PLC与继电器控制系统的比较
PLC控制系统与电器控制系统相比,有许多相似之处,也有许多不同。现将两控制系统进行比较。
(1)从控制逻辑上进行比较
继电器控制系统控制逻辑采用硬件接线,利用继电器机械触点的串联或并联等组合成控制逻辑,其连线多且复杂、体积大、功耗大,系统构成后,想再改变或增加功能较为困难。另外,继电器的触点数量有限,所以继电器控制系统的灵活性和可扩展性受到很大限制。而PLC采用了计算机技术,其控制逻辑是以程序的方式存放在存储器中,要改变控制逻辑只需改变程序,因而很容易改变或增加系统功能。PLC控制系统连线少、体积小、功耗小,而且PLC中每只软继电器的触点数理论上是无限制,因此其灵活性和可扩展性很好。
(2)从工作方式上进行比较
在继电器控制电路中,当电源接通时,电路中所有继电器都处于受制约状态,即该吸合的继电器都同时吸合,不该吸合的继电器受某种条件限制而不能吸合,这种工作方式称为并行工作方式。而PLC的用户程序是按一定顺序循环执行,所以各软继电器都处于周期性循环扫描接通中,受同一条件制约的各个继电器的动作次序决定于程序扫描顺序,同它们在梯形图中的位置有关,这种工作方式称为串行工作方式。
(3)从控制速度上进行比较
继电器控制系统依靠机械触点的动作以实现控制,工作频率低,触点的开关动作一般在几十毫秒数量级,且机械触点还会出现抖动问题。而PLC通过程序指令控制半导体电路来实现控制的,一般一条用户指令的执行时间在微秒数量级,因此速度较快,PLC内部还有严格的同步控制,不会出现触点抖动问题。
(4)从定时和计数控制上进行比较
继电器控制系统采用时间继电器的延时动作进行时间控制,时间继电器的延时时间易受环境温度和温度变化的影响,定时精度不高且调整时间困难。而PLC采用半导体集成电路作定时器,时钟脉冲由晶体振荡器产生,精度高,定时范围一般从0.1s到若干分钟甚至更长,用户可根据需要在程序中设定定时值,修改方便,不受环境的影响。PLC具有计数功能,而继电器控制系统一般不具备计数功能。
(5)从可靠性和可维护性上进行比较
由于继电器控制系统使用了大量的机械触点,连线多。触点开闭时存在机械磨损、电弧烧伤等现象,触点寿命短,所以可靠性和可维护性较差。而PLC采用半导体技术,大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成,其寿命长、可靠性高,PLC还具有自诊断功能,能查出自身的故障,随时显示给操作人员,并能动态地监视控制程序的执行情况,为现场调试和维护提供了方便。
(6)从价格上进行比较
继电器控制系统使用机械开关、继电器和接触器,价格较便宜。而PLC采用大规模集成电路,价格相对较高。一般认为在少于10个继电器装置中,使用继电器控制逻辑比较经济;在需要10个以上的继电器场合,使用PLC比较经济。
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从上面的比较可知,PLC在性能上比继电器控制系统优异。特别是它具有可靠性高、设计施工周期短、调试修改方便,且体积小、功耗低、使用维护方便的优点,但其价格高于继电器控制系统。
1.3.2 PLC与微型计算机控制系统的比较
虽然PLC采用了计算机技术和微处理器,但它与计算机相比也有许多不同。现将两控制系统进行比较。
(1)从应用范围上进行比较
微型计算机除了用在控制领域外,还大量用于科学计算、数据处理、计算机通信等方面,而PLC主要用于工业控制。
(2)从工作环境上进行比较
微型计算机对工作环境要求较高,一般要在干扰小,具有一定温度和湿度的室内使用,而PLC是专为适应工业控制的恶劣环境而设计的,适应于工程现场的环境。
(3)从程序设计上进行比较
微型计算机具有丰富的程序设计语言,如汇编语言、VC、VB等,其语法关系复杂,要求使用者必须具有一定水平的计算机软硬件知识,而PLC采用面向控制过程的逻辑语言,以继电器逻辑梯形图为表达方式,形象直观、编程操作简单,可在较短时间内掌握它的使用方法和编程技巧。
(4)从工作方式上进行比较
微型计算机一般采用等待命令方式,运算和响应速度快,PLC采用循环扫描的工作方式,其输入、输出存在响应滞后,速度较慢。对于快速系统,PLC的使用受扫描速度的限制。另外,PLC一般采用模块化结构,可针对不同的对象和控制需要进行组合和扩展,具有很大的灵活性和很好的性能价格比,维修也更简便。
(5)从输入输出上进行比较
微型计算机系统的I/O设备与主机之间采用微型计算机联系,一般不需要电气隔离。PLC一般控制强电设备,需要电气隔离,输入输出均用“光-电”耦合,输出还采用继电器、晶闸管或大功率晶体管进行功率放大。
(6)从价格上进行比较
微型计算机是通用机,功能完备,价格较高。PLC是专用机,功能较少,价格相对较低。
从以上几个方面的比较可知,PLC是一种用于工业自动化控制的专用微机控制系统,结构简单,抗干扰能力强,易于学习和掌握,价格也比一般的微机系统便宜。在同一系统中,一般PLC集中在功能控制方面,而微型计算机作为上位机集中在信息处理和PLC网络的通信管理上,两者相辅相成。