plc的作用
基于plc的特點(diǎn),plc已得到廣泛的應(yīng)用。目前主要是:
1.用于順序控制
順序控制是根占有關(guān)輸進(jìn)開關(guān)量確當(dāng)前與歷史的狀況,產(chǎn)生所要求的開關(guān)量輸出,以使系統(tǒng)能按一定順序工作。這是系統(tǒng)工作最基本的控制。也是離散生產(chǎn)過程最常用的控制。
常用的順序控制有:
隨機(jī)控制,根據(jù)隨機(jī)出現(xiàn)的條件實(shí)施控制;
動(dòng)作控制,根據(jù)動(dòng)作完成的情況實(shí)施控制;
時(shí)間控制,根據(jù)時(shí)間推進(jìn)的進(jìn)程實(shí)施控制;
計(jì)數(shù)控制,根據(jù)累計(jì)計(jì)數(shù)的情況實(shí)施控制;
混合控制,包含有以上幾種控制的組合;
還有不同以上的其它控制,等等。
使用plc實(shí)現(xiàn)順序控制是plc的初衷,也是它的強(qiáng)項(xiàng)。在順序控制領(lǐng)域,至今還沒有別的控制器能夠取代它。
2.用于過程控制
過程控制要用到模擬量。模擬量一般是指連續(xù)變化的量,如電流、電壓、溫度、壓力等物理量。過程控制的目的就是,根占有關(guān)模擬量確當(dāng)前與歷史的輸進(jìn)狀況,產(chǎn)生所要求的開關(guān)量、或模擬量輸出,以使系統(tǒng)工作參數(shù)能按一定要求工作。是連續(xù)生產(chǎn)過程最常用的控制。
過程控制的類型很多。
plc用于過程控制,已是一個(gè)趨勢(shì)。由于用plc實(shí)現(xiàn)這個(gè)控制,其價(jià)格比用別的要低,而且,用它時(shí),在進(jìn)行模擬量控制的同時(shí),還可很方便的進(jìn)行其它控制。再加上各種過程控制模塊的開發(fā)與應(yīng)用,以及相關(guān)軟件的推出及使用,用plc進(jìn)行種種過程控制已變得很輕易,其編程也很簡(jiǎn)便。所以,目前有的廠家plc用于模擬量控制的份額,已超過用于順序控制。
3.用于運(yùn)動(dòng)控制
運(yùn)動(dòng)控制主要指,對(duì)工作對(duì)象的位置、速度及加速度所作的控制。可以是單坐標(biāo),即控制對(duì)象作直線運(yùn)動(dòng);也可是多坐標(biāo)的,控制對(duì)象的平面、立體,以至于角度變換等運(yùn)動(dòng)。有時(shí),還可控制多個(gè)對(duì)象,而這些對(duì)象間的運(yùn)動(dòng)可能還要有協(xié)調(diào)。
上個(gè)世紀(jì)50年代誕生于美國(guó)的數(shù)控技術(shù),簡(jiǎn)稱數(shù)控(nc),就是基于電子計(jì)算機(jī)及這個(gè)脈沖量的應(yīng)用而不斷發(fā)展與完善的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)。而今,已發(fā)展到非常完善的境地,已是成為當(dāng)今自動(dòng)化技術(shù)的一個(gè)重要支柱。
plc也已具備處理脈沖量的能力。plc有脈沖信號(hào)輸進(jìn)點(diǎn)或模塊,可接收脈沖量輸進(jìn)(pi)。plc有脈沖信號(hào)輸出點(diǎn)或模塊,可輸出脈沖量(po)。有了處理pi/po這兩種功能,加上plc已有數(shù)據(jù)處理及運(yùn)算能力,完全可以依nc的原理進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制。
用plc實(shí)現(xiàn)這個(gè)控制,其價(jià)格比用nc要低得多。而且,它在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制的同時(shí),還可進(jìn)行其它控制。再加上plc各種運(yùn)動(dòng)控制模塊的開發(fā)與應(yīng)用,以及相關(guān)軟件的推出及使用,用plc進(jìn)行種種運(yùn)動(dòng)控制已變得很輕易,其編程也可使用nc語言,很簡(jiǎn)便。
近年,還出現(xiàn)了專門用于運(yùn)動(dòng)控制的plc,即p(programmable)m(motion)c(controller),可編程運(yùn)動(dòng)控制器,簡(jiǎn)稱pmc。又為plc用于精度更高、運(yùn)動(dòng)行程更大、控制的坐標(biāo)更多、操縱更方便的運(yùn)動(dòng)控制提供了很好的平臺(tái)。所以,用plc進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制,在相當(dāng)程度上,可以代替價(jià)格比其昂貴的數(shù)控系統(tǒng)。
4.用于信息控制
信息控制也稱數(shù)據(jù)處理,是指數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、檢索、變換、傳輸及數(shù)表處理等。
隨著技術(shù)的發(fā)展,plc不僅可用作系統(tǒng)的工作控制,還可用作系統(tǒng)的信息控制。
plc用于信息控制有兩種:專用、兼用。
專用:plc只用作采集、處理、存貯及傳送數(shù)據(jù)。
兼用:在plc實(shí)施控制的同時(shí),也可實(shí)施信息控制。
plc用作信息控制,或兼做信息控制,既是plc應(yīng)用的一個(gè)重要方面,又是信息化的基礎(chǔ)。
5.用于遠(yuǎn)程控制
