《電子技術(shù)應(yīng)用》
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可編程控制器的基本應(yīng)用詳細(xì)講解
電子發(fā)燒友
摘要:   隨著時代進(jìn)步,,可編程控制器逐漸進(jìn)入人們的視野,。此外,,可編程控制器為我們的生活帶來了諸多便捷,。上篇文章中,小編對可編程控制器的4大特點有所介紹,。本文中,,小編將對可編程控制器的基本應(yīng)用予以講解。如果你對可編程控制器具有興趣,,不妨繼續(xù)往下閱讀哦,。   最初,可編程控制器主要用于開關(guān)量的邏輯控制,。隨著可編程控制器技術(shù)的進(jìn)步,它的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大,。
Abstract:
Key words :

  隨著時代進(jìn)步,,可編程控制器逐漸進(jìn)入人們的視野。此外,,可編程控制器為我們的生活帶來了諸多便捷,。上篇文章中,小編對可編程控制器的4大特點有所介紹,。本文中,,小編將對可編程控制器的基本應(yīng)用予以講解。如果你對可編程控制器具有興趣,,不妨繼續(xù)往下閱讀哦,。

  最初,可編程控制器主要用于開關(guān)量的邏輯控制,。隨著可編程控制器技術(shù)的進(jìn)步,,它的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大。

  如今,,可編程控制器不僅用于開關(guān)量控制,,還用于模擬量及數(shù)字量的控制,可采集與存儲數(shù)據(jù),,還可對控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控;還可聯(lián)網(wǎng),、通訊,實現(xiàn)大范圍,、跨地域的控制與管理,。可編程控制器已日益成為工業(yè)控制裝置家族中一個重要的角色,。

  一,、用于開關(guān)量控制

  可編程控制器控制開關(guān)量的能力是很強的。所控制的入出點數(shù),少的十幾點,、幾十點,,多的可到幾百、幾千,,甚至幾萬點,。由于它能聯(lián)網(wǎng),點數(shù)幾乎不受限制,,不管多少點都能控制,。

  所控制的邏輯問題可以是多種多樣的:組合的、時序的;即時的,、延時的;不需計數(shù)的,,需要計數(shù)的;固定順序的,隨機工作的;等等,,都可進(jìn)行,。

  可編程控制器的硬件結(jié)構(gòu)是可變的,軟件程序是可編的,,用于控制時,,非常靈活。必要時,,可編寫多套,,或多組程序,依需要調(diào)用,。它很適應(yīng)于工業(yè)現(xiàn)場多工況,、多狀態(tài)變換的需要。

  用可編程控制器進(jìn)行開關(guān)量控制實例是很多的,,冶金,、機械、輕工,、化工,、紡織等等,幾乎所有工業(yè)行業(yè)都需要用到它,。目前,,可編程控制器首用的目標(biāo),也是別的控制器無法與其比擬的,,就是它能方便并可靠地用于開關(guān)量的控制,。

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  二、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,可編程控制器若不能對這些量進(jìn)行控制,,那是一大不足,。為此,各可編程控制器廠家都在這方面進(jìn)行大量的開發(fā),。目前,,不僅大型、中型機可以進(jìn)行模擬量控制,,就是小型機,,也能進(jìn)行這樣的控制。

  A/D單元是把外電路的模擬量,,轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,然后送入可編程控制器,。D/A單元,,是把可編程控制器的數(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,,它也是可編程控制器工作內(nèi)存的一個區(qū)??勺x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可編程控制器并不難,。中,、大型可編程控制器處理能力更強,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。計算機能算的它幾乎都能算,。

  這樣,,用可編程控制器實現(xiàn)模擬量控制是完全可能的??刂频膯挝恢悼尚〉?12分之一的測量程值,,多數(shù)也是足夠的。

  可編程控制器進(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,。

  用可編程控制器進(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)不如可編程控制器方便。

  當(dāng)然,,若純?yōu)槟M量的系統(tǒng),,用可編程控制器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,。

  三,、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)國家的金屬切削機床,,數(shù)控化的比率已超過40%~80%,,有的甚至更高,。

  可編程控制器也是基于計算機的技術(shù),,并日益完善。故它也完全可以用于數(shù)字量控制,。

  可編程控制器可接收計數(shù)脈沖,,頻率可高達(dá)幾k到幾十k赫茲??捎枚喾N方式接收這脈沖,,還可多路接收。有的可編程控制器還有脈沖輸出功能,,脈沖頻率也可達(dá)幾十k,。有了這兩種功能,加上可編程控制器有數(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),則完全可以依NC的原理實現(xiàn)種種控制,。

  高,、中檔的可編程控制器,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,,可控制曲線運動,。所以,若可編程控制器配置了這種單元,,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,,為更好地用可編程控制器進(jìn)行數(shù)字控制提供了方便。

  四,、用于數(shù)據(jù)采集

  隨著可編程控制器技術(shù)的發(fā)展,,其數(shù)據(jù)存儲區(qū)越來越大。如德維森公司的可編程控制器,,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,。

  可編程控制器還可配置上小型打印機,,定期把DM區(qū)的數(shù)據(jù)打出來。

  可編程控制器也可與計算機通訊,,由計算機把DM區(qū)的數(shù)據(jù)讀出,,并由計算機再對這些數(shù)據(jù)作處理。這時,,可編程控制器即成為計算機的數(shù)據(jù)終端,。

