полной производительностью и функциями связи, а также возможностями для расширения. Если учитывать пространство для установки и стоимость, это является идеальным вариантом. Серия FX1N: это мощные и популярные ПЛК, выпущенные компанией Mitsubishi Electric. Обладает возможностями расширения ввода/вывода, аналогового управления, а также функциями связи и подключения. Это устройство, широко используемое в стандартных системах последовательного управления Mitsubishi PLC. Серия FX2N: это самая современная серия среди PLC Mitsubishi из семейства FX. Он обладает такими особенностями, как высокая скорость обработки данных и возможность расширения за счёт большого количества специальных модулей, предназначенных для удовлетворения конкретных потребностей, что обеспечивает максимальную гибкость и возможности контроля в применении в системах автоматизации производства. FX3U — это новый третьего поколения PLC от компании Mitsubishi Electric, который можно считать лучшим вариантом среди устройств небольшого размера. Основные характеристики значительно улучшились: в базовых элементах с транзисторным выходом встроена функция позиционирования на 3 оси с частотой до 100 кГц. Кроме того, были добавлены новые команды для управления положением, что делает функцию позиционирования ещё более мощной и удобной в использовании. Микроконтроллеры Mitsubishi FX1NC, FX2N, FX3U: при сохранении всех прежних мощных функций они обеспечивают значительное сокращение размеров. Интерфейсы подключения ввода/вывода позволяют снизить затраты на подключение, а также **сэкономить время**. Серия Q PLC от Mitsubishi: крупные PLC, выпускаемые компанией Mitsubishi. Существуют такие типы CPU, как базовый CPU, CPU с высокой производительностью, CPU для управления процессами, CPU для управления движением, резервный CPU и т. д. Может удовлетворять самые разнообразные сложные требования к управлению. Благодаря быстрому развитию бизнеса Mitsubishi Electric в Китае, чтобы лучше удовлетворить потребности местных клиентов в высокопроизводительных и недорогих PLC моделей серии Q, компания Mitsubishi Electric Automation представляет экономичную версию PLC модели QUTESET – это устройство с 5 каналами и высокоплотным блоком управления на 64 точки, модель Q00JCOUSET ； Другая модель — Q00JCPU-S8SET с 8 слотами, оснащенная 2 входами с 16 контактами и 2 выходами с 16 контактами; ее характеристики полностью совместимы с характеристиками модели Q00J. Кроме того, она полностью совместима с таким программным обеспечением, как GX-Developer, поэтому обладает отличным соотношением цены и качества. Серия A PLC от Mitsubishi: использует специальные чипы управления от Mitsubishi (MSP); скорость обработки команд сопоставима со скоростью работы крупных PLC от Mitsubishi; A2ASCPU поддерживает 32 цикла PID. Число циклов в QnASCPU не ограничено и может изменяться в зависимости от объема памяти ； Емкость программы составляет от 8 К шагов до 124 К шагов; при использовании карты памяти объем памяти QnASCPU может быть увеличен до 2 Мбайт ； Существует множество специальных модулей на выбор, включая модули сети, управления позиционированием, высокоскоростного счёта, контроля температуры и другие. Основные особенности PLC Mitsubishi: ① Гибкая структура. Не зависит от условий окружающей среды; сеть может быть создана при наличии электроэнергии. Кроме того, возможно гибкое увеличение количества портов подключения, что позволяет сохранять высокую степень использования ресурсов. По уровню мобильности такие устройства могут соперничать с WLAN. ② Высокое качество передачи, высокая скорость и стабильная пропускная способность. Возможно беспроблемное просмотрение DVD-фильмов в онлайн-режиме; пропускная способность в 14 Мбит/с обеспечивает надежную работу множества приложений. Скорость передачи данных по современному стандарту для электрических линий HomePlug AV достигла 200 Мбит/с ； Для обеспечения качества обслуживания HomePlug AV использует протоколы временно-разделенного многопользовательского доступа (TDMA) и многопользовательского доступа с обнаружением коллизий на носителе (CSMA). Сочетание этих протоколов позволяет эффективно передавать потоковый контент. ③ Широкий охват. Еще одним преимуществом этой технологии является наличие всепроникающей сети электропроводов. Хотя беспроводная сеть позволяет обходить препятствия в виде стен, для высотных зданий необходимо установить N точек доступа, чтобы удовлетворить потребности, при этом также невозможно избежать наличия зон с плохим сигналом. Электрическая сеть является самой основной сетью; её масштабы несопоставимы ни с чеми другими сетями. Таким образом, операторы могут легко внедрять эту услугу доступа в сеть во все места, где есть электрические линии. Как только эта технология полностью войдет в коммерческое использование, она откроет огромные возможности для распространения Интернета. Конечному пользователю достаточно подключить роутер, чтобы получить доступ в Интернет, просматривать телеканалы, звонить или использовать видеозвонки. ④ Низкая стоимость. Полное использование существующей инфраструктуры сетей низкого напряжения; не требуется никакой прокладки кабелей, что позволяет сэкономить ресурсы. Не требуется копать траншеи и делать отверстия в стенах, что позволяет избежать повреждения зданий, коммуникаций и домашнего интерьера, а также экономит рабочую силу. По сравнению с традиционными технологиями создания сетей, PLC имеют более низкую стоимость, меньшие сроки реализации, а также обладают более высокой степенью масштабируемости и управляемости. В тех регионах страны, где уже доступен широкополосный интернет через электросети, стоимость абонентской платы обычно составляет от 50 до 80 юаней в месяц. Такая цена сопоставима с ценами на абонентский доступ ADSL во многих других регионах. ⑤ Широкое применение. PLC, как технология подключения, использующая электрические линии для создания сетей, обеспечивает решение проблемы «последнего километра» в бродбандных сетях. Она находит широкое применение в жилых комплексах, отелях, офисных зданиях, а также в системах видеонаблюдения и безопасности. Он использует электрические линии в качестве канала связи, что делает PLC чрезвычайно удобным в использовании. В любом месте комнаты, где есть розетка, можно сразу получить высокоскоростной доступ в Интернет со скоростью 4,5–45 Мбит/с без необходимости набирать номера. Это позволяет просматривать веб-страницы, звонить и смотреть онлайн-фильмы, тем самым обеспечивая объединение данных, голосовой связи, видео и электроэнергии в одну систему — «четыре сети в одном». Редактирование этого раздела: Меры предосторожности при использовании программируемых контроллеров PLC
Меры предосторожности при использовании PLC (1), Меры предосторожности при использовании PLC (2), Меры предосторожности при использовании PLC (3). Шифрование программ PLC
Производители PLC для различных целей стараются защитить свои программы от копирования третьими лицами, а также производители оборудования стремятся контролировать процесс использования оборудования и получение за него оплаты. Для этого в программах задаются определенные параметры для управления. У каждого производителя есть свой собственный способ шифрования: дешифрование в PLC Mitsubishi — самое простое, тогда как шифрование в Siemens S7-200CN — самое сложное; для его разблокировки необходимо демонтировать устройство и взломать чип. Редактировать этот абзац. Технология коммуникации по электрическим линиям PLC. Как правило, существует несколько способов подключения к Интернету: использование телефонных линий для диалуподключения, технология xDSL ； С помощью кабельного модема, работающего по кабельному телевидению, или с помощью Ethernet по паре витых проводов. Теперь у нас появился ещё один более удобный и экономичный вариант: использование электрических проводов — это и есть PLC! Полное английское название PLC — Power Line Communication, то есть коммуникация по электрической линии. Благодаря использованию электрических линий, по которым передается ток, в качестве канала связи, система PLC обладает высокой удобностью в использовании. В любом месте комнаты, где есть розетка, можно сразу получить высокоскоростной доступ в Интернет со скоростью 4,5–45 Мбит/с без необходимости набирать номера. Это позволяет просматривать веб-страницы, звонить и смотреть онлайн-фильмы, тем самым объединяя функции передачи данных, голоса, видео и электроэнергии в одну систему — «четыре сети в одном» Кроме того, бытовые приборы в доме, такие как телефон, телевизор, стереосистема, холодильник и т. д., можно соединить с помощью PLC для централизованного управления, тем самым воплотив мечту о «умном доме». В настоящее время PLC в основном используется в качестве технологии подключения для обеспечения решений для «последнего километра» широкополосной сети; он применяется в жилых комплексах, школах, отелях, офисных зданиях и других объектах. Технология широкополосной связи по линиям электропередач (Power Line Communication, сокращенно PLC) начала применяться на линиях электропередач более шестидесяти