01 开关控制
PLC控制开关量的能力很强。 可控进出点的数量少则十几个、几十个,多则数百、数千、甚至数万点。 因为可以连接互联网,所以点数几乎是无限的。 不管是多少点,都是可以控制的。 控制逻辑问题可以多种多样:组合、定时、实时、延时、无需计数、需要计数、固定顺序、随机工作等,都可以进行。
PLC的硬件结构是可变的,软件程序是可编程的。 用于控制时非常灵活。 如果需要,可以根据需要编写多套或多组程序并调用。 非常适合工业现场多工况、多状态变化的需要。
使用PLC进行开关控制的例子有很多,包括冶金、机械、轻工、化工、纺织等,几乎所有工业行业都需要它。 目前PLC的首要目标是能够方便、可靠地控制开关量,这是其他控制器无法比拟的。
02 用于模拟控制
电流、电压、温度、压力等模拟量的大小不断变化。 工业生产,尤其是连续生产过程,往往需要对这些物理量进行控制。
PLC作为工业控制电子设备,如果不能控制这些量,将是一大短板。 因此,各个PLC厂商都在这方面进行了大量的开发。 目前不仅大中型计算机可以进行模拟控制,小型计算机也可以进行这样的控制。 对于模拟量控制,PLC必须配备A/D和D/A单元,用于模拟量和数字量的转换。 它也是一个I/O单元,但是是一个特殊的I/O单元。
A/D单元将外部电路的模拟量转换为数字量,然后发送给PLC; D/A单元将PLC的数字量转换为模拟量,然后发送到外部电路。 作为一种特殊的I/O单元,它仍然具有I/O电路抗干扰、内外电路隔离、与输入输出继电器(或内部继电器,这也是PLC工作存储器和PLC的一个区域)交换信息。可读写)等特点。
这里A/D中的A主要是电流、电压、温度。 D/A中的A大部分是电压或电流。 电压、电流变化范围多为0~5V、0~10V、4~20mA,有的还可以处理正值和负值。 这里的D对于小型计算机多为8位二进制数,对于中型和大型计算机多为12位二进制数。 A/D和D/A有单通道或多通道。 多个通道代表多个输入和输出继电器。 有了A/D和D/A单元,剩下的处理全部是数字化的,这对于有信息处理能力的PLC来说并不困难。 中大型PLC具有较强的处理能力。 它们不仅可以进行数字加、减、乘、除运算,还可以进行平方根和插值运算。 它们还可以执行浮点运算。 有的带有PID指令,可以比例偏差控制量。 、微分、积分运算,然后产生相应的输出。 它几乎可以计算计算机可以计算的任何东西。
这样,完全可以利用PLC来实现模拟量控制。
PLC进行模拟量控制,有A/D和D/A组合的单元。 可以采用PID或模糊控制算法来实现控制,可以达到较高的控制质量。 采用PLC进行模拟量控制的优点是在进行模拟量控制的同时,还可以控制开关量。 这个优点是其他控制器所不具备的,或者说控制实现不如PLC方便。 当然,如果是纯模拟系统,使用PLC可能不如使用调节器划算。
03 运动控制
实际物理量包括开关量、模拟量、运动控制等。 例如,机床部件的位移常常用数字量来表示。 对于运动控制,有效的方法是NC,即数字控制技术。 这是20世纪50年代诞生于美国的基于计算机的控制技术。 如今它非常流行且完美。
目前,先进国家金属切削机床的数控化率已超过40%~80%,有的甚至更高。 PLC 也是一种基于计算机的技术,并且变得越来越复杂。 PLC可以接收计数脉冲,频率可以高达几千赫兹到几十千赫兹。 这个脉冲可以通过多种方式接收,也可以通过多种方式接收。 有些PLC还具有脉冲输出功能,脉冲频率也可以达到几十k。 有了这两个功能,再加上PLC的数据处理和计算能力,如果配备相应的传感器(如旋转编码器)或脉冲伺服装置,就完全可以按照NC的原理实现各种控制。
高中档PLC也开发了NC单元或运动单元来实现点控制。 运动单元还可以实现曲线插补,控制曲线运动。 因此,如果PLC配备了这样的单元,就可以用NC方法来控制数字量。 新开发的运动单元甚至发布了NC技术的编程语言,使得使用PLC进行数字控制变得更加容易。
04 数据收集
随着PLC技术的发展,其数据存储面积越来越大。 例如,Deveson公司的PLC的数据存储区(DM区)最多可达9999字。 如此巨大的数据存储区可以存储大量的数据。 数据采集可以使用计数器对采集到的脉冲数进行累加和记录,并定期传送到DM区。 A/D 单元也可用于数据采集。 模拟量转换为数字量后,定期传送到DM区。 PLC还可以配备小型打印机,定期打印出DM区的数据。
PLC还可以与计算机进行通讯,计算机读取DM区的数据,计算机对数据进行处理。 此时PLC就成为计算机的数据终端。
电力用户过去利用PLC实时记录用户用电情况,实行不同用电次数、不同电价的收费方式,鼓励用户在用电低时多用电,达到合理用电的目的并节省电力。
05 用于信号监测
PLC自检信号较多,内部器件较多,但大多数用户并没有充分发挥其功能。 事实上,它可以用来监控PLC本身的工作情况,也可以用来监控控制对象。 对于复杂的控制系统,特别是自动控制系统,监控甚至进一步的自诊断是非常必要的。 可以减少系统故障,更容易发现故障,增加累计平均无故障运行时间,减少故障修复。 是时候提高系统的可靠性了。
06 用于网络和通信
PLC具有强大的联网和通讯能力,新的联网结构不断推出。
PLC可以与个人计算机连接进行通讯,利用计算机参与PLC的编程和控制管理,使PLC的使用更加方便。
为了充分发挥计算机的作用,一台计算机可以控制和管理多台PLC,最多可达32台PLC。 一台PLC还可以与两台或多台计算机通讯,交换信息,实现PLC控制系统的多重监控。 PLC之间还可以相互通信,一对一的PLC通信,也可以几个PLC通信,数量可以是几十个,也可以是几百个。
PLC、智能仪表、智能执行设备(如变频器)也可以通过互联网进行通信、交换数据、相互操作。 可连接组成远程控制系统,系统范围可达10公里以上。 可以组成本地网络,不仅PLC,高端计算机和各种智能设备都可以进入网络。 可以采用总线网或环网。 网也可以当网用。 网络也可以桥接。 网络可以将数千个PLC、计算机和智能设备组织成一个网络。 网络之间的节点可以直接或间接地进行通信和交换信息。
网络和通信正在满足当今计算机集成制造系统(CIMS)和智能工厂的发展需求。 它可以使工业控制从点到线,再到空中,将设备级控制、生产线控制、工厂管理控制融为一体,从而创造更高的控制水平。 好处。 这种无限光明的前景对于我们这一代人来说已经越来越清晰。
以上应用要点均以质量为主。 从数量上来说,PLC有大型和小型之分。 因此,其控制范围可大可小。 小的只控制一台设备,甚至一个部件,或者一个站点; 大的可以控制多台设备、一条生产线,甚至整个工厂。 可以说,工业控制场合无论大大小小,都离不开PLC。