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PLC品種齊全的各種硬件裝置,可以組成能滿足各種要求的控制系統(tǒng),用戶不必自己再設(shè)計(jì)和制作硬件裝置。用戶在硬件確定以后,在生產(chǎn)工藝流程改變或生產(chǎn)設(shè)備更新的情況下,不必改變PLC的硬設(shè)備,只需改編程序就可以滿足要求。因此,PLC除應(yīng)用于單機(jī)控制外,在工廠自動(dòng)化中也被大量采用。
現(xiàn)代PLC不僅有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制等功能,還具有數(shù)字和模擬量的輸入輸出、功率驅(qū)動(dòng)、通信、人機(jī)對(duì)話、自檢、記錄顯示等功能。既可控制一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械、一條生產(chǎn)線,又可控制一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。
目前,大多數(shù)PLC仍采用繼電控制形式的“梯形圖編程方式”。既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀,又考慮到大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及編程水平,所以非常容易接受和掌握。梯形圖語(yǔ)言的編程元件的符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器控制電路原理圖相當(dāng)接近。通過(guò)閱讀PLC的用戶手冊(cè)或短期培訓(xùn),電氣技術(shù)人員和技術(shù)工很快就能學(xué)會(huì)用梯形圖編制控制程序。同時(shí)還提供了功能圖、語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言。
PLC在執(zhí)行梯形圖程序時(shí),用解釋程序?qū)⑺g成匯編語(yǔ)言然后執(zhí)行(PLC內(nèi)部增加了解釋程序)。與直接執(zhí)行匯編語(yǔ)言編寫的用戶程序相比,執(zhí)行梯形圖程序的時(shí)間要長(zhǎng)一些,但對(duì)于大多數(shù)機(jī)電控制設(shè)備來(lái)說(shuō),是微不足道的,完全可以滿足控制要求。
由于PLC采用了軟件來(lái)取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件,控制柜的設(shè)計(jì)安裝接線工作量大為減少。同時(shí),PLC的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試,更減少了現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試工作量。并且,由于PLC的低故障率及很強(qiáng)的監(jiān)視功能,模塊化等等,使維修也極為方便。
PLC是將微電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的產(chǎn)品,其結(jié)構(gòu)緊湊,堅(jiān)固,體積小,重量輕,功耗低。并且由于PLC的強(qiáng)抗干擾能力,易于裝入設(shè)備內(nèi)部,是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。以三菱公司的F1-40M型PLC為例:其外型尺寸僅為305×110×110mm,重量2.3kg,功耗小于25VA;而且具有很好的抗振、適應(yīng)環(huán)境溫、濕度變化的能力。現(xiàn)在三菱公司又有FX系列PLC,與其超小型品種F1系列相比:面積為47%,體積為36%,在系統(tǒng)的配置上既固定又靈活,輸入輸出可達(dá)24~128點(diǎn)。
目前,在國(guó)內(nèi)外PLC已廣泛應(yīng)用冶金、石油、化工、建材、機(jī)械制造、電力、汽車、輕工、環(huán)保及文化娛樂等各行各業(yè),隨著PLC性能價(jià)格比的不斷提高,其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。從應(yīng)用類型看,PLC的應(yīng)用大致可歸納為以下幾個(gè)方面:
1.開關(guān)量邏輯控制
利用PLC最基本的邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能實(shí)現(xiàn)邏輯控制,可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制,用于單機(jī)控制、多機(jī)群控制、生產(chǎn)自動(dòng)線控制等,例如:機(jī)床、注塑機(jī)、印刷機(jī)械、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯的控制等。這是PLC最基本的應(yīng)用,也是PLC最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。
2.運(yùn)動(dòng)控制
大多數(shù)PLC都有拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。這一功能廣泛用于各種機(jī)械設(shè)備,如對(duì)各種機(jī)床、裝配機(jī)械、機(jī)器人等進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制。
3.過(guò)程控制
大、中型PLC都具有多路模擬量I/O模塊和PID控制功能,有的小型PLC也具有模擬量輸入輸出。所以PLC可實(shí)現(xiàn)模擬量控制,而且具有PID控制功能的PLC可構(gòu)成閉環(huán)控制,用于過(guò)程控制。這一功能已廣泛用于鍋爐、反應(yīng)堆、水處理、釀酒以及閉環(huán)位置控制和速度控制等方面。
4.數(shù)據(jù)處理
現(xiàn)代的PLC都具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序和查表等功能,可進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、分析和處理,同時(shí)可通過(guò)通信接口將這些數(shù)據(jù)傳送給其它智能裝置,如計(jì)算機(jī)數(shù)值控制(CNC)設(shè)備,進(jìn)行處理。
5.通信聯(lián)網(wǎng)
PLC的通信包括PLC與PLC、PLC與上位計(jì)算機(jī)、PLC與其它智能設(shè)備之間的通信,PLC系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)可直接或通過(guò)通信處理單元、通信轉(zhuǎn)換單元相連構(gòu)成網(wǎng)絡(luò),以實(shí)現(xiàn)信息的交換,并可構(gòu)成“集中管理、分散控制”的多級(jí)分布式控制系統(tǒng),滿足工廠自動(dòng)化(FA)系統(tǒng)發(fā)展的需要。
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