лет назад для обеспечения связи в целях управления работой электростанций и подстанций. Под PLC, о котором сейчас обычно говорят, понимается способ связи, при котором с помощью линий низкого напряжения передаются высокоскоростные данные, голосовые сообщения, изображения и другие мультимедийные сигналы. Он в основном используется для подключения к Интернету в домах по технологии «широкополосного интернета», а также для умного управления бытовой техникой, то есть речь идет о высокоскоростном PLC. II. Технические принципы PLC PLC использует диапазон частот от 1,6 МГц до 30 МГц для передачи сигналов. При передаче пользовательские данные модулируются с использованием технологий модуляции GMSK или OFDM, после чего передаются по электропроводам. На приемной стороне сначала модулированный сигнал фильтруется с помощью фильтра, а затем демодулируется, в результате чего восстанавливается исходный коммуникационный сигнал. Текущая скорость передачи данных варьируется в зависимости от конкретного устройства от 4,5 Мбит/с до 45 Мбит/с. Устройство PLC на стороне узла и модем: узел отвечает за обмен данными с внутренними модемами PLC и за подключение к внешней сети. Во время передачи данных, поступающие от пользователя, сначала модулируются модемом, после чего передаются по линиям связи пользователя к оборудованию на станции. На станции сигнал демодулируется, а затем направляется во внешнюю сеть Интернет. III. Преимущества PLC 1. Низкая стоимость реализации Поскольку можно использовать существующую сеть распределения электроэнергии в качестве линий передачи, не требуется дополнительная прокладка кабелей, что **снижает затраты на создание сети и, соответственно, снижает общую стоимость. 2. Широкий охват. Сеть электропередач имеет самый широкий охват; её масштабы несоизмеримы с масштабами любой другой сети. ПЛК могут легко проникнуть в каждый дом, создавая огромные возможности для развития Интернета. 3. PLC с высокой скоростью обеспечивает быструю передачу данных. В настоящее время скорость передачи данных варьируется в зависимости от производителя устройства и составляет от 4,5 Мбит/с до 45 Мбит/с. Значительно выше, чем dial-up и ISDN, быстрее, чем ADSL! Этого достаточно для поддержки различных приложений в существующей сети. Разрабатываются продукты PLC с ещё более высокой скоростью. 4. PLC с постоянным подключением относится к категории устройств «подключаемых сразу», не требующих сложной процедуры подключения по телефону: достаточно подключить устройство к источнику питания, и оно сразу же становится частью сети! 5. Удобство: где бы вы ни находились дома, достаточно подключиться к любой розетке в комнате, и вы сразу сможете пользоваться высокоскоростным интернетом, предоставляемым PLC! IV. Вопросы и ответы по технологии PLC Существует ли риск удара током при использовании PLC для подключения к Интернету? Не повредит ли это компьютер? Устройства PLC оснащены различными защитными мерами, обеспечивающими абсолютную безопасность их использования: 1) с помощью принципа копирования сигналов с использованием катушек высокочастотные сигналы передаются в электрические линии и одновременно отделяются от них; линии передачи данных в устройствах PLC не должны быть напрямую подключены к проводам напряжением 220 В. 2) При проектировании схемы сильные и слабые цепи проектируются отдельно, чтобы исключить возникновение высокого напряжения в линиях передачи сигналов. 3) В схеме оборудования PLC установлены устройства защиты от перенапряжения, чтобы предотвратить повреждение компьютера и пользователей из-за индукционных эффектов или короткого замыкания. Какова потребляемая мощность электрического модема («электрического кота»), и излучает ли он сильное излучение? Потребление энергии соответствует лампочке мощностью 5 Вт. Прошло проверку в **Центре радиолокационного мониторинга, уровень излучения соответствует** стандартам. Что стабильнее: USB-порт или Ethernet-порт? Такая же стабильность, у домашних пользователей более распространены USB-порты. Потребляет ли электроэнергию PLC с широкополосным интернетом? Подключение к Интернету через PLC не потребляет электроэнергии. Способ подключения PLC к сети заключается в передаче сигналов по проводам. Передача сигналов по проводам не требует затрат энергии; энергия тратится только на работу устройства модема, причем её расход соответствует расходу энергии лампочки мощностью 5 ватт. Какое оборудование нужно для подключения к Интернету с помощью PLC? Для подключения к сети с использованием PLC требуется два дополнительных устройства: локальное устройство PLC и модем PLC. При этом модем PLC (электрический «кот») подключается к розетке в доме пользователя, а его другой конец — к компьютеру пользователя ； Как можно использовать PLC? Чтобы пользователь мог подключиться к Интернету с помощью PLC, необходима поддержка оператора сети PLC. Провайдер обеспечивает выход в Интернет и создает сеть PLC в районе проживания пользователя ； После покупки или аренды модема PLC (электрического «кота») и его простой настройки пользователь может использовать PLC для подключения к Интернету. Пожалуйста, ознакомьтесь с процедурой подключения PLC. Какова скорость интернет-соединения через PLC? Средняя скорость не ниже 512 кб/с. В часы пик нагрузки скорость интернета незначительно снижается. Для поддержания стабильного интернет-соединения рекомендуется подключать адаптер беспроводного интернета непосредственно к розетке на стене. Если использование розетки-адаптера неизбежно, лучше воспользоваться отдельной розеткой, а не делить её с другими электроприборами. Если оба вышеупомянутых способа не сработают, попробуйте подключить электрокота к розетке кондиционера. Поддерживает ли PLC с высокоскоростным интернетом создание домашней локальной сети? Поддержка. Однако в настоящее время наша компания не предоставляет эту услугу и техническую поддержку, а также не рекомендует использовать этот метод. В настоящее время наша компания может обеспечить доступ в Интернет только для компьютеров, подключенных напрямую к электрическому модему. Можно ли просматривать зарубежные сайты, каковы ограничения? Можно, никаких ограничений нет, но если пользователь заходит на незаконные сайты, его IP-адрес блокируется при первом обнаружении. Какова структура сети PLC в жилом комплексе, предоставляется ли публичный IP-адрес? Сеть PLC в жилом комплексе имеет структуру локальной сети. Если IP-адрес пользователя получен через DHCP, то это публичный IP-адрес; если же он установлен вручную, то это приватный IP-адрес. Редактировать этот абзац. Сокращение от Public Limited Company. Согласно британскому законодательству о компаниях, существует два основных вида юридических форм компаний: акционерные и некоммерческие. Акционерные компании делятся на публичные акционерные компании (Public Limited Company), то есть компании, чьи акции торгуются на бирже, и частные акционерные компании (Private Limited Company) – компании, чьи акции не торгуются на бирже. Для создания публичной акционерной компании в её названии обязательно должны быть указаны слова «Public Limited Company» или их сокращение PLC. Сравнение PLC и регистраторов: с точки зрения функционала PLC значительно превосходит регистраторы. Однако для простого управления и записи данных регистраторы кажутся более простыми и экономичными в использовании. К тому же для работы PLC необходимо программирование, а также компьютер или сенсорный экран и т. д. Но у рекордера как готового изделия стабильность довольно высока. Развитие PLC: новые тенденции. PLC — это электронное устройство для выполнения цифровых вычислений, специально разработанное для использования в промышленных условиях. Он использует программируемую память для хранения внутри себя инструкций, выполняющих логические, последовательные операции, задачи тайминга, счета и арифметические вычисления, а также позволяет управлять различными типами механизмов или производственных процессов через цифровые или аналоговые входы и выходы. ПЛК находят широкое применение в таких отраслях, как сталелитейная промышленность, нефтегазовая промышленность, химическая промышленность, энергетика, строительные материалы, машиностроение, автомобилестроение, текстильная и швейная промышленность, транспорт, охрана окружающей среды, а также культура и развлечения. Они обладают высокой надежностью, способностью к сопротивлению помехам, мощными функциями, гибкостью, простотой в освоении и использовании, малыми размерами, небольшим весом и низкой стоимостью. Развитие технологии PLC демонстрирует новые тенденции: 1: Размеры устройств развиваются в двух направлениях — к увеличению и уменьшению. При увеличении размеров количество точек ввода/вывода достигает 14336, используется 32-битный микропроцессор, возможна параллельная работа нескольких процессоров, имеется большая емкость памяти, а скорость сканирования повышается. Миниатюрный: переход от целостной структуры к небольшим модульным структурам повышает гибкость настройки и снижает затраты. 2: PLC все шире используются в замкнутых системах управления процессами.
