《電子技術(shù)應(yīng)用》
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PLC的6大基本應(yīng)用

2017-05-16
關(guān)鍵詞: PLC 邏輯控制

  最初,PLC主要用于開關(guān)量的邏輯控制。隨著PLC技術(shù)的進步,,它的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大,。如今,,PLC不僅用于開關(guān)量控制,還用于模擬量及數(shù)字量的控制,,可采集與存儲數(shù)據(jù),,還可對控制系統(tǒng)進行監(jiān)控;還可聯(lián)網(wǎng)、通訊,,實現(xiàn)大范圍,、跨地域的控制與管理。PLC已日益成為工業(yè)控制裝置家族中一個重要的角色,。

  1,、用于開關(guān)量控制

  PLC控制開關(guān)量的能力是很強的。所控制的入出點數(shù),,少的十幾點,、幾十點,多的可到幾百,、幾千,,甚至幾萬點。由于它能聯(lián)網(wǎng),,點數(shù)幾乎不受限制,,不管多少點都能控制。

  所控制的邏輯問題可以是多種多樣的:組合的,、時序的;即時的,、延時的;不需計數(shù)的,需要計數(shù)的;固定順序的,,隨機工作的;等等,,都可進行。

  PLC的硬件結(jié)構(gòu)是可變的,,軟件程序是可編的,,用于控制時,非常靈活,。必要時,,可編寫多套,,或多組程序,,依需要調(diào)用。它很適應(yīng)于工業(yè)現(xiàn)場多工況,、多狀態(tài)變換的需要,。

  用PLC進行開關(guān)量控制實例是很多的,,冶金、機械,、輕工,、化工、紡織等等,,幾乎所有工業(yè)行業(yè)都需要用到它,。目前,PLC首用的目標(biāo),,也是別的控制器無法與其比擬的,,就是它能方便并可靠地用于開關(guān)量的控制。

  2,、用于模擬量控制

  模擬量,,如電流、電壓,、溫度,、壓力等等,它的大小是連續(xù)變化的,。工業(yè)生產(chǎn),,特別是連續(xù)型生產(chǎn)過程,常要對這些物理量進行控制,。

  作為一種工業(yè)控制電子裝置,,PLC若不能對這些量進行控制,那是一大不足,。為此,,各PLC廠家都在這方面進行大量的開發(fā)。目前,,不僅大型,、中型機可以進行模擬量控制,就是小型機,,也能進行這樣的控制,。

  PLC進行模擬量控制,要配置有模擬量與數(shù)字量相互轉(zhuǎn)換的A/D,、D/A單元,。它也是I/O單元,不過是特殊的I/O單元,。

  A/D單元是把外電路的模擬量,,轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,然后送入PLC,。D/A單元,,是把PLC的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量,,再送給外電路。

  作為一種特殊的I/O單元,,它仍具有I/O電路抗干擾,、內(nèi)外電路隔離,與輸入輸出繼電器(或內(nèi)部繼電器,,它也是PLC工作內(nèi)存的一個區(qū),。可讀寫)交換信息等等特點,。

  這里的A/D中的A,,多為電流,或電壓,,也有為溫度,。D/A中的A,多為電壓,,或電流,。電壓、電流變化范圍多為0~5V,,0~10V,,4~20mA。有的還可處理正負(fù)值的,。

  這里的D,,小型機多為8位二進制數(shù),中,、大型多為12位二進制數(shù),。

  A/D、D/A有單路,,也有多路,。多路占的輸入輸出繼電器多。

  有了A/D,、D/A單元,,余下的處理都是數(shù)字量,這對有信息處理能力的PLC并不難,。中,、大型PLC處理能力更強,不僅可進行數(shù)字的加,、減,、乘、除,,還可開方,,插值,還可進行浮點運算,。有的還有PID指令,,可對偏差制量進行比例、微分,、積分運算,,進而產(chǎn)生相應(yīng)的輸出。計算機能算的它幾乎都能算,。

  這樣,,用PLC實現(xiàn)模擬量控制是完全可能的??刂频膯挝恢悼尚〉?12分之一的測量程值,,多數(shù)也是足夠的。

  PLC進行模擬量控制,,還有A/D,、D/A組合在一起的單元,并可用PID或模糊控制算法實現(xiàn)控制,,可得到很高的控制質(zhì)量,。

  用PLC進行模擬量控制的好處是,在進行模擬量控制的同時,,開關(guān)量也可控制,。這個優(yōu)點是別的控制器所不具備的,或控制的實現(xiàn)不如PLC方便,。

