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PLC的⼯作原理
初研制⽣产的PLC主要⽤于代替传统的由继电器接触器构成的控制装置,但这两者的运⾏⽅式是不相同的:
继电器控制装置采⽤硬逻辑并⾏运⾏的⽅式,即如果这个继电器的线圈通电或断电,该继电器所有的触点(包括其常开或常闭触点)在继电器控制线路的哪个位置上都会⽴即同时动作。
PLC的CPU则采⽤顺序逻辑扫描⽤户程序的运⾏⽅式,即如果⼀个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开,该线圈的所有触点(包括其常开或常闭触点)不会⽴即动作,等扫描到该触点时才会动作。
目前,在国内外PLC已广泛应用冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保及文化娱乐等各行各业,随着PLC性能价格比的不断提高,其应用领域不断扩大。从应用类型看,PLC的应用大致可归纳为以下几个方面:
开关量逻辑控制
利用PLC基本的逻辑运算、定时、计数等功能实现逻辑控制,可以取代传统的继电器控制,用于单机控制、多机群控制、生产自动线控制等,例如:机床、注塑机、印刷机械、装配生产线、电镀流水线及电梯的控制等。这是PLC基本的应用,也是PLC更广泛的应用领域。
运动控制
大多数PLC都有拖动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。这一功能广泛用于机械设备,如对机床、装配机械、机器人等进行运动控制。
过程控制
大、中型PLC都具有多路模拟量I/O模块和PID控制功能,有的小型PLC也具有模拟量输入输出。所以PLC可实现模拟量控制,而且具有PID控制功能的PLC可构成闭环控制,用于过程控制。这一功能已广泛用于锅炉、反应堆、水处理、酿酒以及闭环位置控制和速度控制等方面。
用于模拟量操控
模拟量,如电流、电压、温度、压力等等,它的大小是接连改变的。工业生产,特别是接连型生产过程,常要对这些物理量进行操控。
作为一种工业操控电子设备,PLC若不能对这些量进行操控,那是一大不足,为此各PLC厂家都在这方面进行大量的开发。现在,不只大型、中型机能够进行模拟量操控,便是小型机,也能进行这样的操控。PLC进行模拟量操控,要装备有模拟量与数字量彼此转化的A/D、D/A单元。它也是I/O单元,不过是特别的I/O单元。
A/D单元是把外电路的模拟量,转化成数字量,然后送入PLC;D/A单元,是把PLC的数字量转化成模拟量,再送给外电路。作为一种特别的I/O单元,它仍具有I/O电路抗干扰、内外电路阻隔、与输入输出继电器(或内部继电器,它也是PLC作业内存的一个区,可读写)交流信息等等特点。
机型的挑选
PLC机型挑选的基本原则是,在功用满足要求的条件下,挑选可靠、维护运用便利以及性能价格比的优化机型。
在工艺进程比较固定、环境条件较好(维修量较小)的场合,主张选用整体式结构的PLC;其它状况则好选用模块式结构的PLC。
关于开关量操控以及以开关量操控为主、带少量模仿量操控的工程项目中,一般其操控速度无须考虑,因而,选用带A/D转化、D/A转化、加减运算、数据传送功用的等级低机就能满足要求。
而在操控比较杂乱,操控功用要求比较高的工程项目中(如要完成PID运算、闭环操控、通讯联网等),可视操控规模及杂乱程度来选用或机。其间机用于大规模进程操控、全PLC的分布式操控体系以及整个工厂的自动化等。
PLC是一种工业计算机,用于控制生产制造过程,如机器人、高速包装、装瓶和运动控制等。在过去20年里,PLC增添了更多的功能,为小型工厂和装置创造了更多的效益。PLC通常是单机系统运行,但也可以与其它系统集成,经由通信来实现彼此之间的连接。由于每个PLC都有自己的数据库,因此集成需要控制器之间某种程度的映射。这使PLC特别适用于那些对扩展没有太大需求的小型应用程序。
DCS系统则将控制器分散在自动化系统中,并提供通用的接口、的控制、系统级数据库以及易于共享的信息。传统上,DCS主要应用于过程工艺和比较大的工厂,在整个工厂的生命周期中,大型系统应用程序更容易维护。
PLC和DCS系统一般分别适用于离散和过程生产制造。使用PLC系统的离散生产制造设施,一般由单的生产装置组成,主要用于完成部件的组装,例如打标签、填充或研磨等。过程制造设施,通常使用自动化系统,以连续和批处理的方式按照配方而不是按件生产。大型连续加工设备,如炼油厂和化工厂,都使用DCS自动化系统。混合应用通常同时使用PLC系统和DCS系统。为某个应用选择控制器,需要考虑过程的规模、可扩展性和未来的更新计划、集成需求、功能、高可用性以及工厂设施整个生命周期的等等诸多因素。