遠(yuǎn)程控制是指,對(duì)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程部分的行為及其效果實(shí)施檢測(cè)與控制。plc有多種通訊接口,有很強(qiáng)的聯(lián)網(wǎng)、通訊能力,并不斷有新的聯(lián)網(wǎng)的模塊與結(jié)構(gòu)推出。所以,plc遠(yuǎn)程控制是很方便的。
plc與plc可組成控制網(wǎng)??赏ㄓ?,交換數(shù)據(jù),相互操縱。參與通訊的plc可多達(dá)幾十、幾百個(gè)。網(wǎng)與網(wǎng)還可互聯(lián)。這樣,參與通訊的plc則更多,以至于不受限制。
plc與智能傳感器、智能執(zhí)行裝置(如變頻器),也可聯(lián)成設(shè)備網(wǎng)。也可通訊,交換數(shù)據(jù),相互操縱??陕?lián)接成遠(yuǎn)程控制系統(tǒng),系統(tǒng)范圍面可大到幾十、幾百公里或更大。這種遠(yuǎn)程控制,既進(jìn)步了控制能力,又簡(jiǎn)化了硬件接線及維護(hù)。
plc與可編程終端也可聯(lián)網(wǎng)、通訊。plc的數(shù)據(jù)可在它上面顯示,也可通過它向plc寫數(shù)據(jù),使它成為人們操縱plc的界面。
plc可與計(jì)算機(jī)通訊,加進(jìn)信息網(wǎng)。利用計(jì)算機(jī)具有強(qiáng)大的信息處理及信息顯示功能,可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)控制系統(tǒng)的監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集scada(supervisorycontrolanddataacquisition)。同時(shí),還可用計(jì)算機(jī)進(jìn)行plc編程、監(jiān)控及治理。
plc還有以太網(wǎng)模塊,可用其使plc加進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)。也可設(shè)置自己的網(wǎng)址與網(wǎng)頁。有這樣plc控制的工廠,有的稱之為透明工廠(transparentfactory)。在地球上任何可上網(wǎng)的計(jì)算機(jī),只要權(quán)限答應(yīng),就可直接對(duì)其進(jìn)行訪問。
遠(yuǎn)程控制威力是無比的。可提升plc的控制能力、擴(kuò)大控制地域及進(jìn)步控制效益??傊?,遠(yuǎn)程控制也已是plc應(yīng)用的重要方面。
以上先容的五大控制,頭三個(gè)是為了使不同的系統(tǒng)都能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。信息控制是為了實(shí)現(xiàn)信息化,其目的是使自動(dòng)化能建立在信息化的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)治理與控制結(jié)合,進(jìn)而做到供、產(chǎn)、銷無縫連接,確保自動(dòng)化效益。
遠(yuǎn)程控制則是使在信息化基礎(chǔ)上的自動(dòng)化能遠(yuǎn)程化。既可實(shí)現(xiàn)各個(gè)角落信息匯總,保證信息完整,為信息的全面使用提供方便;又為自動(dòng)化的擴(kuò)展,能從局部的設(shè)備級(jí),發(fā)展到全局的生產(chǎn)線級(jí),車間級(jí),以至于工廠級(jí)、地域級(jí),建立自動(dòng)化工廠、數(shù)字化城市,提供可能。顯然,這種大規(guī)模、大范圍的自動(dòng)化、信息化,將具有更大威力及得到更大的效益。
然而,隨著這樣自動(dòng)化、信息化及遠(yuǎn)程化的推進(jìn),系統(tǒng)將越來越復(fù)雜。為此,還必須實(shí)現(xiàn)這些控制進(jìn)行控制。否則,一旦情況變化,或出現(xiàn)故障,而又不能及時(shí)應(yīng)對(duì),所有這些控制帶來的效益將子虛烏有。
恰正是plc,還真有對(duì)這些控制進(jìn)行控制的能力。plc是靠處理信息實(shí)施控制,plc又有很多自診斷功能。充分利用plc這兩個(gè)上風(fēng),使plc在實(shí)施上述控制時(shí),具有一定的自適應(yīng)、自診斷的能力,在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、信息化及遠(yuǎn)程化之后,再實(shí)現(xiàn)智能化,是可能的。這也是這些控制發(fā)展必然趨勢(shì)。
當(dāng)然,可完成這么多控制手段不僅是plc,但是,plc成為其中的主角已是公認(rèn)的趨勢(shì)。
plc的特點(diǎn)
1.編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)
梯形圖是使用得最多的plc的編程語言,其電路符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器電路原理圖相似,梯形圖語言形象直觀,易學(xué)易懂,熟悉繼電器電路圖的電氣技術(shù)人員只需花幾天時(shí)間就可以熟悉梯形圖語言,并用來編制用戶程序。
梯形圖語言實(shí)際上是一種面向用戶的高級(jí)語言,plc在執(zhí)行梯形圖程序時(shí),將它“翻譯”成匯編語言后再去執(zhí)行。
