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3. 基本應用 最初,PLC主要用於開關量的邏輯控製。隨著PLC技術的進步,它的應用領域不斷擴大。 如今,PLC不僅用於開關量控製,還用於模擬量及數字量的控製,可采集與存儲數據,還可對控製係統進行監控;還可聯網、通訊,實現大範圍、跨地域的控製與管理。PLC已日益成為工業控製裝置家族中一個重要的角色。。 3.1用於開關量控製 PLC控製開關量的能力是很強的。所控製的入出點數,少的十幾點、幾十點,多的可到幾百、幾千,甚至幾萬點。由於它能聯網,點數幾乎不受限製,不管多少點都能控製。 所控製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de硬ying件jian結jie構gou是shi可ke變bian的de,軟ruan件jian程cheng序xu是shi可ke編bian的de,用yong於yu控kong製zhi時shi,非fei常chang靈ling活huo。必bi要yao時shi,可ke編bian寫xie多duo套tao,或huo多duo組zu程cheng序xu,依yi需xu要yao調tiao用yong。它ta很hen適shi應ying於yu工gong業ye現xian場chang多duo工gong況kuang、多狀態變換的需要。 用PLC進行開關量控製實例是很多的,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,也是別的控製器無法與其比擬的,就是它能方便並可靠地用於開關量的控製。 3.2用於模擬量控製 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製。 作為一種工業控製電子裝置,PLC若不能對這些量進行控製,那是一大不足。為此,各PLC廠家都在這方麵進行大量的開發。目前,不僅大型、中型機可以進行模擬量控製,就是小型機,也能進行這樣的控製。 PLC進行模擬量控製,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,然後送入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電路抗幹擾、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。 這裏的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、電流變化範圍多為0~5V,0~10V,4~20mA。有的還可處理正負值的。 這裏的D,小型機多為8位二進製數,中、大型多為12位二進製數。 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,餘下的處理都是數字量,這對有信息處理能力的PLC並不難。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,可對偏差製量進行比例、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實現模擬量控製是完全可能的。控製的單位值可小到212分之一的測量程值,多數也是足夠的。 PLC進行模擬量控製,還有A/D、D/A組合在一起的單元,並可用PID或模糊控製算法實現控製,可得到很高的控製質量。 用PLC進行模擬量控製的好處是,在進行模擬量控製的同時,開關量也可控製。這個優點是別的控製器所不具備的,或控製的實現不如PLC方便。 當然,若純為模擬量的係統,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。 3.3用於運動控製 實際的物理量,除了開關量、模擬量,還有運動控製。如機床部件的位移,常以數字量表示。 運動控製,有效的辦法是NC,即數字控製技術。這是50年代誕生於美國的基於計算機的控製技術。當今已很普及,並也很完善。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也是基於計算機的技術,並日益完善。故它也完全可以用於數字量控製。 PLC可接收計數脈衝,頻率可高達幾k到幾十k赫茲。可用多種方式接收這脈衝,還可多路接收。有的PLC還有脈衝輸出功能,脈衝頻率也可達幾十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)或脈衝伺服裝置(如環形分配器、功放、步進電機),則完全可以依NC的原理實現種種控製。 高、中檔的PLC,還開發有NC單元,或運動單元,可實現點位控製。運動單元還可實現曲線插補,可控製曲線運動。所以,若PLC配置了這種單元,則完全可以用NC的辦法,進行數字量的控製。 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進行數字控製提供了方便。 3.4用於數據采集 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衝數,並定時地轉存到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後,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,並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,鼓勵用戶在用電低穀時多用電,達到合理用電與節約用電的目的。 3.5用於信號監控 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,或對控製對象進行監控。 這裏介紹一種用PLC定時器作看門狗,對控製對象工作情況進行監控的思路。 如用PLC控kong製zhi某mou運yun動dong部bu件jian動dong作zuo,看kan施shi加jia控kong製zhi後hou動dong作zuo進jin行xing了le沒mei有you,可ke用yong看kan門men狗gou辦ban法fa實shi現xian監jian控kong。具ju體ti作zuo法fa是shi在zai施shi加jia控kong製zhi的de同tong時shi,令ling看kan門men狗gou定ding時shi器qi計ji時shi。如ru在zai規gui定ding的de時shi間jian內nei動dong作zuo完wan成cheng,即ji定ding時shi器qi未wei超chao過guo警jing戒jie值zhi的de情qing況kuang下xia,已yi收shou到dao動dong作zuo完wan成cheng信xin號hao,則ze說shuo明ming控kong製zhi對dui象xiang工gong作zuo正zheng常chang,無wu需xu報bao警jing。 若超時,說明不正常,可作相應處理。 如果控製對象的各重要控製環節,都用這樣一些看門狗"看"著,那係統的工作將了如指掌,出現了問題,卡在什麼環節上也很好查找。 haiyouqitayixiejiankonggongzuokezuo。duiyigefuzadekongzhixitong,tebieshizidongkongzhixitong,jiankongyizhijinyibunengzizhenduanshifeichangbiyaode。takejianshaoxitongdeguzhang,chuleguzhangyehaozhazhao,ketigaoleijipingjunwuguzhangyunxingshijian,jiangdiguzhangxiufushijian,tigaoxitongdekekaoxing。 3.6用於聯網、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進行控製的管理,使PLC用起來更方便。 為了充分發揮計算機的作用,可實行一台計算機控製與管理多台PLC,多的可達32台。也可一台PLC與兩台或更多的計算機通訊,交換信息,以實現多地對PLC控製係統的監控。 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。 可聯接成遠程控製係統,係統範圍麵可大到10公裏或更大。 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製造係統(CIMS)及智能化工廠發展的需要。它可使工業控製從點(Point)、到線((Line)再到麵(Aero),使設備級的控製、生產線的控製、工廠管理層的控製連成一個整體,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我們這一代人的麵前。 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,它的控製範圍也可大、可小。小的隻控製一個設備,甚至一個部件,一個站點;大的可控製多台設備,一條生產線,以至於整個工廠。可以說,工業控製的大小場合,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(如機械製造業)。前者生產對象是連續的,分不出件的;後者為離散的,一件件的。由於PLC有上述幾個方麵的應用,而且,控製的規模又可大、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已廣泛應用於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、電梯控製也用到它。農業的大棚環境參數調控,水利灌溉也用到它。 PLC能有上述幾個範圍廣泛的應用,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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