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PLC的基本應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2020-08-18人氣:68

  最初

,PLC主要用于開關(guān)量的邏輯控制。隨著PLC技術(shù)的進(jìn)步
,它的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)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(chǔ)數(shù)據(jù),還可對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控;還可聯(lián)網(wǎng)
、通訊
,實(shí)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(gè)重要的角色
。。

  3.1用于開關(guān)量控制

  PLC控制開關(guān)量的能力是很強(qiáng)的

。所控制的入出點(diǎn)數(shù)
,少的十幾點(diǎn)、幾十點(diǎn)
,多的可到幾百
、幾千,甚至幾萬點(diǎn)
。由于它能聯(lián)網(wǎng)
,點(diǎn)數(shù)幾乎不受限制,不管多少點(diǎn)都能控制

  所控制的邏輯問題可以是多種多樣的:組合的

、時(shí)序的;即時(shí)的
、延時(shí)的;不需計(jì)數(shù)的,需要計(jì)數(shù)的;固定順序的
,隨機(jī)工作的;等等
,都可進(jìn)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(shí)
,非常靈活
。必要時(shí),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(chǎng)多工況
、多狀態(tài)變換的需要

  用PLC進(jìn)行開關(guān)量控制實(shí)例是很多的,冶金

、機(jī)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

  3.2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(duì)這些物理量進(jìn)行控制

  作為一種工業(yè)控制電子裝置

,PLC若不能對(duì)這些量進(jìn)行控制,那是一大不足
。為此
,各PLC廠家都在這方面進(jìn)行大量的開發(fā)
。目前,不僅大型
、中型機(jī)可以進(jìn)行模擬量控制
,就是小型機(jī),也能進(jìn)行這樣的控制

  PLC進(jìn)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(gè)區(qū)
。可讀寫)交換信息等等特點(diǎn)

  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(jī)多為8位二進(jìn)制數(shù),中
、大型多為12位二進(jìn)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(duì)有信息處理能力的PLC并不難。中
、大型PLC處理能力更強(qiáng)
,不僅可進(jìn)行數(shù)字的加、減
、乘、除
,還可開方
,插值,還可進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算
。有的還有PID指令
,可對(duì)偏差制量進(jìn)行比例、微分
、積分運(yùn)算
,進(jìn)而產(chǎn)生相應(yīng)的輸出。計(jì)算機(jī)能算的它幾乎都能算

  這樣

,用PLC實(shí)現(xiàn)模擬量控制是完全可能的?div id="m50uktp" class="box-center"> ?刂频膯挝恢悼尚〉?12分之一的測(cè)量程值
,多數(shù)也是足夠的。

  PLC進(jìn)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(shí)現(xiàn)控制
,可得到很高的控制質(zhì)量

  用PLC進(jìn)行模擬量控制的好處是,在進(jìn)行模擬量控制的同時(shí)

,開關(guān)量也可控制
。這個(gè)優(yōu)點(diǎn)是別的控制器所不具備的,或控制的實(shí)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(jià)格比上不如用調(diào)節(jié)器。這也是應(yīng)當(dāng)看到的

  3.3用于運(yùn)動(dòng)控制

  實(shí)際的物理量

,除了開關(guān)量、模擬量
,還有運(yùn)動(dòng)控制
。如機(jī)床部件的位移,常以數(shù)字量表示

  運(yùn)動(dòng)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(guó)的基于計(jì)算機(jī)的控制技術(shù)
。當(dāng)今已很普及,并也很完善
。目前
,先進(jìn)國(guó)家的金屬切削機(jī)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(jì)算機(jī)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(jì)數(shù)脈沖,頻率可高達(dá)幾k到幾十k赫茲

?div id="4qifd00" class="flower right">
?捎枚喾N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(dá)幾十k。有了這兩種功能
,加上PLC有數(shù)據(jù)處理及運(yùn)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(jìn)電機(jī))
,則完全可以依NC的原理實(shí)現(xiàn)種種控制。

  高

、中檔的PLC
,還開發(fā)有NC單元,或運(yùn)動(dòng)單元,可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位控制
。運(yùn)動(dòng)單元還可實(shí)現(xiàn)曲線插補(bǔ)
,可控制曲線運(yùn)動(dòng)。所以
,若PLC配置了這種單元
,則完全可以用NC的辦法,進(jìn)行數(shù)字量的控制

  新開發(fā)的運(yùn)動(dòng)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(jìn)行數(shù)字控制提供了方便

