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            PLC控制系統在電氣自動化中的作用

            2020-06-24

            一、用于開關控制


            PLC控制開關的能力很強??刹倏v的出入境點數量不到十個點、幾十個點,更多的可以是幾百個、幾千個,甚至幾萬個點。因為它可以聯網,所以點幾乎是無限的,不管可以控制多少點。操作的邏輯問題可以是多種多樣的:可以進行組合、順序、立即、延遲、不計數、需求計數、固定順序、隨機操作等。


            PLC控制系統的硬件結構是可變的,軟件程序是可編輯的。用于控制時非常靈活。必要時,可以根據需要編寫和調用多個程序集或程序集。它非常適應工業現場多種工況、多種狀態變化的需要。


            在開關控制、冶金、機械、輕工、化工、紡織等行業中,使用PLC的例子很多,幾乎所有的工業職業都需要用到PLC。目前,可編程序控制器的首要目標也是其它控制器所無法比擬的,即可以方便、可靠地用于開關的控制。


            二、用于模擬控制


            模擬量,如電流、電壓、溫度、壓力等,其大小依次變化。工業生產,特別是連續的生產過程,常常要控制這些物理量。


            作為一種工業控制電子設備,如果PLC不能控制這些量,那就是一個大問題。為此,PLC廠商在這方面進行了大量的開發?,F在,不僅大中型機器可以模擬控制,小型機器也可以。PLC進行模擬量控制,必須配備模擬量與數字量相互轉換的A/D、D/A單元。它也是一個I/O單元,但它是一個特殊的I/O單元。


            A/D單元是將外部電路的模擬量轉換成數字量,然后發送給PLC;D/A單元是將PLC的數字量轉換成模擬量,然后發送給外部電路。作為一種特殊的I/O單元,它還具有I/O電路抗干擾、內外電路阻塞、I/O繼電器(或內部繼電器,它也是PLC工作存儲器的一個區域,可以讀寫)交換信息等特點。


            A/D中的A主要是電流、電壓和溫度。D/A中的A主要是電壓或電流。電壓、電流變化的幅度多為0~5V、0~10V、4~20mA,有的還可以處理正負值。在這里,D,小型計算機大多是8位二進制數,中型和大型計算機大多是12位二進制數。A/D和D/A有單通道和多通道。多通道有許多輸入和輸出繼電器。對于A/D和D/A單元,其余的處理是數字的,這對于具有信息處理能力的可編程邏輯控制器來說并不困難。大中型可編程邏輯控制器的處理能力更強,不僅可以進行加減乘除運算,還可以進行平方、插值、浮點運算,有的還具有PID指令,可以共享誤差控制。,微分和積分運算,以及相應的輸出,幾乎可以通過計算函數進行計算。


            這樣,完全可以用PLC完成模擬控制。


            PLC進行模擬控制,有A/D和D/A相結合的單元,可采用PID或模糊控制算法進行控制,控制質量高。使用PLC進行模擬控制的優點是,在進行模擬控制的同時,還可以控制開關量。這種優勢在其他控制器中是不可用的,或者控制不如PLC方便。當然,如果系統是純模擬的,使用PLC在性能和價格上可能不如調節器。

            三、用于運動控制


            實際物理量,除開關量、模擬量、運動控制外。如機床零件的位移,通常用數字量表示。運動控制,一種有用的方法是數控,即數字控制技術。這是一種基于計算機的控制技術,誕生于20世紀50年代的美國,今天它非常流行和完美。


            現在,先進的金屬切削機床,數控的比例已經超過40%到80%,有的甚至更高。PLC也是以計算機技術為基礎,并日益得到提高。PLC可以接收計數脈沖,頻率可以高達幾千到幾十赫茲,這種脈沖可以多種方式接收,也可以多種方式接收。有些可編程邏輯控制器還具有脈沖輸出功能,脈沖頻率也可達到幾十k。有了這兩個功能,再加上可編程邏輯控制器具有數據處理和計算能力,如果配備了相應的傳感器(如旋轉編碼器)或脈沖伺服,設備完全可以根據數控原理進行各種操作。


            中高檔可編程邏輯控制器也可與數控單元或運動單元一起開發,完成點控制。運動單元還可以完成曲線的插值,控制曲線的運動。因此,如果PLC配備了這樣一個單元,就可以充分利用數控方法進行數字控制。新開發的運動單元甚至數控編程語言已經發布,為用PLC實現更好的數字控制提供了方便。


            四、用于數據收集


            隨著PLC技術的發展,其數據存儲面積越來越大。例如,迪凡公司的PLC,其數據存儲區(DM區)可達9999字。如此巨大的數據存儲區域可以存儲大量的數據。數據采集可以使用計數器來累積采集的脈沖數,并將它們按時傳輸到DM區域。A/D單元也可用于數據采集。模擬量轉換成數字量后,會準時傳送到DM區??删幊踢壿嬁刂破鬟€可以配備一臺小型打印機,定期打印數據管理區的數據。


            PLC還可以與計算機通信,計算機讀取DM區的數據,然后計算機對數據進行處理。此時,PLC成為計算機的數據終端。


            電力用戶利用PLC實時記錄用戶用電量,在不同時間、不同價格完成不同的充電方式,鼓勵用戶在用電量較低時多用電,達到合理用電、節電的目的。


            五、用于信號監測


            PLC自檢信號多,內部設備多,多數用戶沒有充分發揮其作用。實際上,它可以用來監視PLC本身的運行,或者監視被控制的對象。對于一個復雜的控制系統,特別是自動控制系統,需要進行監測和進一步的自診斷。它可以減少系統的故障,便于查找故障。它可以增加累計平均無故障運行時間,減少故障修復。始終提高系統的可靠性。

            六、用于網絡和通信


            PLC的組網和通信能力非常強,新的網絡結構不斷被引入。


            可編程控制器可與上位機進行通訊,并可利用上位機參與可編程控制器的編程和控制,使可編程控制器的使用更加方便。


            為了充分發揮計算機的作用,一臺計算機可以用來控制和管理多個可編程邏輯控制器,最多32個。一臺PLC還可以與兩臺或多臺計算機通信,交換信息,完成對PLC控制系統的監控??删幊绦蚩刂破骱涂删幊绦蚩刂破饕部梢酝ㄐ?,一對一的可編程序控制器通信,可以與多個可編程序控制器通信,可以多達幾十個或幾百個。


            PLC與智能儀表、智能執行設備(如變頻器)也可以在互聯網上相互通信,進行數據交換和操作。它可以與遠程控制系統相連,系統規??蛇_10公里以上。它不僅可以構成一個局域網,一個PLC,而且可以構成先進的計算機和各種智能設備??捎每偩€網絡,也可使用環網。網絡也可以嵌套。網絡也可以橋接。網絡可以在一個網絡中安排數千個可編程邏輯控制器、計算機和智能設備。網絡之間的節點可以直接或間接地通信或交換信息。


            網絡化和通信技術正逐漸適應當今計算機集成制造系統(CIMS)和智能工廠的需求。它可以實現從點(點)、線(線)到面(氣)的工業控制,使設備級控制、生產線控制、工廠管理層控制一體化,創造更高的效益。這一無限美好的愿景越來越清晰地展現在我們這一代人面前。


            以上應用主要是定性的。從數量上看,PLC有大有小。因此,其控制規模也可以大也可以小。小的只能控制一個設備,甚至一個組件,一個站點;大的可以控制多個設備,一條生產線,甚至整個工廠??梢哉f,大大小小的工業控制場合都離不開PLC。


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