可編程限位開關(guān)：歷史沿革
——源自Autotech Controls…PLS技術(shù)命名者與發(fā)明者
20世紀(jì)70年代初，自動(dòng)化制造環(huán)境中使用的許多機(jī)器仍依賴旋轉(zhuǎn)凸輪開關(guān)或限位開關(guān)來檢測(cè)機(jī)械位置，并通過硬接線繼電器控制面板實(shí)現(xiàn)操作控制。即使是最微小的控制邏輯變更，也需要對(duì)繼電器控制面板進(jìn)行大量改造。由于每套控制邏輯都需定制硬件，新控制系統(tǒng)的開發(fā)效率極低。此外，為適應(yīng)新配置而調(diào)整機(jī)器凸輪設(shè)定往往需要數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天的停機(jī)時(shí)間。
70年代中期，新一代控制系統(tǒng)的出現(xiàn)解決了這些問題。可編程邏輯控制器（PLC）取代了繼電器控制面板，而AVG Automation公司則發(fā)明了電子式可編程限位開關(guān)（PLS）來替代機(jī)械凸輪觸發(fā)限位開關(guān)。PLS系統(tǒng)由安裝在旋轉(zhuǎn)凸輪限位開關(guān)位置的絕對(duì)位置傳感器，以及裝配于控制面板內(nèi)的可編程電子元件組成。PLS技術(shù)的問世使得凸輪設(shè)定調(diào)整時(shí)間從數(shù)小時(shí)縮短至幾分鐘，并能在機(jī)器運(yùn)行過程中實(shí)時(shí)優(yōu)化設(shè)定值。
PLS與PLC的組合在工廠自動(dòng)化中取得巨大成功，現(xiàn)已成為多種機(jī)械的標(biāo)準(zhǔn)配置。憑借其高速高精度特性，PLS可精準(zhǔn)控制高速機(jī)械運(yùn)作，并為PLC提供精確的時(shí)序、位置或轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)；而PLC則負(fù)責(zé)低速功能控制及整機(jī)協(xié)調(diào)管理。
自70年代中后期起，工業(yè)用戶一直希望將PLS與PLC集成至單一控制單元。雖然業(yè)界多次嘗試將絕對(duì)位置編碼器/旋轉(zhuǎn)變壓器直接接入PLC，但成效有限。阻礙PLC實(shí)現(xiàn)PLS功能的兩大技術(shù)瓶頸在于：
高速變化的位置數(shù)據(jù)與PLC輸入掃描的同步問題
PLC的掃描周期速度限制
數(shù)據(jù)不同步可能導(dǎo)致位置信息偶發(fā)性誤讀。AVG Automation于1978年發(fā)明的PC握手模塊雖解決了同步問題，但外置模塊的設(shè)計(jì)背離了”單一控制箱”的整合理念。即便現(xiàn)代PLC運(yùn)算速度不斷提升，其處理位置傳感器數(shù)據(jù)的能力仍存在理論極限——例如5毫秒掃描周期下僅支持33rpm轉(zhuǎn)速（V級(jí)分辨率）。
80年代初，由PLS（負(fù)責(zé)高速響應(yīng)與快速設(shè)定）與PLC（負(fù)責(zé)控制邏輯與智能組網(wǎng)）組成的協(xié)同系統(tǒng)代表著當(dāng)時(shí)機(jī)器控制的最高水平。直到1987年初，AVG Automation推出的MacroPLS以革命性的系統(tǒng)架構(gòu)和技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)了”單一控制箱”的行業(yè)愿景。這款首創(chuàng)集成梯形圖邏輯與數(shù)學(xué)指令集的PLS產(chǎn)品，憑借直連高速旋轉(zhuǎn)變壓器接口和100微秒可重復(fù)執(zhí)行的3K繼電器梯形邏輯，成為引領(lǐng)技術(shù)跨越的里程碑。
工作原理
PLS系統(tǒng)由安裝在機(jī)器驅(qū)動(dòng)軸上的位置傳感器（AVG Automation采用輸出模擬位置信號(hào)的旋轉(zhuǎn)變壓器）和可編程控制單元組成?？刂茊卧獌?nèi)置比率式跟蹤轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)數(shù)字化，通過前面板顯示實(shí)時(shí)位置，并與預(yù)設(shè)的停留設(shè)定值比對(duì)。當(dāng)工藝周期到達(dá)這些設(shè)定點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)觸發(fā)輸出信號(hào)啟停相關(guān)功能。
用戶可直接通過控制面板的指輪開關(guān)或鍵盤輸入設(shè)定凸輪限位參數(shù)，徹底告別攀爬設(shè)備手動(dòng)調(diào)整凸輪的繁瑣作業(yè)，并能在線實(shí)時(shí)微調(diào)?，F(xiàn)代PLS還具備零位偏移校正、動(dòng)態(tài)歸零、可編程速率偏移等高級(jí)功能：零位偏移特性便于操作員對(duì)齊傳感器與機(jī)械零點(diǎn)；動(dòng)態(tài)歸零和ModZ功能支持獨(dú)立調(diào)整選定通道的零位基準(zhǔn)；可編程速率偏移（ROF）則能自動(dòng)補(bǔ)償因機(jī)器速度波動(dòng)引起的設(shè)定點(diǎn)偏差。
AVG Automation的微處理器PLS采用專利DMA技術(shù)，通過查找表實(shí)現(xiàn)行業(yè)領(lǐng)先的85微秒處理20,000個(gè)設(shè)定點(diǎn)的超高速性能。
