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目前,在國內(nèi)外PLC已廣泛應用冶金、石油、化工、建材、機械制造、電力、汽車、輕工、環(huán)保及文化娛樂等各行各業(yè),隨著PLC性能價格比的不斷提高,其應用領(lǐng)域不斷擴大。從應用類型看,PLC的應用大致可歸納為以下幾個方面:
1.開關(guān)量邏輯控制
利用PLC最基本的邏輯運算、定時、計數(shù)等功能實現(xiàn)邏輯控制,可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制,用于單機控制、多機群控制、生產(chǎn)自動線控制等,例如:機床、注塑機、印刷機械、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯的控制等。這是PLC最基本的應用,也是PLC最廣泛的應用領(lǐng)域。
2.運動控制
大多數(shù)PLC都有拖動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。這一功能廣泛用于各種機械設(shè)備,如對各種機床、裝配機械、機器人等進行運動控制。
3.過程控制
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,用于過程控制。這一功能已廣泛用于鍋爐、反應堆、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)學運算、數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序和查表等功能,可進行數(shù)據(jù)的采集、分析和處理,同時可通過通信接口將這些數(shù)據(jù)傳送給其它智能裝置,如計算機數(shù)值控制(CNC)設(shè)備,進行處理。
5.通信聯(lián)網(wǎng)
PLC的通信包括PLC與PLC、PLC與上位計算機、PLC與其它智能設(shè)備之間的通信,PLC系統(tǒng)與通用計算機可直接或通過通信處理單元、通信轉(zhuǎn)換單元相連構(gòu)成網(wǎng)絡(luò),以實現(xiàn)信息的交換,并可構(gòu)成“集中管理、分散控制”的多級分布式控制系統(tǒng),滿足工廠自動化(FA)系統(tǒng)發(fā)展的需要。
根據(jù)PLC的結(jié)構(gòu)形式,可將PLC分為整體式和模塊式兩類。
(1)整體式PLC 整體式PLC是將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個機箱內(nèi), 具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價格低的特點。小型PLC一般采用這種整體式結(jié)構(gòu)。整體式PLC由不同I/O點數(shù)的基本單元(又稱主機)和擴展單元組成。基本單元內(nèi)有CPU、I/O接口、與I/O擴展單元相連的擴展口,以及與編程器或EPROM寫入器相連的接口等。擴展單元內(nèi)只有I/O和電源等,沒有CPU。基本單元和擴展單元之間一般用扁平電纜連接。整體式PLC一般還可配備特殊功能單元,如模擬量單元、位置控制單元等,使其功能得以擴展。
(2)模塊式PLC 模塊式PLC是將PLC各組成部分,分別作成若干個單獨的模塊,如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊(有的含在CPU模塊中)以及各種功能模塊。模塊式PLC由框架或基板和各種模塊組成。模塊裝在框架或基板的插座上。這種模塊式PLC的特點是配置靈活,可根據(jù)需要選配不同規(guī)模的系統(tǒng),而且裝配方便,便于擴展和維修。大、中型PLC一般采用模塊式結(jié)構(gòu)。
還有一些PLC將整體式和模塊式的特點結(jié)合起來,構(gòu)成所謂疊裝式PLC。疊裝式PLC其CPU、電源、I/O接口等也是各自獨立的模塊,但它們之間是靠電纜進行聯(lián)接,并且各模塊可以一層層地疊裝。這樣,不但系統(tǒng)可以靈活配置,還可做得體積小巧。
PLC 有極強的自檢及保護功能。
①故障檢測——軟件定期地檢測外界環(huán)境,如掉電、欠電壓、鋰電池電壓過低及強干擾信號等。以便及時進行處理。
②信息保護與恢復——當偶發(fā)性故障條件出現(xiàn)時,不破壞PLC內(nèi)部的信息。一旦故障條件消失,就可恢復正常,繼續(xù)原來的程序工作。所以,PLC在檢測到故障條件時,立即把現(xiàn)狀態(tài)存入存儲器,軟件配合對存儲器進行封閉,禁止對存儲器的任何操作,以防存儲信息被沖掉。
③設(shè)置警戒時鐘WDT(看門狗)——如果程序每循環(huán)執(zhí)行時間超過了WDT規(guī)定的時間,預示了程序進入死循環(huán),立即報警。
④加強對程序的檢查和校驗——一旦程序有錯,立即報警,并停止執(zhí)行。
⑤對程序及動態(tài)數(shù)據(jù)進行電池后備——停電后,利用后備電池供電,有關(guān)狀態(tài)及信息就不會丟失。
PLC的出廠試驗項目中,有一項就是抗干擾試驗。它要求能承受幅值為1000V,上升時間1nS,脈沖寬度為1μS的干擾脈沖。一般,平均故障間隔時間可達幾十萬~上千萬小時;制成系統(tǒng)亦可達4~5萬小時甚至更長時間。
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