3: Постоянно совершенствуется функционал связи.
4: Постоянно появляются новые устройства и модули. Кроме процессоров, используемых для повышения скорости обработки данных, в высококлассных PLC также применяются специализированные модули: интеллектуальные модули ввода-вывода с EPROM или RAM, модули высокоскоростного счета, модули дистанционного ввода-вывода и т. д. 5: Существует множество разнообразных инструментов для программирования; их функции постоянно совершенствуются, а языки программирования становятся более стандартизированными. Имеются как простые, так и сложные средства программирования; используются такие форматы описания кода, как диаграммы лестницы, функциональные диаграммы, таблицы операторов. Также существуют современные системы команд для PLC.
6: Развивается технология обработки ошибок: используются методы резервного копирования или параллельной работы, а также принцип большинства голосов при принятии решений. 7: Стремление к стандартизации аппаратного и программного обеспечения. История развития PLC Происхождение: в 1968 году американская компания General Motors выдвинула требование о замене реле-устройств управления. В 1969 году американская компания Digital Equipment Corporation создала первый программируемый контроллер PDP-14. Он был успешно протестирован на производственных линиях компании General Motors. Это стало первым случаем использования программного управления в электрических системах. Это был первый поколение программируемых контроллеров; их называли Programmable. Это считается первым в мире PLC. В 1969 году в США был создан первый в мире ПДП-14. В 1971 году в Японии был разработан первый DCS-8. В 1973 году в Германии появился первый ПЛК. В 1974 году в Китае также был создан первый ПЛК. Развитие: в начале 1970-х годов появились микропроцессоры. Вскоре его было внедрено в программируемые контроллеры, что позволило им получить такие функции, как вычисления, передача и обработка данных, тем самым превратив их в настоящие устройства промышленного управления с компьютерными характеристиками. В то время ПЛК были плодом сочетания технологий микрокомпьютеров и традиционных принципов управления с помощью реле. После появления персональных компьютеров, для удобства и отражения функциональных особенностей программируемых контроллеров, их стали называть Programmable Logic Controller (PLC). В середине и в конце 1970-х годов программируемые контроллеры вошли в фазу практического применения. Компьютерные технологии были полностью интегрированы в эти устройства, что привело к значительному улучшению их функциональности. Более высокая скорость обработки данных, крайне маленькие габариты, надежная защита от внешних помех, возможность обработки аналоговых сигналов, функция PID и высокое соотношение цены и качества — все это способствует его использованию в современной промышленности. В начале 1980-х годов программируемые контроллеры уже находили широкое применение в современной промышленности. В мире все больше производителей программируемых контроллеров, а объем их производства постоянно растет. Это означает, что программируемые контроллеры вступили в стадию зрелости. С 80-х до середины 90-х годов XX века был периодом наиболее быстрого развития PLC; годовой темп роста составлял 30–40%. В этот период способности PLC к обработке аналоговых сигналов, выполнению цифровых вычислений, формированию интерфейса с оператором и работе в сетях значительно улучшились. PLC постепенно начали использоваться в области управления процессами, заменив в некоторых случаях системы DCS, которые до тех пор доминировали в этой сфере. В конце XX века развитие программируемых контроллеров характеризовалось тем, что они становились все более подходящими для потребностей современной промышленности. В этот период были разработаны мейнфреймы и мини-компьютеры, появились различные специализированные блоки, а также производились разнообразные устройства для взаимодействия человека с компьютером и устройства связи, что облегчило использование промышленного оборудования с программируемыми контроллерами. Редактировать этот абзац: PLC: технология планарных оптических волноводов (связь). PLC — это сокращение от английского Planar Lightwave Circuit; на русский язык это переводится как «технология планарных оптических волноводов». Так называемый плоский оптоволоконный кабель означает, что оптоволоконный кабель расположен в одной плоскости. Как известно из случая однослойных печатных плат, все схемы располагаются в одной плоскости основного кристалла. Следовательно, PLC — это технология, которая не относится к каким-либо конкретным продуктам и уж тем более не является коммутатором! Наиболее распространенные разветвители PLC изготавливаются из диоксида кремния (SiO2). На самом деле технология PLC использует очень широкий спектр материалов: стекло/диоксид кремния (кварц/силика/SiO2), литиевый ниобат (LiNbO3), полупроводниковые соединения группы III-V (например, InP, GaAs и т. д.), кремний на изоляторе (Silicon-on-Insulator, SOI/SIMOX), оксид кремния с азотом (SiON), полимеры и т. д. Устройства, основанные на технологии плоских оптических волноводов, включают: разделяющие устройства (Splitter), звездообразные соединители (Star coupler), регулируемые оптические аттенюаторы (Variable Optical Attenuator, VOA), оптические переключатели (Optical switch), устройства для интерлейсинга сигналов (Interleaver) и решетки из оптических волноводов (Array Waveguide Grating, AWG) и т. д. В зависимости от требований конкретных сфер применения (таких как время реакции, температура окружающей среды и т. д.), для изготовления этих устройств могут использоваться различные материалы и технологии обработки. Следует отметить, что все эти устройства являются оптическими пассивными устройствами и функционируют независимо друг от друга. Они могут сочетаться друг с другом или с другими активными устройствами, образуя высокотехнологичные устройства с различными функциями. Полное английское название PLC — Programmable Logic Controller; полное китайское название — программируемый логический контроллер. Определение: это электронная система для выполнения цифровых вычислений, специально разработанная для применения в промышленной среде. Он использует вид программируемой памяти для хранения внутренних программ, выполняет логические операции, управление последовательностью действий, тайминг, счет и арифметические операции с командами, предназначенными для пользователя, а также управляет различными типами механических устройств или производственных процессов с помощью цифровых или аналоговых входов/выходов. Основные типы PLC 1) Крупные и средние PLC ◆ В 2006 году общий объем продаж крупных и средних PLC в Китае составил соответственно 168 миллионов долларов и 154 миллиона долларов, что на 13,3% и 1,6% больше, чем в 2005 году. Ожидается, что к 2009 году эти показатели достигнут примерно 250 миллионов долларов и 175 миллионов долларов соответственно. ◆Крупные и средние ПЛК в основном используются в таких отраслях, как металлургия, автомобилестроение, энергетика и инфраструктура. Наиболее широкое применение они находят в металлургической промышленности, где составляют более 30% от общего объема рынка. ◆В период пятнадцатой пятилетки общий темп роста числа крупных и средних PLC превышал темп роста числа небольших PLC. Как в случае с закупками со стороны пользователей, так и с данными о продажах со стороны поставщиков, крупные и средние PLC демонстрировали более высокие темпы роста. Факторы, стимулирующие рынок крупных и средних PLC
◆ В последние годы увеличивается инвестиционная деятельность в строительство инфраструктуры и городских объектов. Это приводит к повышению спроса на крупные PLC. ◆ Автомобильная промышленность в Китае развивается быстрыми темпами, и она требует большого количества средних PLC-устройств. Следовательно, развитие этой отрасли способствует росту рынка средних PLC.
