《電子技術應用》
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PLC在控制系統(tǒng)中的重要性

2018-02-22
關鍵詞: 控制系統(tǒng) PLC

  1,、用于開關量控制

  PLC控制開關量的能力是很強的,。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的硬件結構是可變的,,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,依需要調用,。它很適應于工業(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,,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量的控制。

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  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,轉換成數(shù)字量,,然后送入PLC;D/A單元,,是把PLC的數(shù)字量轉換成模擬量,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、內外電路隔離,、與輸入輸出繼電器(或內部繼電器,,它也是PLC工作內存的一個區(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,。

  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節(jié)器。

  3,、用于運動控制

  實際的物理量,,除了開關量、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,。這是50年代誕生于美國的基于計算機的控制技術,。當今已很普及,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,并日益完善,。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,若再配備相應的傳感器(如旋轉編碼器)或脈沖伺服裝置,,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技術的編程語言,,為更好地用PLC進行數(shù)字控制提供了方便。

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  4,、用于數(shù)據(jù)采集

  隨著PLC技術的發(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),并定時地轉存到DM區(qū)中去,。數(shù)據(jù)采集也可用A/D單元,,當模擬量轉換成數(shù)字量后,再定時地轉存到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,,或對控制對象進行監(jiān)控,。對一個復雜的控制系統(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)的結構推出,。

  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)多的對PLC控制系統(tǒng)的監(jiān)控,。PLC與PLC也可通訊,,可一對一PLC通訊,可幾個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,??陕?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,??山M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)間的結點可直接或間接地通訊、交換信息,。

  聯(lián)網(wǎng),、通訊,正適應了當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。

  以上幾點應用是著重從質上講的,。從量上講,,PLC有大、有小,。所以它的控制范圍也可大,、可小。小的只控制一個設備,,甚至一個部件,,一個站點;大的可控制多臺設備,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,。


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