  電力用戶曾使用可編程控制器,用以實時記錄用戶用電情況,,以實現(xiàn)不同用電時間,、不同計價的收費辦法,,鼓勵用戶在用電低谷時多用電,達(dá)到合理用電與節(jié)約用電的目的,。

  五,、用于信號監(jiān)控

  可編程控制器自檢信號很多,內(nèi)部器件也很多,,多數(shù)使用者未充分發(fā)揮其作用,。

  其實,完全可利用它進(jìn)行可編程控制器自身工作的監(jiān)控,,或?qū)刂茖ο筮M(jìn)行監(jiān)控,。

  這里介紹一種用可編程控制器定時器作看門狗,對控制對象工作情況進(jìn)行監(jiān)控的思路,。

  如用可編程控制器控制某運動部件動作,,看施加控制后動作進(jìn)行了沒有,可用看門狗辦法實現(xiàn)監(jiān)控,。具體作法是在施加控制的同時,,令看門狗定時器計時。如在規(guī)定的時間內(nèi)動作完成,,即定時器未超過警戒值的情況下,,已收到動作完成信號,則說明控制對象工作正常,,無需報警,。

  若超時,說明不正常,,可作相應(yīng)處理,。

  如果控制對象的各重要控制環(huán)節(jié),都用這樣一些看門狗“看”著,,那系統(tǒng)的工作將了如指掌,,出現(xiàn)了問題,卡在什么環(huán)節(jié)上也很好查找,。

  還有其它一些監(jiān)控工作可做,。對一個復(fù)雜的控制系統(tǒng),,特別是自動控制系統(tǒng),,監(jiān)控以至進(jìn)一步能自診斷是非常必要的。它可減少系統(tǒng)的故障,,出了故障也好查找,,可提高累計平均無故障運行時間,降低故障修復(fù)時間,,提高系統(tǒng)的可靠性,。

  六,、用于聯(lián)網(wǎng)、通訊

  可編程控制器聯(lián)網(wǎng),、通訊能力很強,,不斷有新的聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)推出。

  可編程控制器可與個人計算機相連接進(jìn)行通訊,,可用計算機參與編程及對可編程控制器進(jìn)行控制的管理,,使可編程控制器用起來更方便。

  為了充分發(fā)揮計算機的作用,,可實行一臺計算機控制與管理多臺可編程控制器,,多的可達(dá)32臺。也可一臺可編程控制器與兩臺或更多的計算機通訊,,交換信息,,以實現(xiàn)多地對可編程控制器控制系統(tǒng)的監(jiān)控。

  可編程控制器與可編程控制器也可通訊,??梢粚σ豢删幊炭刂破魍ㄓ崱,?蓭讉€可編程控制器通訊,。可多到幾十,、幾百,。

  可編程控制器與智能儀表、智能執(zhí)行裝置(如變頻器),,也可聯(lián)網(wǎng)通訊,,交換數(shù)據(jù),相互操作,。

  可聯(lián)接成遠(yuǎn)程控制系統(tǒng),,系統(tǒng)范圍面可大到10公里或更大。

  可組成局部網(wǎng),,不僅可編程控制器,,而且高檔計算機、各種智能裝置也都可進(jìn)網(wǎng),??捎每偩€網(wǎng),也可用環(huán)形網(wǎng),。網(wǎng)還可套網(wǎng),。網(wǎng)與網(wǎng)還可橋接。聯(lián)網(wǎng)可把成千上萬的可編程控制器,、計算機,、智能裝置組織在一個網(wǎng)中,。

  網(wǎng)間的結(jié)點可直接或間接地通訊、交換信息,。

  聯(lián)網(wǎng),、通訊,正適應(yīng)了當(dāng)今計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)及智能化工廠發(fā)展的需要,。它可使工業(yè)控制從點(Point),、到線((Line)再到面(Aero),使設(shè)備級的控制,、生產(chǎn)線的控制,、工廠管理層的控制連成一個整體,進(jìn)而可創(chuàng)造更高的效益,。這個無限美好的前景,,已越來越清楚地展現(xiàn)在我們這一代人的面前。

  以上幾點應(yīng)用是著重從質(zhì)上講的,。從量上講,,可編程控制器有大、有小,。所以,,它的控制范圍也可大、可小,。小的只控制一個設(shè)備,,甚至一個部件,一個站點;大的可控制多臺設(shè)備,,一條生產(chǎn)線,,以至于整個工廠??梢哉f,,工業(yè)控制的大小場合,都離不開可編程控制器,。

  一般講,,工業(yè)生產(chǎn)過程可分為兩種類型;連續(xù)型生產(chǎn)過程(如化學(xué)工業(yè))及非連續(xù)型,即離散型生產(chǎn)過程(如機械制造業(yè)),。前者生產(chǎn)對象是連續(xù)的,,分不出件的;后者為離散的,一件件的,。由于可編程控制器有上述幾個方面的應(yīng)用,,而且,,控制的規(guī)模又可大,、可小,,所以,這兩種類型的生產(chǎn)過程都有其用武之地,。

  事實上,,可編程控制器已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。從行業(yè)看,,冶金,、機械、化工,、輕工,、食品、建材等等,,幾乎沒有不用到它的,。不僅工業(yè)生產(chǎn)用它,一些非工業(yè)過程,,如樓宇自動化,、電梯控制也用到它。農(nóng)業(yè)的大棚環(huán)境參數(shù)調(diào)控,,水利灌溉也用到它,。

  可編程控制器能有上述幾個范圍廣泛的應(yīng)用,是可編程控制器自身特點決定的,,也是可編程控制器技術(shù)不斷完善的結(jié)果,。


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