Факторы, сдерживающие рынок крупных и средних PLC
◆ Металлургическая промышленность является основной сферой применения крупных PLC. Однако это отрасль, на которую распространяются строгие ограничения со стороны государства. Банки не могут предоставлять кредиты на проекты, не включенные в планы. Также существуют ограничения на развитие небольших и средних металлургических предприятий. Все это сдерживает развитие рынка крупных PLC. 2) Небольшие PLC ◆ В 2006 году рынок небольших PLC в Китае вырос по сравнению с предыдущим годом примерно на 11,3%, а его размер составил 219 миллионов долларов. Ожидается, что к 2009 году размер этого рынка превысит 280 миллионов долларов. ◆Малогабаритные ПЛК в основном используются в таких отраслях, как текстильная промышленность, переработка пищевых продуктов и автомобилестроение. Среди них текстильная промышленность является основной сферой применения малогабаритных ПЛК; в 2006 году доля этой отрасли на рынке составляла примерно 29,7%. ◆Поскольку некоторые крупные производители текстиля уже завершили процесс автоматизации своих производств, ожидается, что в будущем спрос на небольшие ПЛК в этой отрасли будет снижаться. В результате этого темпы роста рынка небольших ПЛК в период с 2007 по 2009 год, как предполагается, будут составлять примерно 9,0–10%. Факторы, стимулирующие рынок небольших PLC ◆ По мере повышения уровня автоматизации сфера применения небольших PLC постепенно будет расширяться и включать другие отрасли, помимо промышленного контроля, такие как рестораны быстрого питания, операционные больниц, вращающиеся двери и транспортные средства. Более того, они могут начать использоваться в жилых домах, развлекательных заведениях и коммерческих учреждениях. Ожидается, что это в будущем создаст новые возможности для рынка небольших PLC. ◆ Китай постепенно превращается в мировой центр производства машинного оборудования, что способствует быстрому развитию отечественных производителей OEM. Чтобы избежать жесткой конкуренции и добиться более высокой прибыли, некоторые производители OEM начинают использовать небольшие ПЛК вместо реле или схем управления на основе микроконтроллеров. Факторы, сдерживающие развитие рынка небольших ПЛК ◆ Текстильная промышленность является основной отраслью, в которой используются небольшие ПЛК. Поскольку некоторые крупные производители текстиля уже завершили процесс автоматизации, ожидается, что в будущем спрос на небольшие ПЛК в этой отрасли будет снижаться. ◆Обеспечение высокой надежности PLC в сложных промышленных условиях по-прежнему остается технической проблемой для многих производителей, входящих на рынок небольших PLC. Применение PLC в промышленности 1) Текстильное оборудование Использование PLC в текстильном оборудовании стало распространенным: они применяются в устройствах для очистки волокон, прядения, финишной обработки волокон, производства грубой пряжи, намотки пряжи на катушки, смешивания пряжи, скручивания нитей, настройки нитей, обработки пряжи и в ткацких станках без челнока. Текстильная промышленность является основной отраслью, в которой используются небольшие ПЛК. Количество входов/выходов у ПЛК, применяемых в оборудовании, составляет от 8 до 1024 единиц; примерно 85% из них имеют от 8 до 112 входов/выходов. Поскольку некоторые крупные производители текстильной продукции уже завершили процесс автоматизации, ожидается, что в ближайшие годы темпы роста спроса на PLC в этой отрасли замедлятся. 2) Оборудование для печати В этой отрасли PLC используется прежде всего для точного управления процессом сцепления и разъединения различных узлов, а также для контроля работы двигателей водяных роликов. Китайские печатные машины в основном относятся к среднему и низкому классу; уровень автоматизации таких машин значительно ниже, чем в Европе и США. За рубежом на печатных машинах PLC уже является стандартным оборудованием, тогда как в стране более трети печатных машин управляются с помощью реле; в отрасли существует значительная потребность в обновлении оборудования. 3) Оборудование для упаковки В настоящее время в отечественной промышленности оборудования для упаковки доминируют системы управления на основе PLC. Количество производителей, способных к проектированию и производству высокоавтоматизированного и крупногабаритного оборудования для упаковки, остается невеликим. PLC обычно находится на низком уровне оборудования и обеспечивает надежный, реального времени контроль за ним. Все больше производителей упаковочного оборудования рассматривают возможность внедрения в свою технику современных автоматизированных решений с целью повышения технологического уровня продукции и улучшения ее конкурентоспособности на рынке. 4) Металлургическая промышленность В Китае насчитывается более 6 000 металлургических предприятий. Объем использования ПЛК в этой отрасли превышает 500 миллионов юаней; в основном используются крупные ПЛК. В настоящее время PLC являются доминирующим продуктом на рынке основных контроллеров в металлургической промышленности, и ожидается, что это положение не изменится в ближайшем будущем. Под влиянием **государственного регулирования темпы роста металлургической отрасли в ближайшие годы снизятся, что также скажется на спросе на PLC в этой отрасли.
b. Центральный процессор (CPU)
Центральный процессор (CPU) является управляющим элементом PLC. Он принимает и хранит пользовательские программы и данные, введенные с помощью программатора, в соответствии с функциями, заданными программой системы PLC ； Проверяет состояние источника питания, памяти, входа/выхода и таймеров сигнализации, а также способен диагностировать синтаксические ошибки в пользовательской программе. Когда PLC включается в работу, сначала он сканирует состояние и данные всех входных устройств на площадке, сохраняя их в области отображения I/O. Затем он поочередно считывает команды из памяти пользовательской программы; после их интерпретации результаты логических или арифметических операций сохраняются в области отображения I/O или в регистрах данных. После завершения выполнения всех пользовательских программ данные из области отображения ввода-вывода или из регистров вывода передаются в соответствующие устройства вывода. Этот процесс продолжается по циклу до полного прекращения работы. Для дальнейшего повышения надежности ПЛК в последние годы для крупных моделей ПЛК применяются резервные системы с двумя процессорами, а также системы с трьмя процессорами на основе механизма голосования. Таким образом, даже если один из процессоров выйдет из строя, вся система сможет продолжать работать нормально. в) Память. Память, в которой хранится системное программное обеспечение, называется памятью системных программ. Память, в которой хранятся прикладные программы, называется памятью пользовательских программ. д) Схемы входно-выходных интерфейсов 1. Схема входного интерфейса на месте выполнения задач состоит из оптоэлектрических схем и схем входных интерфейсов микрокомпьютера; она служит каналом ввода для соединения PLC с устройствами управления на месте. 2. Схема интерфейса вывода на месте состоит из регистра данных вывода, схемы выбора и схемы запроса прерывания; её функция заключается в том, чтобы ПЛК через эту схему передавал соответствующие управляющие сигналы исполнительным элементам, расположенным на месте. е. Функциональные модули – такие как модули для счета, определения координат и т. д.
f. Модули связи – такие как модули связи Ethernet, RS485, Profibus-DP и т. п.
