可編程控制器基本原理及應(yīng)用
PLC是基于電子計算機(jī),且適用于工業(yè)現(xiàn)場工作的電控制器。它源于繼電控制裝置,但它不像繼電裝置那樣,通過電路的物理過程實現(xiàn)控制,而主要靠運行存儲于PLC內(nèi)存中的程序,進(jìn)行入出信息變換實現(xiàn)控制。
2 用于模擬量控制
模擬量,如電流、電壓、溫度、壓力等等,它的大小是連續(xù)變化的。工業(yè)生產(chǎn),特別是連續(xù)型生產(chǎn)過程,常要對這些物理量進(jìn)行控制。 作為一種工業(yè)控制電子裝置,PLC若不能對這些量進(jìn)行控制,那是一大不足。為此,各PLC廠家都在這方面進(jìn)行大量的開發(fā)。目前,不僅大型、中型機(jī)可以進(jìn)行模擬量控制,就是小型機(jī),也能進(jìn)行這樣的控制。 PLC進(jìn)行模擬量控制,要配置有模擬量與數(shù)字量相互轉(zhuǎn)換的A/D、D/A單元。它也是I/O單元,不過是特殊的I/O單元。 A/D單元是把外電路的模擬量,轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,然后送入PLC。D/A單元,是把PLC的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量,再送給外電路。 作為一種特殊的I/O單元,它仍具有I/O電路抗干擾、內(nèi)外電路隔離,與輸入輸出繼電器(或內(nèi)部繼電器,它也是PLC工作內(nèi)存的一個區(qū)。可讀寫)交換信息等等特點。 這里的A/D中的A,多為電流,或電壓,也有為溫度。D/A中的A,多為電壓,或電流。電壓、電流變化范圍多為0~5V,0~10V,4~20mA。有的還可處理正負(fù)值的。 這里的D,小型機(jī)多為8位二進(jìn)制數(shù),中、大型多為12位二進(jìn)制數(shù)。 A/D、D/A有單路,也有多路。多路占的輸入輸出繼電器多。 有了A/D、D/A單元,余下的處理都是數(shù)字量,這對有信息處理能力的PLC并不難。中、大型PLC處理能力更強(qiáng),不僅可進(jìn)行數(shù)字的加、減、乘、除,還可開方,插值,還可進(jìn)行浮點運算。有的還有PID指令,可對偏差制量進(jìn)行比例、微分、積分運算,進(jìn)而產(chǎn)生相應(yīng)的輸出。計算機(jī)能算的它幾乎都能算。 這樣,用PLC實現(xiàn)模擬量控制是完全可能的?刂频膯挝恢悼尚〉212分之一的測量程值,多數(shù)也是足夠的。 PLC進(jìn)行模擬量控制,還有A/D、D/A組合在一起的單元,并可用PID或模糊控制算法實現(xiàn)控制,可得到很高的控制質(zhì)量。 用PLC進(jìn)行模擬量控制的好處是,在進(jìn)行模擬量控制的同時,開關(guān)量也可控制。這個優(yōu)點是別的控制器所不具備的,或控制的實現(xiàn)不如PLC方便。 當(dāng)然,若純?yōu)槟M量的系統(tǒng),用PLC可能在性能價格比上不如用調(diào)節(jié)器。這也是應(yīng)當(dāng)看到的。 3 用于運動控制 實際的物理量,除了開關(guān)量、模擬量,還有運動控制。如機(jī)床部件的位移,常以數(shù)字量表示。 運動控制,有效的辦法是NC,即數(shù)字控制技術(shù)。這是50年代誕生于美國的基于計算機(jī)的控制技術(shù)。當(dāng)今已很普及,并也很完善。目前,先進(jìn)國家的金屬切削機(jī)床,數(shù)控化的比率已超過40%~80%,有的甚至更高。 PLC也是基于計算機(jī)的技術(shù),并日益完善。故它也完全可以用于數(shù)字量控制。 PLC可接收計數(shù)脈沖,頻率可高達(dá)幾k到幾十k赫茲。可用多種方式接收這脈沖,還可多路接收。有的PLC還有脈沖輸出功能,脈沖頻率也可達(dá)幾十k。有了這兩種功能,加上PLC有數(shù)據(jù)處理及運算能力,若再配備相應(yīng)的傳感器(如旋轉(zhuǎn)編碼器)或脈沖伺服裝置(如環(huán)形分配器、功放、步進(jìn)電機(jī)),則完全可以依NC的原理實現(xiàn)種種控制。 高、中檔的PLC,還開發(fā)有NC單元,或運動單元,可實現(xiàn)點位控制。運動單元還可實現(xiàn)曲線插補(bǔ),可控制曲線運動。所以,若PLC配置了這種單元,則完全可以用NC的辦法,進(jìn)行數(shù)字量的控制。 新開發(fā)的運動單元,甚至還發(fā)行了NC技術(shù)的編程語言,為更好地用PLC進(jìn)行數(shù)字控制提供了方便。 4 用于數(shù)據(jù)采集 隨著PLC技術(shù)的發(fā)展,其數(shù)據(jù)存儲區(qū)越來越大。如德維森公司的PLC,其數(shù)據(jù)存儲區(qū)(DM區(qū))可達(dá)到9999個字。這樣龐大的數(shù)據(jù)存儲區(qū),可以存儲大量數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)采集可以用計數(shù)器,累計記錄采集到的脈沖數(shù),并定時地轉(zhuǎn)存到DM區(qū)中去。 數(shù)據(jù)采集也可用A/D單元,當(dāng)模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后,再定時地轉(zhuǎn)存到DM區(qū)中去。 PLC還可配置上小型打印機(jī),定期把DM區(qū)的數(shù)據(jù)打出來。 |
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