任务书 数控系统软件的研究与开发.docx
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1、在系统的生命周期中会发生变化。PLC包含与工业试验装置和控制装置兼容的输入和输出装置;对电气设计的需求很小,设计问题主要集中在需要表达的操作顺序上。PLC应用通常是高度定制的系统,因此封装PLC的成本低于设计特定定制控制器的成本。另一方面,在批量生产的情况下,定制的控制系统是经济的。这是由于组件成本低,可以优化而不是“通用”解决方案,非经常性工程成本可以分配到数千或数百万个单元。对于大容量或非常简单的固定自动化任务,使用不同的技术。例如,一个便宜的家用洗碗机将由机电凸轮定时器控制,成本仅为几美元。基于微控制器的设计适合生产数十万台设备,因此开发成本我么把它们可以分散到许多销售部门,最终用户不需
2、要改变控制。汽车应用就是一个例子;每年生产数百万台设备,很少有最终用户改变这些控制器的编程。然而,一些特殊车辆,如公共交通车辆,由于交通量小,开发成本不使用可编程逻辑控制器比使用定制的控制设备更经济。非常复杂的过程控制,例如化学工业中使用的过程控制,可能需要超出高性能PLC能力的算法和性能。非常高速或精确的控制也可能需要定制的解决方案,如飞机飞行控制。具有半定制或完全专有硬件的单板计算机可用于非常苛刻的控制应用,以支持高开发和维护成本。在台式计算机上运行的软件和PLC可以与工业I/O硬件接口,并以适合过程控制要求的商业操作系统版本执行程序。可编程控制器广泛应用于运动、定位或扭矩控制。一些制造商
3、生产与PLC集成的运动控制单元,这样G代码就可以用来指导机床的运动。PLC可包括单变量反馈模拟控制回路逻辑、比例、积分和微分控制器。例如,PID回路可用于控制制造过程的温度。过去,PLC通常只有几个模拟控制回路;当过程需要成百上千个回路时,将使用分布式控制系统。随着可编程逻辑控制器功能的日益强大,分布式控制系统与可编程逻辑控制器之间的界限变得模糊。PLC的功能与远程终端设备相似。但是,通常不支持控制算法或循环。随着硬件功能的快速增强和价格的降低,责任的重叠越来越多。许多供应商销售类似的PLC功能,反之亦然。尽管几乎所有的供应商都提供专有的替代方案和相关的开发环境,但该行业有标准化的程序功能块语
4、言,用于创建在RTU和PLC上运行的程序。近年来,“安全”可编程逻辑控制器已成为流行,无论是作为独立的模型或作为功能和安全级硬件添加到现有的控制器架构。它们不同于传统的可编程逻辑控制器,因为它们适用于安全关键的应用。传统上,可编程逻辑控制器也配备硬接线安全继电器。例如,安全可编程逻辑控制器可用于控制进入带锁钥匙的机器人装置,或管理对输送机生产线上紧急停机的停机响应。这种可编程逻辑控制器通常有一个有限的常规指令集,它增加了与紧急停止、光幕等接口的安全特定指令。这些系统提供的灵活性导致对这些控制器的需求迅速增加。4-20mA电路有几个优点。旧的分立元件设计需要仔细的设计计算;与当今的集成4-20毫
5、安集成电路相比,该电路相对较大。介绍了几种20毫安器件,包括15500和5661,大大简化了PLC系统的设计。任何测量到的电流水平代表一些信息。但是,20至24 mA用于诊断和系统校准。由于电流水平低于4mA且高于诊断所用的电流水平,因此可以得出结论,和之间的读数可能表明系统中的导线断开。同样,电流水平可能表明系统中存在潜在短路。通信的一个增强是道路可寻址遥感,它与仪器向后兼容。HART系统允许与基于微处理器的智能现场设备进行双向通信。HART协议允许在过程控制应用中模拟电流信号的同一对导线上携带额外的数字信息。可编程逻辑控制器可以通过将其划分为几个功能组来描述。许多PLC制造商将这些功能组织
6、成单独的模块;每个模块的确切内容可能与应用程序一样不同。许多模块具有多种功能,可与多个传感器接口连接。然而,其他模块或扩展模块通常专用于特定应用,如电阻温度、传感器或热电偶传感器。一般来说,所有模块都具有相同的核心功能:模拟输入、模拟输出、分布式控制、接口、数字输入输出(I/O)、CPU和电源。我们要面对的不是这些要我们将依次检查这些核心功能,并将传感器和传感器接口分开。现代可编程逻辑控制器是在20世纪60年代引入的,在过去的几十年中,它们的总体功能和信号路径工程师可以在机器运行时实现PID控制器并调整增益。对于更复杂的控制问题,在PLC上对控制逻辑进行编码和验证更具挑战性。设计者必须确定多个
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