3. Принцип работы PLC
I. Технология сканирования
После запуска PLC его работа обычно делится на три этапа: сбор данных с входов, выполнение пользовательской программы и обновление данных на выходах. Завершение вышеуказанных трех этапов называется одним циклом сканирования. В течение всего времени работы процессор PLC с определенной скоростью сканирования постоянно выполняет вышеуказанные три этапа. 1) Этап считывания входных данных. На этом этапе PLC последовательно считывает все значения состояний и данных входов с помощью процедуры сканирования, после чего сохраняет их в соответствующих ячейках области I/O-маппинга. После завершения ввода проб приходит этап выполнения пользовательской программы и обновления вывода. На этих двух этапах, даже если изменяются состояние входных данных и сами данные, состояние и данные соответствующих ячеек в области отображения I/O не меняются. Следовательно, если входной сигнал является импульсным, то его ширина должна быть больше одного периода сканирования, чтобы гарантировать, что этот сигнал всегда сможет быть прочитан. (II) Этап выполнения пользовательской программы На этом этапе PLC всегда сканирует пользовательскую программу (диаграмму лестницы) по порядку, сверху вниз. При сканировании каждой диаграммы в форме лестницы сначала сканируются контрольные цепи, состоящие из контактов, расположенные с левой стороны диаграммы. Затем выполняются логические операции над этими контрольными цепями в порядке: сначала слева направо, затем сверху вниз. После этого, на основе результатов логических операций, обновляется состояние соответствующих битов в памяти системы RAM ； Или обновить состояние соответствующего бита в области отображения I/O для этой выходной катушки ； Или определить, следует ли выполнять специальные функциональные инструкции, предусмотренные в этой диаграмме лестницы. Иными словами, в процессе выполнения программы пользователя только состояние и данные входных точек, находящихся в области I/O-маппинга, не меняются. В то же время состояние и данные других выходных точек и программных устройств, находящихся в области I/O-маппинга или в памяти системы RAM, могут изменяться. Кроме того, результаты выполнения программы, описанной в верхней части диаграммы, влияют на все диаграммы, расположенные ниже, в которых используются эти контакты или данные ； Напротив, в диаграмме в форме трапеции, расположенной ниже, состояние или данные логических контактов, которые были обновлены, смогут повлиять на программу, расположенную выше, только в следующем цикле сканирования. В процессе выполнения программы, если используются инструкции немедленного ввода-вывода, можно напрямую обращаться к точкам ввода-вывода. Даже при использовании инструкций ввода-вывода значение регистра изображения в процессе ввода не обновляется; программа берет значения непосредственно из модуля ввода-вывода. Зато значение регистра изображения в процессе вывода обновляется сразу же, что отличает этот случай от мгновенного ввода. (III) Этап обновления выходных сигналов После завершения сканирования пользовательской программы PLC переходит в этап обновления выходных сигналов. В течение этого времени процессор обновляет все выходные логические схемы в соответствии с состоянием и данными, хранящимися в зоне отображения I/O, после чего через выходные схемы управляются соответствующие периферийные устройства. Только тогда происходит настоящий выход сигнала от PLC. 4. Способ внутренней работы PLC Хотя в программировании на языке логических диаграмм, используемом в PLC, часто фигурируют такие элементы, как реле, таймеры и счетчики, на самом деле внутри PLC нет этих физических компонентов. Логическое управление осуществляется с помощью памяти и программного кода; для физического управления внешними механизмами используются выходные элементы. Таким образом можно **сократить объем аппаратного обеспечения, необходимого для контроллера. На самом деле PLC выполняет программы, написанные в формате лестничной диаграммы, путем пошагового считывания кода этой диаграммы в CPU с помощью сканирования, после чего осуществляется управление процессами. Весь процесс сканирования включает три основных этапа: «Проверка состояния входов», «Выполнение программы» и «Обновление состояния выходов». Они описаны ниже:
Этап первый: «Проверка состояния входов». Сначала PLC проверяет состояние переключателей или датчиков, подключенных к входным контактам (значения 1 или 0 обозначают состояние «включено» или «выключено»). Затем это состояние сохраняется в памяти в соответствующей ячейке Xn. Шаг два «Выполнение программы»: программа в виде диаграммы шагов обрабатывается построчно в CPU. Если в процессе выполнения программы требуется получить информацию о состоянии контактов, CPU берет эту информацию непосредственно из памяти. Результаты вычислений для выходной катушки сохраняются в соответствующих местах памяти; они пока не передаются на выход Yn. Шаг три «Обновление состояния выхода»: обновить состояние выхода, полученное на шаге два, в контактах выхода PLC, после чего вернуться к шагу один. Эти три шага называются циклом сканирования PLC, а время, необходимое для его выполнения, — временем реакции PLC. Если время прихода сигнала на вход PLC меньше этого времени реакции, существует вероятность неправильной обработки сигнала. После каждой экспекуции программы и перед её следующей экспекуцией состояние выходных и входных данных обновляется один раз; поэтому такой способ работы называется «перезапуском выходных/входных устройств после окончания программы». Архитектура внутренней работы PLC 5. Основные бренды PLC в настоящее время: американские компании AB, ABB, Panasonic, Siemens, Mitsubishi, Omron, Delta, Fuji, Schneider, Xinjie и др. Раздел, посвященный PLC Mitsubishi. Английское название PLC Mitsubishi — Mitsubish Power Line Communication. Это основной продукт, производимый компанией Mitsubishi Electric в Даляне. На китайском рынке наиболее распространенными моделями PLC от Mitsubishi являются следующие: FR-FX1N, FR-FX1S, FR-FX2N, FR-FX3U, FR-FX2NC, FR-A, FR-Q. Серия FX1S: PLC от Mitsubishi представляет собой интегрированный миниатюрный одноэлементный контроллер. Кроме того, обладает полной производительностью и функциями связи, а также возможностями для расширения. Если учитывать пространство для установки и стоимость, это является идеальным вариантом. Серия FX1N: это мощные и популярные ПЛК, выпущенные компанией Mitsubishi Electric. Обладает возможностями расширения ввода/вывода, аналогового управления, а также функциями связи и подключения. Это устройство, широко используемое в стандартных системах последовательного управления Mitsubishi PLC. Серия FX2N: это самая современная серия среди PLC Mitsubishi из семейства FX. Он обладает такими особенностями, как высокая скорость обработки данных и возможность расширения за счёт большого количества специальных модулей, предназначенных для удовлетворения конкретных потребностей, что обеспечивает максимальную гибкость и возможности контроля в применении в системах автоматизации производства. FX3U — это новый третьего поколения PLC от компании Mitsubishi Electric, который можно считать лучшим вариантом среди устройств небольшого размера. Основные характеристики значительно улучшились: в базовых элементах с транзисторным выходом встроена функция позиционирования на 3 оси с частотой до 100 кГц. Кроме того, были добавлены новые команды для управления положением, что делает функцию позиционирования ещё более мощной и удобной в использовании. Микроконтроллеры Mitsubishi FX1NC, FX2N, FX3U: при сохранении всех прежних мощных функций они обеспечивают значительное сокращение размеров. Интерфейсы подключения ввода/вывода позволяют снизить затраты на подключение, а также **сэкономить время**. Серия Q PLC от Mitsubishi: крупные PLC, выпускаемые компанией Mitsubishi. Существуют такие типы CPU, как базовый CPU, CPU с высокой производительностью, CPU для управления процессами, CPU для управления движением, резервный CPU и т. д. Может удовлетворять самые разнообразные сложные требования к управлению. Благодаря быстрому развитию бизнеса Mitsubishi Electric в Китае, чтобы лучше удовлетворить потребности местных клиентов в высокопроизводительных и недорогих PLC моделей серии Q, компания Mitsubishi Electric Automation представляет экономичную версию PLC модели QUTESET – это устройство с 5 каналами и высокоплотным блоком управления на 64 точки, модель Q00JCOUSET ； Другая модель — Q00JCPU-S8SET с 8 слотами, оснащенная 2 входами с 16 контактами и 2 выходами с 16 контактами; ее характеристики полностью совместимы с характеристиками модели Q00J. Кроме того, она полностью совместима с таким программным обеспечением, как GX-Developer, поэтому обладает отличным соотношением цены и качества. Серия A PLC от Mitsubishi: использует специальные чипы управления от Mitsubishi (MSP); скорость обработки команд сопоставима со скоростью работы крупных PLC от Mitsubishi; A2ASCPU поддерживает 32 цикла PID. Число циклов в QnASCPU не ограничено и может изменяться в зависимости от объема памяти ； Емкость программы составляет от 8 К шагов до 124 К шагов; при использовании карты памяти объем памяти QnASCPU может быть увеличен до 2 Мбайт ； Существует множество специальных модулей на выбор, включая модули сети, управления позиционированием, высокоскоростного счёта, контроля температуры и другие. Основные особенности PLC Mitsubishi: ① Гибкая структура. Не зависит от условий окружающей среды; сеть может быть создана при наличии электроэнергии. Кроме того, возможно гибкое увеличение количества портов подключения, что позволяет сохранять высокую степень использования ресурсов. По уровню мобильности такие устройства могут соперничать с WLAN. ② Высокое качество передачи, высокая скорость и стабильная пропускная способность. Возможно беспроблемное просмотрение DVD-фильмов в онлайн-режиме; пропускная способность в 14 Мбит/с обеспечивает надежную работу множества приложений. Скорость передачи данных по современному стандарту для электрических линий HomePlug AV достигла 200 Мбит/с ； Для обеспечения качества обслуживания HomePlug AV использует протоколы временно-разделенного многопользовательского доступа (TDMA) и многопользовательского доступа с обнаружением коллизий на носителе (CSMA). Сочетание этих протоколов позволяет эффективно передавать потоковый контент. ③ Широкий охват. Еще одним преимуществом этой технологии является наличие всепроникающей сети электропроводов. Хотя беспроводная сеть позволяет обходить препятствия в виде стен, для высотных зданий необходимо установить N точек доступа, чтобы удовлетворить потребности, при этом также невозможно избежать наличия зон с плохим сигналом. Электрическая сеть является самой основной