  當(dāng)然,,若純?yōu)槟M量的系統(tǒng),用PLC可能在性能價格比上不如用調(diào)節(jié)器,。這也是應(yīng)當(dāng)看到的,。

  3、用于運動控制

  實際的物理量,,除了開關(guān)量,、模擬量,還有運動控制,。如機床部件的位移,,常以數(shù)字量表示。

  運動控制,,有效的辦法是NC,,即數(shù)字控制技術(shù)。這是50年代誕生于美國的基于計算機的控制技術(shù),。當(dāng)今已很普及,,并也很完善,。目前,先進國家的金屬切削機床,,數(shù)控化的比率已超過40%~80%,,有的甚至更高。

  PLC也是基于計算機的技術(shù),,并日益完善,。故它也完全可以用于數(shù)字量控制。

  PLC可接收計數(shù)脈沖,,頻率可高達幾k到幾十k赫茲,。可用多種方式接收這脈沖,,還可多路接收,。有的PLC還有脈沖輸出功能,脈沖頻率也可達幾十k,。有了這兩種功能,,加上PLC有數(shù)據(jù)處理及運算能力,若再配備相應(yīng)的傳感器(如旋轉(zhuǎn)編碼器)或脈沖伺服裝置(如環(huán)形分配器,、功放,、步進電機),則完全可以依NC的原理實現(xiàn)種種控制,。

  高,、中檔的PLC,還開發(fā)有NC單元,,或運動單元,,可實現(xiàn)點位控制。運動單元還可實現(xiàn)曲線插補,,可控制曲線運動,。所以,若PLC配置了這種單元,,則完全可以用NC的辦法,,進行數(shù)字量的控制。

  新開發(fā)的運動單元,,甚至還發(fā)行了NC技術(shù)的編程語言,,為更好地用PLC進行數(shù)字控制提供了方便。

  4,、用于數(shù)據(jù)采集

  隨著PLC技術(shù)的發(fā)展,,其數(shù)據(jù)存儲區(qū)越來越大。如德維森公司的PLC,其數(shù)據(jù)存儲區(qū)(DM區(qū))可達到9999個字,。這樣龐大的數(shù)據(jù)存儲區(qū),,可以存儲大量數(shù)據(jù)。

  數(shù)據(jù)采集可以用計數(shù)器,,累計記錄采集到的脈沖數(shù),,并定時地轉(zhuǎn)存到DM區(qū)中去。

  數(shù)據(jù)采集也可用A/D單元,,當(dāng)模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后,再定時地轉(zhuǎn)存到DM區(qū)中去,。

  PLC還可配置上小型打印機,,定期把DM區(qū)的數(shù)據(jù)打出來。

  PLC也可與計算機通訊,,由計算機把DM區(qū)的數(shù)據(jù)讀出,,并由計算機再對這些數(shù)據(jù)作處理。這時,,PLC即成為計算機的數(shù)據(jù)終端,。

  電力用戶曾使用PLC,用以實時記錄用戶用電情況,,以實現(xiàn)不同用電時間,、不同計價的收費辦法,鼓勵用戶在用電低谷時多用電,,達到合理用電與節(jié)約用電的目的,。

  5、用于信號監(jiān)控

  PLC自檢信號很多,,內(nèi)部器件也很多,,多數(shù)使用者未充分發(fā)揮其作用。

  其實,,完全可利用它進行PLC自身工作的監(jiān)控,,或?qū)刂茖ο筮M行監(jiān)控。

  這里介紹一種用PLC定時器作看門狗,,對控制對象工作情況進行監(jiān)控的思路,。

  如用PLC控制某運動部件動作,看施加控制后動作進行了沒有,,可用看門狗辦法實現(xiàn)監(jiān)控,。具體作法是在施加控制的同時,令看門狗定時器計時,。如在規(guī)定的時間內(nèi)動作完成,,即定時器未超過警戒值的情況下,已收到動作完成信號,則說明控制對象工作正常,,無需報警,。

