可編程控制器外文翻譯

1、畢業(yè)設(shè)計(論文)外文資料翻譯附件1：外文資料翻譯譯文 可編程控制器的過程控制與個人計算機的對比摘要： 該文章認(rèn)為個人計算機（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機和plc用于相同的工業(yè)控制，這里通常構(gòu)造了一個簡單的模型。我們用了一個簡單的自動控制的例子來陳述該問題。使用標(biāo)準(zhǔn)高級編程語言寫得樣本代碼在本文中呈現(xiàn)，它可以作為將來發(fā)展的樣板。最后，個人計算機潛在的優(yōu)勢和強大功能可能導(dǎo)致使用個人計算機來進行過程控制的，而這在文章中被呈現(xiàn)。關(guān)鍵字： 可編程控制器 個人計算機 自動化 梯形邏輯 繼電器板介紹個人計算機可以被

2、應(yīng)用到和可編程控制器應(yīng)用領(lǐng)域相同的領(lǐng)域，有效地實現(xiàn)相同的功能。一個有解調(diào)功能的可編程控制器是一個基于計算機而設(shè)計出來的設(shè)備。它用于控制一個過程。可編程控制器利用能改變它的驅(qū)動器的狀態(tài)收集來自傳感器的信息。而這些傳感器則監(jiān)視一個過程的狀態(tài)。這種關(guān)系建立在大多數(shù)使用布爾邏輯的控制過程中。在工業(yè)應(yīng)用中使用的典型傳感器包括限位開關(guān)、近距離傳感器以及其他的二進制傳感器。驅(qū)動器可能包括螺線管、馬達(dá)起動器以及其他類似設(shè)備。圖一顯示的是一個簡單的工業(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)計出來用于代替繼電器板。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，修理起來很困難，耗能比較多，有相對適中的操作速度，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)用場合中靈活性、維護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，同時可以被專業(yè)和非專業(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出。它們與傳統(tǒng)的布線圖有輕微的不同。因為它們不顯示出具體元件的方位布置，卻強調(diào)每個電路的功能。該電梯形圖是一系列的類似電路，這些電路實際代表一個給定的控制過程中控制操作順序的電路程序。類似的電路有幾乎同時解決所有邏輯控制的優(yōu)勢。圖二代表一個繼電器板的梯形圖程序，它可以被用于控

4、制圖一代表的過程。可編程控制器 可編程控制器是典型的基于計算機設(shè)計的，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。雖然它們是時序機，但是為了模擬反應(yīng)及時的類似電路的操作過程，可編程控制器使用了一個輸入輸出圖形表和一個掃描周期。 一個輸入輸出圖形表是一個記憶結(jié)構(gòu)體，它儲存所有的當(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)的信息儲存在輸入表中；驅(qū)動器即輸出裝置的理想狀態(tài)的數(shù)據(jù)儲存在輸出表內(nèi)；實際的控制繼電器的狀態(tài)信息儲存在內(nèi)部寄存表中。當(dāng)一個程序正在可編程控制器中運行時，它繼續(xù)執(zhí)行一個掃描周期，如圖三所示。這個掃描周期分

5、兩個主要部分（在實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出了兩個相關(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間段內(nèi)，輸入裝置的當(dāng)前狀態(tài)信息通過輸入點讀入，儲存在輸入表里，來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。在程序掃描的時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，在程序掃描的時間段內(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言典型的被表示著。這種圖形語言看起來非常像它所模擬的電梯形圖或者說電路。該語言被稱做梯形邏輯。在圖四中

6、我們可以看到一個梯形邏輯程序。這個程序可以用來控制圖一中的過程。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)計的優(yōu)點在于它允許多個過程被同時控制，就像一個繼電器板實現(xiàn)的功能一樣?？删幊炭刂破骺朔怂欣^電器盤的缺點如耗能大，速度慢，維修困難等。它是目前使用最廣泛的工業(yè)自動化控制器。就可編程控制器的采用來說，它們是非常成功的，因為可編程控制器的語言，梯形邏輯是基于電梯形圖設(shè)計的，而電梯形圖在當(dāng)時對工程師和電工們來說已經(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。在最大的限制中有一些如下：沒有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的硬件設(shè)備和軟件平臺，它們可能限制程序員的控制動作和操作

7、的設(shè)計，并且因為錢的原因會提供相當(dāng)?shù)偷挠嬎隳芰?。個人計算機 可以達(dá)到相同目的的另一技術(shù)是標(biāo)準(zhǔn)的個人計算機。個人計算機在過程控制方面正在變得越來越受歡迎了。假設(shè)一個基于個人計算機的控制器模型存在，那么它可能代替可編程控制器而被應(yīng)用在任何工業(yè)過程控制中，將帶來了許多個關(guān)于軟件開發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)組件、通用連接方面研究的可能。這個模型包括一個可以運行任何調(diào)制操作系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)個人計算機，一系列和一個典型的可編程控制器使用的模塊相類似的標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出模塊，一個能適合任何高層次的編程語言的應(yīng)用程序（這個應(yīng)用程序?qū)?zhí)行一個可編程控制器的掃描周期）。一個簡單的例子 為了圖一的過程控制，我們將用利用turbo pasca