сетью; её масштабы несопоставимы ни с чеми другими сетями. Таким образом, операторы могут легко внедрять эту услугу доступа в сеть во все места, где есть электрические линии. Как только эта технология полностью войдет в коммерческое использование, она откроет огромные возможности для распространения Интернета. Конечному пользователю достаточно подключить роутер, чтобы получить доступ в Интернет, просматривать телеканалы, звонить или использовать видеозвонки. ④ Низкая стоимость. Полное использование существующей инфраструктуры сетей низкого напряжения; не требуется никакой прокладки кабелей, что позволяет сэкономить ресурсы. Не требуется копать траншеи и делать отверстия в стенах, что позволяет избежать повреждения зданий, коммуникаций и домашнего интерьера, а также экономит рабочую силу. По сравнению с традиционными технологиями создания сетей, PLC имеют более низкую стоимость, меньшие сроки реализации, а также обладают более высокой степенью масштабируемости и управляемости. В тех регионах страны, где уже доступен широкополосный интернет через электросети, стоимость абонентской платы обычно составляет от 50 до 80 юаней в месяц. Такая цена сопоставима с ценами на абонентский доступ ADSL во многих других регионах. ⑤ Широкое применение. PLC, как технология подключения, использующая электрические линии для создания сетей, обеспечивает решение проблемы «последнего километра» в бродбандных сетях. Она находит широкое применение в жилых комплексах, отелях, офисных зданиях, а также в системах видеонаблюдения и безопасности. Он использует электрические линии в качестве канала связи, что делает PLC чрезвычайно удобным в использовании. В любом месте комнаты, где есть розетка, можно сразу получить высокоскоростной доступ в Интернет со скоростью 4,5–45 Мбит/с без необходимости набирать номера. Это позволяет просматривать веб-страницы, звонить и смотреть онлайн-фильмы, тем самым обеспечивая объединение данных, голосовой связи, видео и электроэнергии в одну систему — «четыре сети в одном». Редактирование этого раздела: Меры предосторожности при использовании программируемых контроллеров PLC
Меры предосторожности при использовании PLC (1), Меры предосторожности при использовании PLC (2), Меры предосторожности при использовании PLC (3). Шифрование программ PLC
Производители PLC для различных целей стараются защитить свои программы от копирования третьими лицами, а также производители оборудования стремятся контролировать процесс использования оборудования и получение за него оплаты. Для этого в программах задаются определенные параметры для управления. У каждого производителя есть свой собственный способ шифрования: дешифрование в PLC Mitsubishi — самое простое, тогда как шифрование в Siemens S7-200CN — самое сложное; для его разблокировки необходимо демонтировать устройство и взломать чип. Редактировать этот абзац. Технология коммуникации по электрическим линиям PLC. Как правило, существует несколько способов подключения к Интернету: использование телефонных линий для диалуподключения, технология xDSL ； С помощью кабельного модема, работающего по кабельному телевидению, или с помощью Ethernet по паре витых проводов. Теперь у нас появился ещё один более удобный и экономичный вариант: использование электрических проводов — это и есть PLC! Полное английское название PLC — Power Line Communication, то есть коммуникация по электрической линии. Благодаря использованию электрических линий, по которым передается ток, в качестве канала связи, система PLC обладает высокой удобностью в использовании. В любом месте комнаты, где есть розетка, можно сразу получить высокоскоростной доступ в Интернет со скоростью 4,5–45 Мбит/с без необходимости набирать номера. Это позволяет просматривать веб-страницы, звонить и смотреть онлайн-фильмы, тем самым объединяя функции передачи данных, голоса, видео и электроэнергии в одну систему — «четыре сети в одном» Кроме того, бытовые приборы в доме, такие как телефон, телевизор, стереосистема, холодильник и т. д., можно соединить с помощью PLC для централизованного управления, тем самым воплотив мечту о «умном доме». В настоящее время PLC в основном используется в качестве технологии подключения для обеспечения решений для «последнего километра» широкополосной сети; он применяется в жилых комплексах, школах, отелях, офисных зданиях и других объектах. Технология широкополосной связи по линиям электропередач (Power Line Communication, сокращенно PLC) начала применяться на линиях электропередач более шестидесяти лет назад для обеспечения связи в целях управления работой электростанций и подстанций. Под PLC, о котором сейчас обычно говорят, понимается способ связи, при котором с помощью линий низкого напряжения передаются высокоскоростные данные, голосовые сообщения, изображения и другие мультимедийные сигналы. Он в основном используется для подключения к Интернету в домах по технологии «широкополосного интернета», а также для умного управления бытовой техникой, то есть речь идет о высокоскоростном PLC. II. Технические принципы PLC PLC использует диапазон частот от 1,6 МГц до 30 МГц для передачи сигналов. При передаче пользовательские данные модулируются с использованием технологий модуляции GMSK или OFDM, после чего передаются по электропроводам. На приемной стороне сначала модулированный сигнал фильтруется с помощью фильтра, а затем демодулируется, в результате чего восстанавливается исходный коммуникационный сигнал. Текущая скорость передачи данных варьируется в зависимости от конкретного устройства от 4,5 Мбит/с до 45 Мбит/с. Устройство PLC на стороне узла и модем: узел отвечает за обмен данными с внутренними модемами PLC и за подключение к внешней сети. Во время передачи данных, поступающие от пользователя, сначала модулируются модемом, после чего передаются по линиям связи пользователя к оборудованию на станции. На станции сигнал демодулируется, а затем направляется во внешнюю сеть Интернет. III. Преимущества PLC 1. Низкая стоимость реализации Поскольку можно использовать существующую сеть распределения электроэнергии в качестве линий передачи, не требуется дополнительная прокладка кабелей, что **снижает затраты на создание сети и, соответственно, снижает общую стоимость. 2. Широкий охват. Сеть электропередач имеет самый широкий охват; её масштабы несоизмеримы с масштабами любой другой сети. ПЛК могут легко проникнуть в каждый дом, создавая огромные возможности для развития Интернета. 3. PLC с высокой скоростью обеспечивает быструю передачу данных. В настоящее время скорость передачи данных варьируется в зависимости от производителя устройства и составляет от 4,5 Мбит/с до 45 Мбит/с. Значительно выше, чем dial-up и ISDN, быстрее, чем ADSL! Этого достаточно для поддержки различных приложений в существующей сети. Разрабатываются продукты PLC с ещё более высокой скоростью. 4. PLC с постоянным подключением относится к категории устройств «подключаемых сразу», не требующих сложной процедуры подключения по телефону: достаточно подключить устройство к источнику питания, и оно сразу же становится частью сети! 5. Удобство: где бы вы ни находились дома, достаточно подключиться к любой розетке в комнате, и вы сразу сможете пользоваться высокоскоростным интернетом, предоставляемым PLC! IV. Вопросы и ответы по технологии PLC Существует ли риск удара током при использовании PLC для подключения к Интернету? Не повредит ли это компьютер? Устройства PLC оснащены различными защитными мерами, обеспечивающими абсолютную безопасность их использования: 1) с помощью принципа копирования сигналов с использованием катушек высокочастотные сигналы передаются в электрические линии и одновременно отделяются от них; линии передачи данных в устройствах PLC не должны быть напрямую подключены к проводам напряжением 220 В. 2) При проектировании схемы сильные и слабые цепи проектируются отдельно, чтобы исключить возникновение высокого напряжения в линиях передачи сигналов. 3) В схеме оборудования PLC установлены устройства защиты от перенапряжения, чтобы предотвратить повреждение компьютера и пользователей из-за индукционных эффектов или короткого замыкания. Какова потребляемая мощность электрического модема («электрического кота»), и излучает ли он сильное излучение? Потребление энергии соответствует лампочке мощностью 5 Вт. Прошло проверку в **Центре радиолокационного мониторинга, уровень излучения соответствует** стандартам. Что стабильнее: USB-порт или Ethernet-порт? Такая же стабильность, у домашних пользователей более распространены USB-порты. Потребляет ли электроэнергию PLC с широкополосным интернетом? Подключение к Интернету через PLC не потребляет электроэнергии. Способ подключения PLC к сети заключается в передаче сигналов по проводам. Передача сигналов по проводам не требует затрат энергии; энергия тратится только на работу устройства модема, причем её расход соответствует расходу энергии лампочки мощностью 5 ватт. Какое оборудование нужно для подключения к Интернету с помощью PLC? Для подключения к сети с использованием PLC требуется два дополнительных устройства: локальное устройство PLC и модем PLC. При этом модем PLC (электрический «кот») подключается к розетке в доме пользователя, а его другой конец — к компьютеру пользователя ； Как можно использовать PLC? Чтобы пользователь мог подключиться к Интернету с помощью PLC, необходима поддержка оператора сети PLC. Провайдер обеспечивает выход в Интернет и создает сеть PLC в районе проживания пользователя ； После покупки или аренды модема PLC (электрического «кота») и его простой настройки пользователь может использовать PLC для подключения к Интернету. Пожалуйста, ознакомьтесь с процедурой подключения PLC. Какова скорость интернет-соединения через PLC? Средняя скорость не ниже 512 кб/с. В часы пик нагрузки скорость интернета незначительно снижается. Для поддержания стабильного интернет-соединения рекомендуется подключать адаптер беспроводного интернета непосредственно к розетке на стене. Если использование розетки-адаптера неизбежно, лучше воспользоваться отдельной розеткой, а не делить её с другими электроприборами. Если оба вышеупомянутых способа не сработают, попробуйте подключить электрокота к розетке кондиционера. Поддерживает ли PLC с высокоскоростным интернетом создание домашней локальной сети? Поддержка. Однако в настоящее время наша компания не предоставляет эту услугу и техническую поддержку, а также не рекомендует использовать этот метод. В настоящее время наша компания может обеспечить доступ в Интернет только для компьютеров, подключенных напрямую к электрическому модему. Можно ли просматривать зарубежные сайты, каковы ограничения? Можно, никаких ограничений нет, но если пользователь заходит на незаконные сайты, его IP-адрес блокируется