2.功能強(qiáng),性能價(jià)格比高
一臺(tái)小型plc內(nèi)有成百上千個(gè)可供用戶使用的編程元件,有很強(qiáng)的功能,可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比,具有很高的性能價(jià)格比。plc可以通過通信聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)分散控制,集中管理。
3.硬件配套齊全,用戶使用方便,適應(yīng)性強(qiáng)
plc產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化,配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用,用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置,組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。plc的安裝接線也很方便,一般用接線端子連接外部接線。plc帶負(fù)載能力,可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和中小型交流接觸器。
硬件配置確定后,通過修改用戶程序,就可以方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化。
4.可靠性高,抗干擾能力強(qiáng)
傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器。由于觸點(diǎn)接觸不良,容易出現(xiàn)故障。plc用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器,僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件元件,接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的十分之一到百分之一,因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。
plc使用了一系列硬件和軟件抗干擾措施,具有很強(qiáng)的抗干擾能力,平均無故障時(shí)間達(dá)到數(shù)萬小時(shí)以上,可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),plc大用戶公認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。
5.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少
plc用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件,使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減少。
plc的梯形圖程序可以用順序控制設(shè)計(jì)法來設(shè)計(jì)。這種編程方法很有規(guī)律,很容易掌握。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng),如果掌握了正確的設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)梯形圖的時(shí)間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。
可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試plc的用戶程序,輸入信號(hào)用小開關(guān)來模擬,可通過plc發(fā)光二極管觀察輸出信號(hào)的狀態(tài)。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后,在現(xiàn)場(chǎng)的統(tǒng)調(diào)過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通過修改程序就可以解決,系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間比繼電器系統(tǒng)少得多。
6.維修工作量小,維修方便
plc的故障率很低,且有完善的自診斷和顯示功能。plc或外部的輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí),可以根據(jù)plc上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息方便地查明故障的原因,用更換模塊的方法可以迅速地排除故障。
7.體積小,能耗低
對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng),使用plc后,可以減少大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器,小型pic的體積僅相當(dāng)于幾個(gè)繼電器的大小,因此可將開關(guān)柜的體積縮小到原來的l/2~1/10。
plc控制系統(tǒng)的配線比繼電器控制系統(tǒng)的少得多,故可以省下大量的配線和附件,減少很多安裝接線工時(shí),加上開關(guān)柜體積的縮小,可以節(jié)省大量的費(fèi)用。