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PLC在電氣自動化控製係統中的各種應用

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PLC在電氣自動化控製係統中的各種應用

發布日期:2019-06-01 作者: 點擊:

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的硬件結構是可變的,軟件程序是可編的,用於控製時,非常靈活。必要時可編寫多套或多組程序,依需要調用。它很適應於工業現場多工況、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。

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。

    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

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。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,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。

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。

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。對一個複雜的控製係統,特別是自動控製係統,監控以至進一步能自診斷是非常必要的,它可減少係統的故障,出了故障也好查找,可提高累計平均無故障運行時間,降低故障修複時間,提高係統的可靠性。

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,以實現多的對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。



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開關量

模擬量

預接線係統


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