介紹
近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制中處理模擬和數(shù)字運(yùn)算以及人機(jī)界面的應(yīng)用和發(fā)展有了很大的提高，逐漸成為我國(guó)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備，在自動(dòng)化控制的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。就PLC本身而言，作為一個(gè)數(shù)字計(jì)算電子系統(tǒng)，它是為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，實(shí)現(xiàn)單機(jī)、車(chē)間、工廠(chǎng)的工業(yè)自動(dòng)化控制。其強(qiáng)大的抗干擾能力和方便的維護(hù)也使其在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域備受關(guān)注。不僅如此，控制現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控極高的可靠性及其編程的簡(jiǎn)單性和靈活性也使其廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域。
一、的組成和功能?？删幊踢壿嬁刂破?Programmable Logic Controller)
1.可編程控制器的組成
PLC主要由電源、CPU、接口電路、I/O電路和存儲(chǔ)器組成。其中，電源包括系統(tǒng)、停電保護(hù)和備用電源。中央處理器是中央處理器，具有邏輯和數(shù)學(xué)運(yùn)算功能，協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的工作。至于接口電路，主要是指PLC與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、外圍設(shè)備等之間的連接通道。至于I/O電路，主要是指輸入電路對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行隔離和電平轉(zhuǎn)換，輸出電路對(duì)PLC輸出結(jié)果進(jìn)行放大和電平轉(zhuǎn)換，驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。至于內(nèi)存，主要用于存儲(chǔ)系統(tǒng)中的邏輯變量、用戶(hù)程序、監(jiān)控等信息。
2.可編程控制器的功能
PLC的功能分析主要可以從開(kāi)關(guān)控制、限時(shí)計(jì)數(shù)控制、步進(jìn)控制和數(shù)據(jù)梳理三個(gè)方面進(jìn)行分析:
開(kāi)關(guān)值控制。主要功能或優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)限位開(kāi)關(guān)和操作按鈕，結(jié)合控制現(xiàn)場(chǎng)給出的檢測(cè)信號(hào)，控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的相應(yīng)運(yùn)動(dòng)；和限時(shí)計(jì)數(shù)控制。限時(shí)控制主要是指在PLC系統(tǒng)中可以設(shè)置相關(guān)的計(jì)時(shí)指針，設(shè)置時(shí)計(jì)時(shí)時(shí)間可以靈活。這主要用于系統(tǒng)的精確實(shí)時(shí)控制。PLC計(jì)數(shù)控制，計(jì)數(shù)器可分為高速計(jì)數(shù)器、普通計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器，其功能主要用于完成系統(tǒng)中不同用途的計(jì)數(shù)控制；步進(jìn)控制和數(shù)據(jù)處理。PLC步進(jìn)控制主要是利用移位寄存器完成的。PLC數(shù)據(jù)處理不僅可以完成加、減、乘、除、乘方，還可以用數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)中的邏輯運(yùn)算進(jìn)行比較、傳遞和移位，如或、與、異或、反等的應(yīng)用。
二、自動(dòng)控制中的可編程控制器
隨著社會(huì)和科技的快速發(fā)展，可編程控制器的技術(shù)發(fā)展也越來(lái)越成熟。對(duì)于它目前在我國(guó)自動(dòng)控制中的應(yīng)用，可以從開(kāi)關(guān)量控制的應(yīng)用、過(guò)程和運(yùn)動(dòng)控制的應(yīng)用、模擬量和系統(tǒng)集中控制的應(yīng)用、PLC工業(yè)應(yīng)用中的注意事項(xiàng)和抗干擾設(shè)計(jì)四個(gè)方面進(jìn)行分析。以下是具體的討論:
1.開(kāi)關(guān)控制
plc開(kāi)關(guān)控制在自動(dòng)控制中的應(yīng)用分析主要可以從以下三個(gè)方面進(jìn)行闡述:①在我國(guó)目前的自動(dòng)控制應(yīng)用中，原有的繼電器逐漸被PLC開(kāi)關(guān)控制所取代，PLC開(kāi)關(guān)的控制應(yīng)用有效地實(shí)現(xiàn)了邏輯和順序控制。而且PLC開(kāi)關(guān)具有接線(xiàn)簡(jiǎn)單、速度快、操作維護(hù)方便、可靠性高的特點(diǎn)。②②PLC開(kāi)關(guān)的應(yīng)用大大提高了系統(tǒng)的質(zhì)量，也大大提高和節(jié)省了時(shí)間和人力的利用率。③這種PLC開(kāi)關(guān)控制現(xiàn)在不僅用于目前單一設(shè)備的自動(dòng)控制，也用于多機(jī)組自動(dòng)化的流水線(xiàn)控制，其典型應(yīng)用有組合機(jī)床、注塑機(jī)和包裝生產(chǎn)線(xiàn)等。