8、l編程軟件編寫的一個簡單程序來代表這個被假設(shè)的模型。假設(shè)傳感器通過輸入端口與個人計算機相連，十六進制地址為3bd，驅(qū)動器和輸出端口連接，十六進制地址為3bc，它們分別在表五和表六中顯示出來了。那個簡單的pascal程序被表示在表七中。輸入表，輸出表。內(nèi)部寄存表通過使用pascal布爾變量來執(zhí)行。當(dāng)這些變量中的任何一個變量時真時，它就代表一個on狀態(tài)；但它是假時，它就代表一個off狀態(tài)。當(dāng)和輸入點、輸出點交換信息是，一個on狀態(tài)代表一個邏輯“0”，一個off狀態(tài)代表一個邏輯“1”。這個主程序是一個對圖三中可編程控制器的掃描周期的模擬程序。在這個簡單的例子中它假設(shè)當(dāng)個人計算機的鍵盤上的一個鍵按下時

9、可編程控制器將運行它的程序。假如它希望用個人計算機達(dá)到其他的更多生產(chǎn)目的，其他的設(shè)備可能會被使用到。 輸入輸出掃描使用子程序i_o_scan來模擬。這里，那個8字節(jié)輸入口被讀入，數(shù)據(jù)信息儲存在輸入表中。同時，來自輸出表中的輸出點信息數(shù)據(jù)被寫入到8字節(jié)的輸出端口里（見圖六）。子程序program_scan是對圖四中的梯形圖的直接翻譯。對梯形邏輯中每個梯位它有一個if-then-else陳述。在可編程控制器程序啟動和結(jié)束過程中初始化子程序和結(jié)束子程序是對掌握輸出點和內(nèi)部寄存狀態(tài)信息的補充程序。 我們應(yīng)該注意的是這是一個非常簡單的例子。這例子的目的是針對控制程序開發(fā)提供一個框架?？刂瞥绦蜷_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)高級程序語言編寫的程序模板如何與個人計算機連接兼容的有關(guān)程序的開發(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特定的操作系統(tǒng)的復(fù)雜情況就能進行類似過程的同步控制的簡單方法。它聲明為了使這項技術(shù)產(chǎn)品工作，開發(fā)復(fù)雜的定制軟件不是必須做的事情。 這個設(shè)定模型將非常容易去適應(yīng)和執(zhí)行，甚至在廠內(nèi)，因為它可能仍然使用梯形邏輯，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模型中，包括時間繼電器，計數(shù)器，一個脈沖等等。其它的適應(yīng)于一個特定應(yīng)用的定制plc指令可能包括使用高級語言的特征，使它比標(biāo)準(zhǔn)的plc梯形邏輯

11、更有控制力這樣的指令。個人計算機的優(yōu)勢 個人計算機是個標(biāo)準(zhǔn)的軟件硬件平臺。個人計算機以一個快速的步調(diào)提高者，同時越來越便宜，比plc功能多。當(dāng)今社會廣泛應(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個月的時間內(nèi)可被有效使用了。相比之下，新一代plc的硬件在2到3年的時間內(nèi)才可被有效使用。有至少16m內(nèi)存的pc是很常見，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)商那里買到的合理價格的標(biāo)準(zhǔn)外圍設(shè)備，例如cd rom驅(qū)動，聲卡，語言識別，聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等等。在很短的時間內(nèi)pc在全世界都可以從許多供貨商那里買到。 我們可以想象下一代工業(yè)控制應(yīng)該提供一個

12、開放的體系結(jié)構(gòu)和一個簡單的軟件開發(fā)環(huán)境。由于一個開放的體系結(jié)構(gòu)所提供的優(yōu)勢，遠(yuǎn)離封閉的專屬性的系統(tǒng)將成為一種趨勢。自從使用者不得不和一個特定的供應(yīng)廠商合作起，它帶來了很多靈活性。由于許多獨立的開發(fā)商在一直繼續(xù)提高pc兼容機的功能和它的軟件和硬件的使用簡單性，這帶來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，因為它的大的市場保證了一個富有競爭力環(huán)境和經(jīng)濟規(guī)模使價格達(dá)到它們的最低水平。 pc能夠提供一個整體上綜合吸收;plc、人機界面、程序終端機的功能的解決途徑。它能夠進行過程模擬、仿真，以至于完整的軟件程序開發(fā)可以不依賴于硬件而都獨立進行。他還能夠提供故障復(fù)雜檢修和診斷工具，可以對機

13、器狀態(tài)進行深入分析，針對故障提出產(chǎn)生的可能原因，推薦修理的辦法。當(dāng)控制系統(tǒng)正在運行的過程中你甚至可以運行成品的windows software 來進行數(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的采用時候有類似于和plc應(yīng)用一樣的原因，用于工業(yè)控制的pc也許會成功的得到廣泛推廣；當(dāng)今工程師們是非常精通計算機編程和應(yīng)用技術(shù)的。許多網(wǎng)站上已經(jīng)發(fā)布有重大的pc編程專業(yè)知識。典型的pc語言模型使它們自身更容易吸收流程圖技術(shù)和近來控制程序開發(fā)語言，例如連續(xù)函數(shù)表。個人計算機的劣勢 商業(yè)型的個人計算機正常情況下沒有被設(shè)計承受震動、振動、溫度、電氣噪音的能力，而這些因素經(jīng)常在制造車間是經(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的過程控制