可編程控制器外文翻譯

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯附件1：外文資料翻譯譯文 可編程控制器的過(guò)程控制與個(gè)人計(jì)算機(jī)的對(duì)比摘要： 該文章認(rèn)為個(gè)人計(jì)算機(jī)（pc）和可編程控制器（plc）一樣可以被有效的用于工業(yè)控制。關(guān)于plc模仿繼電器功能的操作的基本概念被陳述。為了標(biāo)準(zhǔn)pc機(jī)和plc用于相同的工業(yè)控制，這里通常構(gòu)造了一個(gè)簡(jiǎn)單的模型。我們用了一個(gè)簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制的例子來(lái)陳述該問(wèn)題。使用標(biāo)準(zhǔn)高級(jí)編程語(yǔ)言寫(xiě)得樣本代碼在本文中呈現(xiàn)，它可以作為將來(lái)發(fā)展的樣板。最后，個(gè)人計(jì)算機(jī)潛在的優(yōu)勢(shì)和強(qiáng)大功能可能導(dǎo)致使用個(gè)人計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行過(guò)程控制的，而這在文章中被呈現(xiàn)。關(guān)鍵字： 可編程控制器 個(gè)人計(jì)算機(jī) 自動(dòng)化 梯形邏輯 繼電器板介紹個(gè)人計(jì)算機(jī)可以被

2、應(yīng)用到和可編程控制器應(yīng)用領(lǐng)域相同的領(lǐng)域，有效地實(shí)現(xiàn)相同的功能。一個(gè)有解調(diào)功能的可編程控制器是一個(gè)基于計(jì)算機(jī)而設(shè)計(jì)出來(lái)的設(shè)備。它用于控制一個(gè)過(guò)程?？删幊炭刂破骼媚芨淖兯尿?qū)動(dòng)器的狀態(tài)收集來(lái)自傳感器的信息。而這些傳感器則監(jiān)視一個(gè)過(guò)程的狀態(tài)。這種關(guān)系建立在大多數(shù)使用布爾邏輯的控制過(guò)程中。在工業(yè)應(yīng)用中使用的典型傳感器包括限位開(kāi)關(guān)、近距離傳感器以及其他的二進(jìn)制傳感器。驅(qū)動(dòng)器可能包括螺線管、馬達(dá)起動(dòng)器以及其他類(lèi)似設(shè)備。圖一顯示的是一個(gè)簡(jiǎn)單的工業(yè)應(yīng)用模型，可編程控制器可能被使用的其中。繼電器板可編程控制器被設(shè)計(jì)出來(lái)用于代替繼電器板。這些定制的控制器用于特殊的應(yīng)用。它們用于復(fù)雜的系統(tǒng)可能很昂貴，不能夠很容易

3、的被重新配置，修理起來(lái)很困難，耗能比較多，有相對(duì)適中的操作速度，有較低的可靠性。用作復(fù)雜工業(yè)應(yīng)用，繼電器板顯然不是最合適的選擇。復(fù)雜的工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合中靈活性、維護(hù)和修理容易是非常重要的。另一方面，它們應(yīng)該是相當(dāng)易于操作的，也就是低操作技術(shù)含量的，同時(shí)可以被專(zhuān)業(yè)和非專(zhuān)業(yè)人員容易理解。繼電器板的電力控制電路通常用所謂的電梯形圖畫(huà)出。它們與傳統(tǒng)的布線圖有輕微的不同。因?yàn)樗鼈儾伙@示出具體元件的方位布置，卻強(qiáng)調(diào)每個(gè)電路的功能。該電梯形圖是一系列的類(lèi)似電路，這些電路實(shí)際代表一個(gè)給定的控制過(guò)程中控制操作順序的電路程序。類(lèi)似的電路有幾乎同時(shí)解決所有邏輯控制的優(yōu)勢(shì)。圖二代表一個(gè)繼電器板的梯形圖程序，它可以被用于控