  若超時,說明不正常,,可作相應(yīng)處理,。

  如果控制對象的各重要控制環(huán)節(jié),都用這樣一些看門狗“看”著,,那系統(tǒng)的工作將了如指掌,,出現(xiàn)了問題,卡在什么環(huán)節(jié)上也很好查找,。

  還有其它一些監(jiān)控工作可做,。對一個復(fù)雜的控制系統(tǒng),特別是自動控制系統(tǒng),,監(jiān)控以至進一步能自診斷是非常必要的,。它可減少系統(tǒng)的故障,出了故障也好查找,,可提高累計平均無故障運行時間,,降低故障修復(fù)時間,提高系統(tǒng)的可靠性,。

  6,、用于聯(lián)網(wǎng)、通訊

  PLC聯(lián)網(wǎng),、通訊能力很強,,不斷有新的聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)推出。

  PLC可與個人計算機相連接進行通訊,,可用計算機參與編程及對PLC進行控制的管理,,使PLC用起來更方便。

  為了充分發(fā)揮計算機的作用,,可實行一臺計算機控制與管理多臺PLC,,多的可達32臺。也可一臺PLC與兩臺或更多的計算機通訊,,交換信息,,以實現(xiàn)多地對PLC控制系統(tǒng)的監(jiān)控。

  PLC與PLC也可通訊,??梢粚σ籔LC通訊??蓭讉€PLC通訊,。可多到幾十、幾百,。

  PLC與智能儀表,、智能執(zhí)行裝置(如變頻器),也可聯(lián)網(wǎng)通訊,,交換數(shù)據(jù),,相互操作。

  可聯(lián)接成遠程控制系統(tǒng),,系統(tǒng)范圍面可大到10公里或更大,。

  可組成局部網(wǎng),不僅PLC,,而且高檔計算機,、各種智能裝置也都可進網(wǎng)??捎每偩€網(wǎng),,也可用環(huán)形網(wǎng),。網(wǎng)還可套網(wǎng),。網(wǎng)與網(wǎng)還可橋接。聯(lián)網(wǎng)可把成千上萬的PLC,、計算機,、智能裝置組織在一個網(wǎng)中。

  網(wǎng)間的結(jié)點可直接或間接地通訊,、交換信息,。

  聯(lián)網(wǎng)、通訊,,正適應(yīng)了當(dāng)今計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)及智能化工廠發(fā)展的需要,。它可使工業(yè)控制從點(Point)、到線((Line)再到面(Aero),,使設(shè)備級的控制,、生產(chǎn)線的控制、工廠管理層的控制連成一個整體,,進而可創(chuàng)造更高的效益,。這個無限美好的前景,已越來越清楚地展現(xiàn)在我們這一代人的面前,。

  以上幾點應(yīng)用是著重從質(zhì)上講的,。從量上講,PLC有大,、有小,。所以,它的控制范圍也可大、可小,。小的只控制一個設(shè)備,,甚至一個部件,一個站點;大的可控制多臺設(shè)備,,一條生產(chǎn)線,,以至于整個工廠??梢哉f,,工業(yè)控制的大小場合,都離不開PLC,。

  一般講,,工業(yè)生產(chǎn)過程可分為兩種類型;連續(xù)型生產(chǎn)過程(如化學(xué)工業(yè))及非連續(xù)型,即離散型生產(chǎn)過程(如機械制造業(yè)),。前者生產(chǎn)對象是連續(xù)的,,分不出件的;后者為離散的,一件件的,。由于PLC有上述幾個方面的應(yīng)用,,而且,控制的規(guī)模又可大,、可小,,所以,這兩種類型的生產(chǎn)過程都有其用武之地,。

  事實上,,PLC已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。從行業(yè)看,,冶金,、機械、化工,、輕工,、食品、建材等等,,幾乎沒有不用到它的,。不僅工業(yè)生產(chǎn)用它,一些非工業(yè)過程,,如樓宇自動化,、電梯控制也用到它。農(nóng)業(yè)的大棚環(huán)境參數(shù)調(diào)控,,水利灌溉也用到它,。

  PLC能有上述幾個范圍廣泛的應(yīng)用,,是PLC自身特點決定的,也是PLC技術(shù)不斷完善的結(jié)果,。


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