при первом обнаружении. Какова структура сети PLC в жилом комплексе, предоставляется ли публичный IP-адрес? Сеть PLC в жилом комплексе имеет структуру локальной сети. Если IP-адрес пользователя получен через DHCP, то это публичный IP-адрес; если же он установлен вручную, то это приватный IP-адрес. Редактировать этот абзац. Сокращение от Public Limited Company. Согласно британскому законодательству о компаниях, существует два основных вида юридических форм компаний: акционерные и некоммерческие. Акционерные компании делятся на публичные акционерные компании (Public Limited Company), то есть компании, чьи акции торгуются на бирже, и частные акционерные компании (Private Limited Company) – компании, чьи акции не торгуются на бирже. Для создания публичной акционерной компании в её названии обязательно должны быть указаны слова «Public Limited Company» или их сокращение PLC. Сравнение PLC и регистраторов: с точки зрения функционала PLC значительно превосходит регистраторы. Однако для простого управления и записи данных регистраторы кажутся более простыми и экономичными в использовании. К тому же для работы PLC необходимо программирование, а также компьютер или сенсорный экран и т. д. Но у рекордера как готового изделия стабильность довольно высока. Развитие PLC: новые тенденции. PLC — это электронное устройство для выполнения цифровых вычислений, специально разработанное для использования в промышленных условиях. Он использует программируемую память для хранения внутри себя инструкций, выполняющих логические, последовательные операции, задачи тайминга, счета и арифметические вычисления, а также позволяет управлять различными типами механизмов или производственных процессов через цифровые или аналоговые входы и выходы. ПЛК находят широкое применение в таких отраслях, как сталелитейная промышленность, нефтегазовая промышленность, химическая промышленность, энергетика, строительные материалы, машиностроение, автомобилестроение, текстильная и швейная промышленность, транспорт, охрана окружающей среды, а также культура и развлечения. Они обладают высокой надежностью, способностью к сопротивлению помехам, мощными функциями, гибкостью, простотой в освоении и использовании, малыми размерами, небольшим весом и низкой стоимостью. Развитие технологии PLC демонстрирует новые тенденции: 1: Размеры устройств развиваются в двух направлениях — к увеличению и уменьшению. При увеличении размеров количество точек ввода/вывода достигает 14336, используется 32-битный микропроцессор, возможна параллельная работа нескольких процессоров, имеется большая емкость памяти, а скорость сканирования повышается. Миниатюрный: переход от целостной структуры к небольшим модульным структурам повышает гибкость настройки и снижает затраты. 2: PLC все шире используются в замкнутых системах управления процессами.
3: Постоянно совершенствуется функционал связи.
4: Постоянно появляются новые устройства и модули. Кроме процессоров, используемых для повышения скорости обработки данных, в высококлассных PLC также применяются специализированные модули: интеллектуальные модули ввода-вывода с EPROM или RAM, модули высокоскоростного счета, модули дистанционного ввода-вывода и т. д. 5: Существует множество разнообразных инструментов для программирования; их функции постоянно совершенствуются, а языки программирования становятся более стандартизированными. Имеются как простые, так и сложные средства программирования; используются такие форматы описания кода, как диаграммы лестницы, функциональные диаграммы, таблицы операторов. Также существуют современные системы команд для PLC.
6: Развивается технология обработки ошибок: используются методы резервного копирования или параллельной работы, а также принцип большинства голосов при принятии решений. 7: Стремление к стандартизации аппаратного и программного обеспечения. История развития PLC Происхождение: в 1968 году американская компания General Motors выдвинула требование о замене реле-устройств управления. В 1969 году американская компания Digital Equipment Corporation создала первый программируемый контроллер PDP-14. Он был успешно протестирован на производственных линиях компании General Motors. Это стало первым случаем использования программного управления в электрических системах. Это был первый поколение программируемых контроллеров; их называли Programmable. Это считается первым в мире PLC. В 1969 году в США был создан первый в мире ПДП-14. В 1971 году в Японии был разработан первый DCS-8. В 1973 году в Германии появился первый ПЛК. В 1974 году в Китае также был создан первый ПЛК. Развитие: в начале 1970-х годов появились микропроцессоры. Вскоре его было внедрено в программируемые контроллеры, что позволило им получить такие функции, как вычисления, передача и обработка данных, тем самым превратив их в настоящие устройства промышленного управления с компьютерными характеристиками. В то время ПЛК были плодом сочетания технологий микрокомпьютеров и традиционных принципов управления с помощью реле. После появления персональных компьютеров, для удобства и отражения функциональных особенностей программируемых контроллеров, их стали называть Programmable Logic Controller (PLC). В середине и в конце 1970-х годов программируемые контроллеры вошли в фазу практического применения. Компьютерные технологии были полностью интегрированы в эти устройства, что привело к значительному улучшению их функциональности. Более высокая скорость обработки данных, крайне маленькие габариты, надежная защита от внешних помех, возможность обработки аналоговых сигналов, функция PID и высокое соотношение цены и качества — все это способствует его использованию в современной промышленности. В начале 1980-х годов программируемые контроллеры уже находили широкое применение в современной промышленности. В мире все больше производителей программируемых контроллеров, а объем их производства постоянно растет. Это означает, что программируемые контроллеры вступили в стадию зрелости. С 80-х до середины 90-х годов XX века был периодом наиболее быстрого развития PLC; годовой темп роста составлял 30–40%. В этот период способности PLC к обработке аналоговых сигналов, выполнению цифровых вычислений, формированию интерфейса с оператором и работе в сетях значительно улучшились. PLC постепенно начали использоваться в области управления процессами, заменив в некоторых случаях системы DCS, которые до тех пор доминировали в этой сфере. В конце XX века развитие программируемых контроллеров характеризовалось тем, что они становились все более подходящими для потребностей современной промышленности. В этот период были разработаны мейнфреймы и мини-компьютеры, появились различные специализированные блоки, а также производились разнообразные устройства для взаимодействия человека с компьютером и устройства связи, что облегчило использование промышленного оборудования с программируемыми контроллерами. Редактировать этот абзац: PLC: технология планарных оптических волноводов (связь). PLC — это сокращение от английского Planar Lightwave Circuit; на русский язык это переводится как «технология планарных оптических волноводов». Так называемый плоский оптоволоконный кабель означает, что оптоволоконный кабель расположен в одной плоскости. Как известно из случая однослойных печатных плат, все схемы располагаются в одной плоскости основного кристалла. Следовательно, PLC — это технология, которая не относится к каким-либо конкретным продуктам и уж тем более не является коммутатором! Наиболее распространенные разветвители PLC изготавливаются из диоксида кремния (SiO2). На самом деле технология PLC использует очень широкий спектр материалов: стекло/диоксид кремния (кварц/силика/SiO2), литиевый ниобат (LiNbO3), полупроводниковые соединения группы III-V (например, InP, GaAs и т. д.), кремний на изоляторе (Silicon-on-Insulator, SOI/SIMOX), оксид кремния с азотом (SiON), полимеры и т. д. Устройства, основанные на технологии плоских оптических волноводов, включают: разделяющие устройства (Splitter), звездообразные соединители (Star coupler), регулируемые оптические аттенюаторы (Variable Optical Attenuator, VOA), оптические переключатели (Optical switch), устройства для интерлейсинга сигналов (Interleaver) и решетки из оптических волноводов (Array Waveguide Grating, AWG) и т. д. В зависимости от требований конкретных сфер применения (таких как время реакции, температура окружающей среды и т. д.), для изготовления этих устройств могут использоваться различные материалы и технологии обработки. Следует отметить, что все эти устройства являются оптическими пассивными устройствами и функционируют независимо друг от друга. Они могут сочетаться друг с другом или с другими активными устройствами, образуя высокотехнологичные устройства с различными функциями. Полное английское название PLC — Programmable Logic Controller; полное китайское название — программируемый логический контроллер. Определение: это электронная система для выполнения цифровых вычислений, специально разработанная для применения в промышленной среде. Он использует вид программируемой памяти для хранения внутренних программ, выполняет логические операции, управление последовательностью действий, тайминг, счет и арифметические операции с командами, предназначенными для пользователя, а также управляет различными типами механических устройств или производственных процессов с помощью цифровых или аналоговых входов/выходов. Основные типы PLC 1) Крупные и средние PLC ◆ В 2006 году общий объем продаж крупных и средних PLC в Китае составил соответственно 168 миллионов долларов и 154 миллиона долларов, что на 13,3% и 1,6% больше, чем в 2005 году. Ожидается, что к 2009 году эти показатели достигнут примерно 250 миллионов долларов и 175 миллионов долларов соответственно. ◆Крупные и средние ПЛК в основном используются в таких отраслях, как металлургия, автомобилестроение, энергетика и инфраструктура. Наиболее широкое применение они находят в металлургической промышленности, где составляют более 30% от общего объема рынка. ◆В период пятнадцатой пятилетки общий темп роста числа крупных и средних PLC превышал темп роста числа небольших PLC. Как в случае с закупками со стороны пользователей, так и с данными о продажах со стороны поставщиков, крупные и средние PLC демонстрировали более высокие темпы роста. Факторы, стимулирующие рынок крупных и средних PLC
◆ В последние годы увеличивается инвестиционная деятельность в строительство инфраструктуры и городских объектов. Это приводит к повышению спроса на крупные PLC. ◆ Автомобильная промышленность в Китае развивается быстрыми темпами, и она требует большого количества средних PLC-устройств. Следовательно, развитие этой отрасли способствует росту рынка средних PLC.