  3.4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(chǔ)區(qū)越來越大。如德維森公司的PLC
,其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)(DM區(qū))可達(dá)到9999個(gè)字
。這樣龐大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū),可以存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)

  數(shù)據(jù)采集可以用計(jì)數(shù)器

,累計(jì)記錄采集到的脈沖數(shù),并定時(shí)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(shí)地轉(zhuǎn)存到DM區(qū)中去

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

  PLC也可與計(jì)算機(jī)通訊

,由計(jì)算機(jī)把DM區(qū)的數(shù)據(jù)讀出,并由計(jì)算機(jī)再對(duì)這些數(shù)據(jù)作處理
。這時(shí)
,PLC即成為計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)終端。

  電力用戶曾使用PLC

,用以實(shí)時(shí)記錄用戶用電情況
,以實(shí)現(xiàn)不同用電時(shí)間、不同計(jì)價(jià)的收費(fèi)辦法
,鼓勵(lì)用戶在用電低谷時(shí)多用電
,達(dá)到合理用電與節(jié)約用電的目的。

  3.5用于信號(hào)監(jiān)控

  PLC自檢信號(hào)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(shí)

,完全可利用它進(jìn)行PLC自身工作的監(jiān)控
,或?qū)刂茖?duì)象進(jìn)行監(jiān)控

  這里介紹一種用PLC定時(shí)器作看門狗,對(duì)控制對(duì)象工作情況進(jìn)行監(jiān)控的思路

  如用PLC控制某運(yùn)動(dòng)部件動(dòng)作

,看施加控制后動(dòng)作進(jìn)行了沒有,可用看門狗辦法實(shí)現(xiàn)監(jiān)控
。具體作法是在施加控制的同時(shí)
,令看門狗定時(shí)器計(jì)時(shí)。如在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)動(dòng)作完成
,即定時(shí)器未超過警戒值的情況下
,已收到動(dòng)作完成信號(hào),則說明控制對(duì)象工作正常
,無需報(bào)警

  若超時(shí),說明不正常

,可作相應(yīng)處理

  如果控制對(duì)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(duì)一個(gè)復(fù)雜的控制系統(tǒng),特別是自動(dòng)控制系統(tǒng)
,監(jiān)控以至進(jìn)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(jì)平均無故障運(yùn)行時(shí)間
,降低故障修復(fù)時(shí)間,提高系統(tǒng)的可靠性

  3.6用于聯(lián)網(wǎng)

、通訊

  PLC聯(lián)網(wǎng)、通訊能力很強(qiáng)

,不斷有新的聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)推出

  PLC可與個(gè)人計(jì)算機(jī)相連接進(jìn)行通訊,可用計(jì)算機(jī)參與編程及對(duì)PLC進(jìn)行控制的管理

,使PLC用起來更方便

  為了充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的作用,可實(shí)行一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制與管理多臺(tái)PLC,多的可達(dá)32臺(tái)

。也可一臺(tái)PLC與兩臺(tái)或更多的計(jì)算機(jī)通訊
,交換信息,以實(shí)現(xiàn)多地對(duì)PLC控制系統(tǒng)的監(jiān)控

  PLC與PLC也可通訊

。可一對(duì)一PLC通訊
?div id="jfovm50" class="index-wrap">?蓭讉€(gè)PLC通訊?div id="jfovm50" class="index-wrap">?啥嗟綆资?div id="jfovm50" class="index-wrap">、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(yuǎn)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(jì)算機(jī)
、各種智能裝置也都可進(jìn)網(wǎng)
。可用總線網(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(jì)算機(jī)
、智能裝置組織在一個(gè)網(wǎng)中

  網(wǎng)間的結(jié)點(diǎn)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(jì)算機(jī)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(diǎn)(Point)
、到線((Line)再到面(Aero),使設(shè)備級(jí)的控制、生產(chǎn)線的控制
、工廠管理層的控制連成一個(gè)整體
,進(jìn)而可創(chuàng)造更高的效益。這個(gè)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(diǎn)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(gè)設(shè)備
,甚至一個(gè)部件
,一個(gè)站點(diǎn);大的可控制多臺(tái)設(shè)備,一條生產(chǎn)線
,以至于整個(gè)工廠
。可以說
,工業(yè)控制的大小場(chǎng)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(jī)械制造業(yè))
。前者生產(chǎn)對(duì)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(gè)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(shí)上,PLC已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域

。從行業(yè)看
,冶金、機(jī)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(dòng)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(gè)范圍廣泛的應(yīng)用

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