4、制圖一代表的過(guò)程?？删幊炭刂破?可編程控制器是典型的基于計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的，使用電晶體的，單一處理器的設(shè)備。它模擬電梯形圖的程序。雖然它們是時(shí)序機(jī)，但是為了模擬反應(yīng)及時(shí)的類(lèi)似電路的操作過(guò)程，可編程控制器使用了一個(gè)輸入輸出圖形表和一個(gè)掃描周期。 一個(gè)輸入輸出圖形表是一個(gè)記憶結(jié)構(gòu)體，它儲(chǔ)存所有的當(dāng)前掃描周期里的相關(guān)信息。該表可以被細(xì)分為三個(gè)基本部分：輸入表、輸出表、內(nèi)部寄存表。輸入裝置（傳感器）的當(dāng)前狀態(tài)的信息儲(chǔ)存在輸入表中；驅(qū)動(dòng)器即輸出裝置的理想狀態(tài)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在輸出表內(nèi)；實(shí)際的控制繼電器的狀態(tài)信息儲(chǔ)存在內(nèi)部寄存表中。當(dāng)一個(gè)程序正在可編程控制器中運(yùn)行時(shí)，它繼續(xù)執(zhí)行一個(gè)掃描周期，如圖三所示。這個(gè)掃描周期分

5、兩個(gè)主要部分（在實(shí)際的可編程控制器內(nèi)它還有其他的部分，然而在這里為了討論的需要寫(xiě)出了兩個(gè)相關(guān)的兩部分。）：輸入輸出掃描部分和程序掃描部分。在輸入輸出掃描的時(shí)間段內(nèi)，輸入裝置的當(dāng)前狀態(tài)信息通過(guò)輸入點(diǎn)讀入，儲(chǔ)存在輸入表里，來(lái)自輸出表里的輸出裝置的理想狀態(tài)的信息數(shù)據(jù)被送到了輸出點(diǎn)。在程序掃描的時(shí)間段里可編程控制器解決布爾邏輯。這些邏輯是分別與輸入表、輸出表、內(nèi)部寄存表內(nèi)信息有關(guān)的邏輯。同時(shí)，在程序掃描的時(shí)間段內(nèi)輸出表和內(nèi)部寄存表中的信息數(shù)據(jù)也是在不斷更新著的。在可編程控制器中這布爾邏輯是用一種圖行語(yǔ)言典型的被表示著。這種圖形語(yǔ)言看起來(lái)非常像它所模擬的電梯形圖或者說(shuō)電路。該語(yǔ)言被稱(chēng)做梯形邏輯。在圖四中

6、我們可以看到一個(gè)梯形邏輯程序。這個(gè)程序可以用來(lái)控制圖一中的過(guò)程。注意它與圖二中電梯形圖的相似的地方?？删幊炭刂破鞯膾呙柚芷谠O(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于它允許多個(gè)過(guò)程被同時(shí)控制，就像一個(gè)繼電器板實(shí)現(xiàn)的功能一樣?？删幊炭刂破骺朔怂欣^電器盤(pán)的缺點(diǎn)如耗能大，速度慢，維修困難等。它是目前使用最廣泛的工業(yè)自動(dòng)化控制器。就可編程控制器的采用來(lái)說(shuō)，它們是非常成功的，因?yàn)榭删幊炭刂破鞯恼Z(yǔ)言，梯形邏輯是基于電梯形圖設(shè)計(jì)的，而電梯形圖在當(dāng)時(shí)對(duì)工程師和電工們來(lái)說(shuō)已經(jīng)非常熟悉了。但是與其他的可利用的技術(shù)相比可編程控制器也有一些明顯缺點(diǎn)。在最大的限制中有一些如下：沒(méi)有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的硬件設(shè)備和軟件平臺(tái)，它們可能限制程序員的控制動(dòng)作和操作

7、的設(shè)計(jì)，并且因?yàn)殄X(qián)的原因會(huì)提供相當(dāng)?shù)偷挠?jì)算能力。個(gè)人計(jì)算機(jī) 可以達(dá)到相同目的的另一技術(shù)是標(biāo)準(zhǔn)的個(gè)人計(jì)算機(jī)。個(gè)人計(jì)算機(jī)在過(guò)程控制方面正在變得越來(lái)越受歡迎了。假設(shè)一個(gè)基于個(gè)人計(jì)算機(jī)的控制器模型存在，那么它可能代替可編程控制器而被應(yīng)用在任何工業(yè)過(guò)程控制中，將帶來(lái)了許多個(gè)關(guān)于軟件開(kāi)發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)組件、通用連接方面研究的可能。這個(gè)模型包括一個(gè)可以運(yùn)行任何調(diào)制操作系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)個(gè)人計(jì)算機(jī)，一系列和一個(gè)典型的可編程控制器使用的模塊相類(lèi)似的標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出模塊，一個(gè)能適合任何高層次的編程語(yǔ)言的應(yīng)用程序（這個(gè)應(yīng)用程序?qū)?zhí)行一個(gè)可編程控制器的掃描周期）。一個(gè)簡(jiǎn)單的例子 為了圖一的過(guò)程控制，我們將用利用turbo pasca

