物联网技术在2020年疫情防控中的全力出击、智慧生活中的大放异彩、成为新基建中的核心要素,在给大众带来希望和活力的同时,正在将之前从未连接过的“物”连接起来,将给人们新的数据认知,进而转变成前所未有的变革。
学工业机器人编程的人都知道,PLC是一个非常重要的器件,也是难度相对较大的一门技术,它是专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统,是实现工业自动化、物联网控制的基础,未来有着非常广阔的应用前景。
PLC技术起源
PLC技术起源于美国,先将PLC应用的是美国通用汽车,上世纪60年代,它们在对工厂生产线调整时,发现继电器、接触器控制系统修改难、体积大、噪声大、维护不便及可靠性差。随后,美国数字化设备公司研制出可编程控制器,在通用汽车公司的生产线上试用的效果显著。之后PLC技术在日本、欧洲发扬光大,日本、德国等成功研制出可编程控制器,1974年我国也开始研究可编程控制器,并广泛应用于各大领域。
PLC先是替代机械开关装置,随后PLC的功能逐渐代替了继电器控制板,现代PLC具有更多的功能,其用途从单一过程控制延伸到整个制造系统的控制和监测。
PLC技术在工业自动化、物联网控制等领域的应用
以目前来看,PLC技术广泛应用于工业自动化、汽车电子、交通运输、物联网控制等各个行业,它在这些领域的作用大致可分为四大类。
一、用于实现各种运动控制
PLC控制器是一种具有微处理机的数字电子设备,用于自动化控制的数字逻辑控制器,可以将控制指令随时加载内存内储存与执行,可编程控制器由内部CPU,指令及资料内存、输入输出单元、电源模组、数字模拟等单元所模组化组合成。PLC控制器可以用于圆周运动或直线运动的控制,如今主要的PLC控制器产品几乎都有运动控制功能,它运用在各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
从控制机构配置来说,早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构,现在一般使用专用的运动控制模块,如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。
二、实现工业的过程控制
作为工业控制计算机,PLC控制器能编制各种各样的控制算法程序,完成闭环控制,在工业过程控制中,PLC主要是对温度、压力、流量等模拟量等参数进行闭环控制。大中型PLC都有PID模块,PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法,目前许多小型PLC控制器也具有此功能模块。
三、实现相关的数据处理
现代的PLC控制器具有数学运算、数据传送转换等功能,可以完成数据的采集、分析及处理;这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能传送到别的智能装置。在大型的控制系统,如无人控制的柔性制造系统中,PLC控制器是核心部件之一。
四、PLC通信和物联网
工业物联网大势所趋,未来PLC通信和物联网的相关技术将备受欢迎。通常的PLC控制器通信含有PLC控制器间的通信及PLC控制器与其它智能设备间的通信。随着工控自动化的发展,各PLC控制器厂商都十分重视PLC控制器的通信功能,纷纷推出各自的网络系统,新的PLC控制器都具有通信接口,通信非常方便。
PLC技术应用特点及发展趋势
未来PLC技术的三大特点
1、微型化、集成度越来越高:随着市场对微型、集成度的要求,PLC技术更多的集成到工业、汽车、通讯等产品当中。PLC产品的特性是控制和数据处理,在满足功能的同时,工艺上的要求也更加精细化。
2、智能PLC技术:随着AI技术的发展,更多的产品被赋予智能功能,PLC也不例外。如应用在工控的PLC的智能I/O模块和汽车上的智能温度控制模块等,未来智能PLC技术还将有更多的应用场景。
3、多样化的PLC技术:其中包括与PLC相关的编程语言和工具,随着应用场景的深入,一种或几种编程语言是无法实现所有的功能,定制化的PLC产品会增加,PLC模块化的技术也会增多。
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