Факторы, сдерживающие рынок крупных и средних PLC
◆ Металлургическая промышленность является основной сферой применения крупных PLC. Однако это отрасль, на которую распространяются строгие ограничения со стороны государства. Банки не могут предоставлять кредиты на проекты, не включенные в планы. Также существуют ограничения на развитие небольших и средних металлургических предприятий. Все это сдерживает развитие рынка крупных PLC. 2) Небольшие PLC ◆ В 2006 году рынок небольших PLC в Китае вырос по сравнению с предыдущим годом примерно на 11,3%, а его размер составил 219 миллионов долларов. Ожидается, что к 2009 году размер этого рынка превысит 280 миллионов долларов. ◆Малогабаритные ПЛК в основном используются в таких отраслях, как текстильная промышленность, переработка пищевых продуктов и автомобилестроение. Среди них текстильная промышленность является основной сферой применения малогабаритных ПЛК; в 2006 году доля этой отрасли на рынке составляла примерно 29,7%. ◆Поскольку некоторые крупные производители текстиля уже завершили процесс автоматизации своих производств, ожидается, что в будущем спрос на небольшие ПЛК в этой отрасли будет снижаться. В результате этого темпы роста рынка небольших ПЛК в период с 2007 по 2009 год, как предполагается, будут составлять примерно 9,0–10%. Факторы, стимулирующие рынок небольших PLC ◆ По мере повышения уровня автоматизации сфера применения небольших PLC постепенно будет расширяться и включать другие отрасли, помимо промышленного контроля, такие как рестораны быстрого питания, операционные больниц, вращающиеся двери и транспортные средства. Более того, они могут начать использоваться в жилых домах, развлекательных заведениях и коммерческих учреждениях. Ожидается, что это в будущем создаст новые возможности для рынка небольших PLC. ◆ Китай постепенно превращается в мировой центр производства машинного оборудования, что способствует быстрому развитию отечественных производителей OEM. Чтобы избежать жесткой конкуренции и добиться более высокой прибыли, некоторые производители OEM начинают использовать небольшие ПЛК вместо реле или схем управления на основе микроконтроллеров. Факторы, сдерживающие развитие рынка небольших ПЛК ◆ Текстильная промышленность является основной отраслью, в которой используются небольшие ПЛК. Поскольку некоторые крупные производители текстиля уже завершили процесс автоматизации, ожидается, что в будущем спрос на небольшие ПЛК в этой отрасли будет снижаться. ◆Обеспечение высокой надежности PLC в сложных промышленных условиях по-прежнему остается технической проблемой для многих производителей, входящих на рынок небольших PLC. Применение PLC в промышленности 1) Текстильное оборудование Использование PLC в текстильном оборудовании стало распространенным: они применяются в устройствах для очистки волокон, прядения, финишной обработки волокон, производства грубой пряжи, намотки пряжи на катушки, смешивания пряжи, скручивания нитей, настройки нитей, обработки пряжи и в ткацких станках без челнока. Текстильная промышленность является основной отраслью, в которой используются небольшие ПЛК. Количество входов/выходов у ПЛК, применяемых в оборудовании, составляет от 8 до 1024 единиц; примерно 85% из них имеют от 8 до 112 входов/выходов. Поскольку некоторые крупные производители текстильной продукции уже завершили процесс автоматизации, ожидается, что в ближайшие годы темпы роста спроса на PLC в этой отрасли замедлятся. 2) Оборудование для печати В этой отрасли PLC используется прежде всего для точного управления процессом сцепления и разъединения различных узлов, а также для контроля работы двигателей водяных роликов. Китайские печатные машины в основном относятся к среднему и низкому классу; уровень автоматизации таких машин значительно ниже, чем в Европе и США. За рубежом на печатных машинах PLC уже является стандартным оборудованием, тогда как в стране более трети печатных машин управляются с помощью реле; в отрасли существует значительная потребность в обновлении оборудования. 3) Оборудование для упаковки В настоящее время в отечественной промышленности оборудования для упаковки доминируют системы управления на основе PLC. Количество производителей, способных к проектированию и производству высокоавтоматизированного и крупногабаритного оборудования для упаковки, остается невеликим. PLC обычно находится на низком уровне оборудования и обеспечивает надежный, реального времени контроль за ним. Все больше производителей упаковочного оборудования рассматривают возможность внедрения в свою технику современных автоматизированных решений с целью повышения технологического уровня продукции и улучшения ее конкурентоспособности на рынке. 4) Металлургическая промышленность В Китае насчитывается более 6 000 металлургических предприятий. Объем использования ПЛК в этой отрасли превышает 500 миллионов юаней; в основном используются крупные ПЛК. В настоящее время PLC являются доминирующим продуктом на рынке основных контроллеров в металлургической промышленности, и ожидается, что это положение не изменится в ближайшем будущем. Под влиянием **государственного регулирования темпы роста металлургической отрасли в ближайшие годы снизятся, что также скажется на спросе на PLC в этой отрасли.
Одно — это управление процессом, другое — последовательное управление; у них разные акценты. Периоды сканирования различаются.
Учился*, видел только сбор данных с помощью PLC
Насколько я помню, PLC ориентирован на дискретные сигналы, а DCS — на аналоговые сигналы. Но сейчас, похоже, наблюдается тенденция к их взаимному слиянию.
Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем hjbjl 11.02.2011 в 22:21. Не могу увидеть содержимое четвертого этажа; хотел бы на это взглянуть. Очень круто! Сохраняю!
Посмотрев на несколько вышеуказанных уровней, я понял, что у них разное происхождение и развитие, разные сферы применения и разная структура программного обеспечения. . . Совсем не понимаю
Выше уже дано довольно полное объяснение
В системах DCS обычно имеются блоки сбора данных типа PLC, плюс несколько компьютеров и тому подобное — вот и получается система сбора данных DCS! Однако в обычных системах DCS контроллеры PLC требуют синхронизации по времени. Наша компания предлагает устройства для синхронизации по GPS. Компания Beijing Huaren Shichuang: http://yqyf999.jdol.com.cn
DCS ориентирован на управление процессами, а PLC — на последовательное управление.