2.過(guò)程和運(yùn)動(dòng)控制
本文對(duì)可編程控制器過(guò)程和運(yùn)動(dòng)控制的分析主要涉及過(guò)程控制和運(yùn)動(dòng)控制。以下是具體的分析和討論:
PLC的過(guò)程中控制主要是離散過(guò)程控制和連續(xù)過(guò)程控制，而具體過(guò)程控制是對(duì)系統(tǒng)模擬量起作用的過(guò)程，即通過(guò)對(duì)當(dāng)前模擬量和連續(xù)變化的壓力、電流、電壓、溫度等歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，生成用戶(hù)所需的開(kāi)關(guān)量，使系統(tǒng)的參數(shù)能夠按要求運(yùn)行，這類(lèi)PLC在國(guó)內(nèi)主要應(yīng)用于化工、冶金、熱處理等場(chǎng)合。
另外，對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制中的PLC來(lái)說(shuō)，主要是指它可以控制圓周運(yùn)動(dòng)和直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)系統(tǒng)的脈沖控制來(lái)控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)，而脈沖控制的位移很小，這使得它的控制精度極高。目前，這種PLC運(yùn)動(dòng)控制在國(guó)內(nèi)主要應(yīng)用于機(jī)械、電梯、機(jī)床和機(jī)器人。
3.模擬量和系統(tǒng)集中控制
基于可編程控制器的模擬控制。PLC不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)過(guò)程的控制，還利用控制語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)的儀表監(jiān)控，能有效提高控制系統(tǒng)的精度，對(duì)自動(dòng)控制中熱處理加熱、保溫、冷卻過(guò)程的控制具有重要意義。
PLC系統(tǒng)的集中控制。在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的前提下，PLC還可以對(duì)系統(tǒng)本身進(jìn)行控制，如控制系統(tǒng)的故障檢測(cè)和顯示等。而且，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，I/O信號(hào)與中間存儲(chǔ)單元之間存在邏輯關(guān)系，也就是說(shuō)，當(dāng)出現(xiàn)設(shè)備故障時(shí)，邏輯關(guān)系會(huì)被破壞，從而可以利用編程的故障來(lái)判斷程序，實(shí)施故障分析和報(bào)警控制。
4.PLC工業(yè)應(yīng)用中的注意事項(xiàng)及抗干擾設(shè)計(jì)
要實(shí)現(xiàn)PLC合理、安全、穩(wěn)定的工業(yè)應(yīng)用，還應(yīng)注意應(yīng)用中的注意事項(xiàng)和抗干擾設(shè)計(jì)。以下是對(duì)這兩個(gè)方面的具體分析:
PLC應(yīng)用中的注意事項(xiàng)。目前國(guó)內(nèi)在自動(dòng)化控制的應(yīng)用中，對(duì)于PLC需要注意以下幾點(diǎn):溫度是指環(huán)境溫度在0℃-55℃之間，防止陽(yáng)光直射等?？諝鉂穸?，保證空氣濕度應(yīng)在85%以?xún)?nèi)不結(jié)露，從而保證PLC的絕緣；振動(dòng)。禁止連續(xù)振動(dòng)或振動(dòng)頻率為10HZ~55HZ的頻繁振動(dòng)。阻尼膠應(yīng)適當(dāng)使用?？諝猓碢LC所在的空氣，應(yīng)防止氯化氫、硫化氫等腐蝕性易燃?xì)怏w，不合格的應(yīng)安裝空氣凈化設(shè)施。
抗干擾設(shè)計(jì):對(duì)于抗干擾設(shè)計(jì)，從PLC設(shè)備的選擇上，要盡量選擇抗干擾能力強(qiáng)的設(shè)備，保證PLC系統(tǒng)的正常運(yùn)行。另外，在PLC的抗干擾設(shè)計(jì)過(guò)程中，要根據(jù)PLC的不同功能設(shè)計(jì)抗干擾能力。比如電纜敷設(shè)會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，所以不同的信號(hào)要分層敷設(shè)。從而達(dá)到減少電磁干擾的目的。
結(jié)語(yǔ)
總而言之，可編程序控制器是當(dāng)前國(guó)內(nèi)自動(dòng)控制領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)裝置。隨著時(shí)代的發(fā)展與進(jìn)步，各種PLC技術(shù)將更加全面、成熟，其應(yīng)用功能也將不斷完善，因此在自動(dòng)控制系統(tǒng)中扮演著越來(lái)越重要的角色。但是，目前可編程plc控制器控制裝置應(yīng)用于國(guó)內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)中仍存在一些問(wèn)題。所以，在自動(dòng)化控制的應(yīng)用中， PLC應(yīng)著重提高自身的技術(shù)水平，適應(yīng)各種生產(chǎn)環(huán)境，使 PLC成為我國(guó)現(xiàn)代自動(dòng)化控制的技術(shù)支柱，推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
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