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PLC的6大基本應用

  • 分類: 技術論壇
  • 作者:
  • 來源:
  • 發布時間:2016-05-18
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【概要描述】 最初,PLC主要用于開關量的邏輯控制。隨著PLC技術的進步,它的應用領域不斷擴大。如今,PLC不僅用于開關量控制,還用于模擬量及數字量的控制,可采集與存儲數據,還可對控制系統進行監控;還可聯網、通訊,實現大范圍、跨地域的控制與管理。PLC已日益成為工業控制裝置家族中一個重要的角色。

PLC的6大基本應用

【概要描述】 最初,PLC主要用于開關量的邏輯控制。隨著PLC技術的進步,它的應用領域不斷擴大。如今,PLC不僅用于開關量控制,還用于模擬量及數字量的控制,可采集與存儲數據,還可對控制系統進行監控;還可聯網、通訊,實現大范圍、跨地域的控制與管理。PLC已日益成為工業控制裝置家族中一個重要的角色。

  • 分類: 技術論壇
  • 作者:
  • 來源:
  • 發布時間:2016-05-18
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詳情
最初,PLC主要用于開關量的邏輯控制。隨著PLC技術的進步,它的應用領域不斷擴大。如今,PLC不僅用于開關量控制,還用于模擬量及數字量的控制,可采集與存儲數據,還可對控制系統進行監控;還可聯網、通訊,實現大范圍、跨地域的控制與管理。PLC已日益成為工業控制裝置家族中一個重要的角色。
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,少的十幾點、幾十點,多的可到幾百、幾千,甚至幾萬點。由于它能聯網,點數幾乎不受限制,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;不需計數的,需要計數的;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。它很適應于工業現場多工況、多狀態變換的需要。
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,幾乎所有工業行業都需要用到它。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。
2、用于模擬量控制
模擬量,如電流、電壓、溫度、壓力等等,它的大小是連續變化的。工業生產,特別是連續型生產過程,常要對這些物理量進行控制。
作為一種工業控制電子裝置,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。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,轉換成數字量,然后送入PLC。D/A單元,是把PLC的數字量轉換成模擬量,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。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。有的還可處理正負值的。
這里的D,小型機多為8位二進制數,中、大型多為12位二進制數。
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,進而產生相應的輸出。計算機能算的它幾乎都能算。
這樣,用PLC實現模擬量控制是完全可能的。控制的單位值可小到212分之一的測量程值,多數也是足夠的。
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。這個優點是別的控制器所不具備的,或控制的實現不如PLC方便。
當然,若純為模擬量的系統,用PLC可能在性能價格比上不如用調節器。這也是應當看到的。
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,常以數字量表示。
運動控制,有效的辦法是NC,即數字控制技術。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。故它也完全可以用于數字量控制。
PLC可接收計數脈沖,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有數據處理及運算能力,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的原理實現種種控制。
高、中檔的PLC,還開發有NC單元,或運動單元,可實現點位控制。運動單元還可實現曲線插補,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,進行數字量的控制。
新開發的運動單元,甚至還發行了NC技術的編程語言,為更好地用PLC進行數字控制提供了方便。
4、用于數據采集
隨著PLC技術的發展,其數據存儲區越來越大。如德維森公司的PLC,其數據存儲區(DM區)可達到9999個字。這樣龐大的數據存儲區,可以存儲大量數據。
數據采集可以用計數器,累計記錄采集到的脈沖數,并定時地轉存到DM區中去。
數據采集也可用A/D單元,當模擬量轉換成數字量后,再定時地轉存到DM區中去。
PLC還可配置上小型打印機,定期把DM區的數據打出來。
PLC也可與計算機通訊,由計算機把DM區的數據讀出,并由計算機再對這些數據作處理。這時,PLC即成為計算機的數據終端。
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,達到合理用電與節約用電的目的。
5、用于信號監控
PLC自檢信號很多,內部器件也很多,多數使用者未充分發揮其作用。
其實,完全可利用它進行PLC自身工作的監控,或對控制對象進行監控。
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監控。具體作法是在施加控制的同時,令看門狗定時器計時。如在規定的時間內動作完成,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,可作相應處理。
如果控制對象的各重要控制環節,都用這樣一些看門狗“看”著,那系統的工作將了如指掌,出現了問題,卡在什么環節上也很好查找。
還有其它一些監控工作可做。對一個復雜的控制系統,特別是自動控制系統,監控以至進一步能自診斷是非常必要的。它可減少系統的故障,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,提高系統的可靠性。
6、用于聯網、通訊
PLC聯網、通訊能力很強,不斷有新的聯網的結構推出。
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,以實現多地對PLC控制系統的監控。
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、智能執行裝置(如變頻器),也可聯網通訊,交換數據,相互操作。
可聯接成遠程控制系統,系統范圍面可大到10公里或更大。
可組成局部網,不僅PLC,而且高檔計算機、各種智能裝置也都可進網。可用總線網,也可用環形網。網還可套網。網與網還可橋接。聯網可把成千上萬的PLC、計算機、智能裝置組織在一個網中。
網間的結點可直接或間接地通訊、交換信息。
聯網、通訊,正適應了當今計算機集成制造系統(CIMS)及智能化工廠發展的需要。它可使工業控制從點(Point)、到線((Line)再到面(Aero),使設備級的控制、生產線的控制、工廠管理層的控制連成一個整體,進而可創造更高的效益。這個無限美好的前景,已越來越清楚地展現在ibbgames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,一條生產線,以至于整個工廠。可以說,工業控制的大小場合,都離不開PLC。
一般講,工業生產過程可分為兩種類型;連續型生產過程(如化學工業)及非連續型,即離散型生產過程(如機械制造業)。前者生產對象是連續的,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用,而且,控制的規模又可大、可小,所以,這兩種類型的生產過程都有其用武之地。
事實上,PLC已廣泛應用于工業生產的各個領域。從行業看,冶金、機械、化工、輕工、食品、建材等等,幾乎沒有不用到它的。不僅工業生產用它,一些非工業過程,如樓宇自動化、電梯控制也用到它。農業的大棚環境參數調控,水利灌溉也用到它。
PLC能有上述幾個范圍廣泛的應用,是PLC自身特點決定的,也是PLC技術不斷完善的結果。

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