PLC的A/D轉(zhuǎn)換與特殊控制功能
發(fā)布于2023-02-01 08:56
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標(biāo)簽:PLC
①可靠性高,抗干擾能力強(qiáng)高可靠性是電氣控制設(shè)備最重要的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代超大規(guī)模集成電路技術(shù),嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造,內(nèi)部電路采用了先進(jìn)的抗干擾技術(shù),具有很高的可靠性。例如日本三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時(shí)間已高達(dá)30萬小時(shí),一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時(shí)間則更長,從PLC的機(jī)外電路來說,使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng),和同等規(guī)模的“避電器-接觸器控制系統(tǒng)”相比,電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到原來的數(shù)百分之一甚至數(shù)千分之一,故障也將隨之大大降低。此外,PL.C具有硬件故障的自我檢測功能,出現(xiàn)故障時(shí)可迅速及時(shí)地發(fā)出報(bào)警信息。在應(yīng)用軟件中,用戶還可以編人外圍器件的放障自診斷程序,使系統(tǒng)中PLC以外的電路及設(shè)備也獲得做障自診斷保護(hù)。這樣,就使整個(gè)PLC系統(tǒng)都具有了極高的可靠性。
②配套齊全,功能究善,適用性強(qiáng) PLC發(fā)展到今天,已經(jīng)形成了大、中、小、微各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品,可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯控制功能外,現(xiàn)代PLC大都具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力,可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能模塊大量涌現(xiàn),使PLC已滲透到了位置控制、運(yùn)動(dòng)控制、過場控制、濕度控制、計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)等各種工業(yè)控制中,加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展,使用PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。
①易學(xué)好懂實(shí)用,深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為現(xiàn)代通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī),是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備,其編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。像梯形圖語言的圖形符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器電路圖非常接近,只用PLC的少量開關(guān)邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)"繼電器-接觸器控制電路"的功能:像步進(jìn)式順序控制的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖(SFC),簡單,直觀、容易設(shè)計(jì)復(fù)雜的多流程順序控制,并且能夠減少程序條數(shù),使程序易于理解。
④系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短,維護(hù)方便,改造容易PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯,大大地減少了控制設(shè)備外部的接線,使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期大大縮短,同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序便可改變生產(chǎn)過程成為可能,因此很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。
⑤體積小,重量輕,能耗低以超小型PLC為例,其新近產(chǎn)品的品種底部尺寸小于100mm2,重量小于150g,能耗僅數(shù)瓦。其體積小很容易嵌入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部,是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化首選的控制器件。
(2)PLC的功能
如前所述,PLC是一種根據(jù)生產(chǎn)過程順序控制的要求,為了取代傳統(tǒng)的“繼電器-接觸器”控制系統(tǒng)而發(fā)展起來的工業(yè)自動(dòng)控制設(shè)備,它必須首先具備滿足順序控制要求的基本邏輯運(yùn)算功能。隨后,由于技術(shù)的不斷進(jìn)步與PLC應(yīng)用范圍的日益擴(kuò)大,在順序控制的基礎(chǔ)上,又不斷開發(fā)了可以滿足各種工業(yè)控制要求的特殊控制功能。近年來,為了適應(yīng)信息、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,PLC作為基本的工業(yè)控制設(shè)備,網(wǎng)絡(luò)與通信功能已經(jīng)成為PLC的重要技術(shù)指標(biāo)之一,總之,雖然各PLC的性能、價(jià)格有較大的區(qū)別,但其主要功能相近,它包括圖1-2所示的兒部分。
①基本功能 邏輯控制功能是PLC必備的基本功能。本質(zhì)上說,這是一種以計(jì)算機(jī)“位”運(yùn)算為基礎(chǔ),按照程序的要求,通過對(duì)來自設(shè)備外圍的按鈕、行程開關(guān)、接觸器與傳感器觸點(diǎn)等開關(guān)量《德稱數(shù)字量》信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算處理,并控制外圍行示燈、中使閥、接觸器線圈的通斷的功能。
在早期的PLC上,順序控制所需要的定時(shí)、計(jì)數(shù)功能需要通過定時(shí)模塊與計(jì)數(shù)模塊實(shí)現(xiàn),但是,目前它已經(jīng)成為PLC的基本功能之一。此外,邏輯控制中常用的代碼轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)比較與處理等,也成為PLC常用的基本功能。
②特殊控制功能 PLC的特殊控制功能包括模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換、數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換、溫度的調(diào)節(jié)與控制、位置控制等。這些特殊控制功能的實(shí)現(xiàn),一般需要選用PLC的特殊功能模塊。
A/D轉(zhuǎn)換與D/A轉(zhuǎn)換多用于過程控制或閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在PLC中,通過特殊的功能模塊與功能指令,可以對(duì)過程控制中的溫度、壓力、流量、速度、位移、電壓、電流等在線變化的物理量進(jìn)行采樣,并通過必要的運(yùn)算(如PID),實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié),當(dāng)然,需要時(shí)也可以對(duì)這些物理量的進(jìn)行各種形式的顯示。
在PLC中,位置控制一般是通過PLC的特殊應(yīng)用指令,通過對(duì)命令的寫人與狀態(tài)的讀取,對(duì)位置控制模塊的位移量、速度、方向等進(jìn)行控制。位置控制模塊一般以脈沖的形式輸出位置給定指令,指令脈沖再通過何服驅(qū)動(dòng)器(或步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器),驅(qū)動(dòng)何服電機(jī)(或步進(jìn)電機(jī))帶動(dòng)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)位置控制。
③網(wǎng)絡(luò)與通信功能隨著信息技術(shù)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)與通信在工業(yè)控制中已經(jīng)顯得越來越重要。PLC早期的通信,一般僅僅局限于PLC與外設(shè)(編程器或編程計(jì)算機(jī)等)間的簡單串行口通信。
然而,現(xiàn)代PLC的通信不僅可以進(jìn)行PLC與外設(shè)間的通信,而且可以在PLC與PLC 間、PLC與其他工業(yè)控制設(shè)備之間、PLC與上位機(jī)之間、PLC與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)間進(jìn)行通信,并可以通過現(xiàn)場總線、網(wǎng)絡(luò)總線組成系統(tǒng),從而使得PLC可以方便地進(jìn)入工廠自動(dòng)化系統(tǒng)。