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PLC的基本應(yīng)用

**初,，PLC主要用于開(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)量控制

PLC控制開(kāi)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(wàn)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(wèn)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(xiě)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(kāi)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(wú)法與其比擬的，就是它能方便并可靠地用于開(kāi)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(guò)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(kāi)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(guò)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)?？勺x寫(xiě)）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(kāi)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*可能的。控制的單位值可小到212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(kāi)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(kāi)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，*國(guó)家的金屬切削機(jī)床,，數(shù)控化的比率已超過(guò)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*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,。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(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*可以依NC的原理實(shí)現(xiàn)種種控制。

高,、中檔的PLC,，還開(kāi)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(xiàn)插補(bǔ)，可控制曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),。所以,，若PLC配置了這種單元，則*可以用NC的辦法,，進(jìn)行數(shù)字量的控制,。

新開(kāi)發(fā)的運(yùn)動(dòng)單元，甚至還發(fā)行了NC技術(shù)的編程語(yǔ)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(lái)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(lái),。

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(hù)曾使用PLC，用以實(shí)時(shí)記錄用戶(hù)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(hù)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)，*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(mén)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(méi)有，可用看門(mén)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(mén)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(guò)警戒值的情況下,，已收到動(dòng)作完成信號(hào)，則說(shuō)明控制對(duì)象工作正常,，無(wú)需報(bào)警。

若超時(shí),，說(shuō)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(mén)狗"看"著,，那系統(tǒng)的工作將了如指掌，出現(xiàn)了問(wèn)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*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(lái)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?？梢粚?duì)一PLC通訊,。可幾個(gè)PLC通訊,?？啥嗟綆资装?。

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**計(jì)算機(jī),、各種智能裝置也都可進(jìn)網(wǎng)?？捎每偩€(xiàn)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(wàn)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(xiàn)（（Line）再到面（Aero）,，使設(shè)備級(jí)的控制、生產(chǎn)線(xiàn)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(wú)限美好的前景,，已越來(lái)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(xiàn),，以至于整個(gè)工廠?？梢哉f(shuō),，工業(yè)控制的大小場(chǎng)合,，都離不開(kāi)PLC,。

一般講，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程可分為兩種類(lèi)型,；連續(xù)型生產(chǎn)過(guò)程（如化學(xué)工業(yè)）及非連續(xù)型,，即離散型生產(chǎn)過(guò)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(lèi)型的生產(chǎn)過(guò)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(méi)有不用到它的,。不僅工業(yè)生產(chǎn)用它,，一些非工業(yè)過(guò)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,，是PLC自身特點(diǎn)決定的，也是PLC技術(shù)不斷完善的結(jié)果,。