8、l編程軟件編寫(xiě)的一個(gè)簡(jiǎn)單程序來(lái)代表這個(gè)被假設(shè)的模型。假設(shè)傳感器通過(guò)輸入端口與個(gè)人計(jì)算機(jī)相連，十六進(jìn)制地址為3bd，驅(qū)動(dòng)器和輸出端口連接，十六進(jìn)制地址為3bc，它們分別在表五和表六中顯示出來(lái)了。那個(gè)簡(jiǎn)單的pascal程序被表示在表七中。輸入表，輸出表。內(nèi)部寄存表通過(guò)使用pascal布爾變量來(lái)執(zhí)行。當(dāng)這些變量中的任何一個(gè)變量時(shí)真時(shí)，它就代表一個(gè)on狀態(tài)；但它是假時(shí)，它就代表一個(gè)off狀態(tài)。當(dāng)和輸入點(diǎn)、輸出點(diǎn)交換信息是，一個(gè)on狀態(tài)代表一個(gè)邏輯“0”，一個(gè)off狀態(tài)代表一個(gè)邏輯“1”。這個(gè)主程序是一個(gè)對(duì)圖三中可編程控制器的掃描周期的模擬程序。在這個(gè)簡(jiǎn)單的例子中它假設(shè)當(dāng)個(gè)人計(jì)算機(jī)的鍵盤(pán)上的一個(gè)鍵按下時(shí)

9、可編程控制器將運(yùn)行它的程序。假如它希望用個(gè)人計(jì)算機(jī)達(dá)到其他的更多生產(chǎn)目的，其他的設(shè)備可能會(huì)被使用到。 輸入輸出掃描使用子程序i_o_scan來(lái)模擬。這里，那個(gè)8字節(jié)輸入口被讀入，數(shù)據(jù)信息儲(chǔ)存在輸入表中。同時(shí)，來(lái)自輸出表中的輸出點(diǎn)信息數(shù)據(jù)被寫(xiě)入到8字節(jié)的輸出端口里（見(jiàn)圖六）。子程序program_scan是對(duì)圖四中的梯形圖的直接翻譯。對(duì)梯形邏輯中每個(gè)梯位它有一個(gè)if-then-else陳述。在可編程控制器程序啟動(dòng)和結(jié)束過(guò)程中初始化子程序和結(jié)束子程序是對(duì)掌握輸出點(diǎn)和內(nèi)部寄存狀態(tài)信息的補(bǔ)充程序。 我們應(yīng)該注意的是這是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的例子。這例子的目的是針對(duì)控制程序開(kāi)發(fā)提供一個(gè)框架?？刂瞥绦蜷_(kāi)發(fā)主要是關(guān)

10、于有我們熟悉的可編程控制器的梯形邏輯的標(biāo)準(zhǔn)高級(jí)程序語(yǔ)言編寫(xiě)的程序模板如何與個(gè)人計(jì)算機(jī)連接兼容的有關(guān)程序的開(kāi)發(fā)。盡管在本篇論文中它不能被完全的陳述，但是它提供了一種不用考慮一個(gè)特定的操作系統(tǒng)的復(fù)雜情況就能進(jìn)行類(lèi)似過(guò)程的同步控制的簡(jiǎn)單方法。它聲明為了使這項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)品工作，開(kāi)發(fā)復(fù)雜的定制軟件不是必須做的事情。 這個(gè)設(shè)定模型將非常容易去適應(yīng)和執(zhí)行，甚至在廠內(nèi)，因?yàn)樗赡苋匀皇褂锰菪芜壿?，所以新的技術(shù)不是必需的了。任何典型的可編程控制器指令都可以被非常容易的添加到這個(gè)模型中，包括時(shí)間繼電器，計(jì)數(shù)器，一個(gè)脈沖等等。其它的適應(yīng)于一個(gè)特定應(yīng)用的定制plc指令可能包括使用高級(jí)語(yǔ)言的特征，使它比標(biāo)準(zhǔn)的plc梯形邏輯

