時間:2010-05-07 11:51:02來源:wuyue
最初,PLC主要用于開關(guān)量的邏輯控制。隨著PLC技術(shù)的進步,它的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大。
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,可采集與存儲數(shù)據(jù),還可對控制系統(tǒng)進行監(jiān)控;還可聯(lián)網(wǎng)、通訊,實現(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重要的角色。
1、用于開關(guān)量控制
PLC控制開關(guān)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。
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(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)存的一個區(qū)??勺x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(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(yīng)的輸出。計算機能算的它幾乎都能算。
3、用于數(shù)字量控制
實際的物理量,除了開關(guān)量、模擬量,還有數(shù)字量。如機床部件的位移,常以數(shù)字量表示。
數(shù)字量的控制,有效的辦法是NC,即數(shù)字控制技術(shù)。這是50年代誕生于美國的基于計算機的控制技術(shù)。當(dāng)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(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(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、步進電機),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(shù)的編程語言,為更好地用PLC進行數(shù)字控制提供了方便。
4、用于數(shù)據(jù)采集
隨著PLC技術(shù)的發(fā)展,其數(shù)據(jù)存儲區(qū)越來越大。如OMRON公司的PLC,前期產(chǎn)品C60P的DM區(qū)僅64個字,而后來的C60H達到1000個字;到了CQMI可多達6000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(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,再定時地轉(zhuǎn)存到DM區(qū)中去。
5、用于進行監(jiān)控
PLC自檢信號很多,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,完全可利用它進行PLC自身工作的監(jiān)控,或?qū)刂茖ο筮M行監(jiān)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(jiān)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(xiàn)監(jiān)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(guī)定的時間內(nèi)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(yīng)處理。
如果控制對象的各重要控制環(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。對一個復(fù)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(fù)時間,提高系統(tǒng)的可靠性。
PLC聯(lián)網(wǎng)、通訊能力很強,不斷有新的聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)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)多地對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。
可聯(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。
可組成局部網(wǎng),不僅PLC,而且高檔計算機、各種智能裝置也都可進網(wǎng)。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、計算機、智能裝置組織在一個網(wǎng)中。
網(wǎng)間的結(jié)點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(shè)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(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。小的只控制一個設(shè)備,甚至一個部件,一個站點;大的可控制多臺設(shè)備,一條生產(chǎn)線,以至于整個工廠。可以說,工業(yè)控制的大小場合,都離不開PLC。
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