11、更有控制力這樣的指令。個(gè)人計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì) 個(gè)人計(jì)算機(jī)是個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的軟件硬件平臺(tái)。個(gè)人計(jì)算機(jī)以一個(gè)快速的步調(diào)提高者，同時(shí)越來(lái)越便宜，比plc功能多。當(dāng)今社會(huì)廣泛應(yīng)用的奔騰系統(tǒng)的pc甚至是最快的plc速度的20倍或更多。新一代pc在6到9個(gè)月的時(shí)間內(nèi)可被有效使用了。相比之下，新一代plc的硬件在2到3年的時(shí)間內(nèi)才可被有效使用。有至少16m內(nèi)存的pc是很常見(jiàn)，很普通的，然而plc卻只有以k算的內(nèi)存。pc還支持很多可以從許多供應(yīng)商那里買(mǎi)到的合理價(jià)格的標(biāo)準(zhǔn)外圍設(shè)備，例如cd rom驅(qū)動(dòng)，聲卡，語(yǔ)言識(shí)別，聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等等。在很短的時(shí)間內(nèi)pc在全世界都可以從許多供貨商那里買(mǎi)到。 我們可以想象下一代工業(yè)控制應(yīng)該提供一個(gè)

12、開(kāi)放的體系結(jié)構(gòu)和一個(gè)簡(jiǎn)單的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境。由于一個(gè)開(kāi)放的體系結(jié)構(gòu)所提供的優(yōu)勢(shì)，遠(yuǎn)離封閉的專(zhuān)屬性的系統(tǒng)將成為一種趨勢(shì)。自從使用者不得不和一個(gè)特定的供應(yīng)廠商合作起，它帶來(lái)了很多靈活性。由于許多獨(dú)立的開(kāi)發(fā)商在一直繼續(xù)提高pc兼容機(jī)的功能和它的軟件和硬件的使用簡(jiǎn)單性，這帶來(lái)了我們有更容易的途徑去使用當(dāng)前技術(shù)。它也產(chǎn)生了成本效益，因?yàn)樗拇蟮氖袌?chǎng)保證了一個(gè)富有競(jìng)爭(zhēng)力環(huán)境和經(jīng)濟(jì)規(guī)模使價(jià)格達(dá)到它們的最低水平。 pc能夠提供一個(gè)整體上綜合吸收;plc、人機(jī)界面、程序終端機(jī)的功能的解決途徑。它能夠進(jìn)行過(guò)程模擬、仿真，以至于完整的軟件程序開(kāi)發(fā)可以不依賴于硬件而都獨(dú)立進(jìn)行。他還能夠提供故障復(fù)雜檢修和診斷工具，可以對(duì)機(jī)

13、器狀態(tài)進(jìn)行深入分析，針對(duì)故障提出產(chǎn)生的可能原因，推薦修理的辦法。當(dāng)控制系統(tǒng)正在運(yùn)行的過(guò)程中你甚至可以運(yùn)行成品的windows software 來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。標(biāo)準(zhǔn)的窗口數(shù)據(jù)交換方法可以隨時(shí)被應(yīng)用去交換控制系統(tǒng)和系統(tǒng)其它部分之間的信息。如果在pc的采用時(shí)候有類(lèi)似于和plc應(yīng)用一樣的原因，用于工業(yè)控制的pc也許會(huì)成功的得到廣泛推廣；當(dāng)今工程師們是非常精通計(jì)算機(jī)編程和應(yīng)用技術(shù)的。許多網(wǎng)站上已經(jīng)發(fā)布有重大的pc編程專(zhuān)業(yè)知識(shí)。典型的pc語(yǔ)言模型使它們自身更容易吸收流程圖技術(shù)和近來(lái)控制程序開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，例如連續(xù)函數(shù)表。個(gè)人計(jì)算機(jī)的劣勢(shì) 商業(yè)型的個(gè)人計(jì)算機(jī)正常情況下沒(méi)有被設(shè)計(jì)承受震動(dòng)、振動(dòng)、溫度、電氣噪音的能力，而這些因素經(jīng)常在制造車(chē)間是經(jīng)常遇到的。盡管plcs和pcs都可以做到容易滿足這些環(huán)境條件的硬件設(shè)備，但是這增加了執(zhí)行基于pc的過(guò)程控制的