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3.1用于开关量控制
plc控制开关量的能力是很强的。所控制的入出点数,少的十几点、几十点,多的可到几百、几千,甚至几万点。由于它能联网,点数几乎不受限制,不管多少点都能控制。
所控制的逻辑问题可以是多种多样的:组合的、时序的;即时的、延时的;不需计数的,需要计数的;固定顺序的,随机工作的;等等,都可进行。
plc的硬件结构是可变的,软件程序是可编的,用于控制时,非常灵活。必要时,可编写多套,或多组程序,依需要调用。它很适应于工业现场多工况、多状态变换的需要。
用plc进行开关量控制实例是很多的,冶金、机械、轻工、化工、纺织等等,几乎所有工业行业都需要用到它。目前,plc首用的目标,也是别的控制器无法与其比拟的,就是它能方便并可靠地用于开关量的控制。
3.2用于模拟量控制
模拟量,如电流、电压、温度、压力等等,它的大小是连续变化的。工业生产,特别是连续型生产过程,常要对这些物理量进行控制。
作为一种工业控制电子装置,plc若不能对这些量进行控制,那是一大不足。为此,各plc厂家都在这方面进行大量的开发。目前,不仅大型、中型机可以进行模拟量控制,就是小型机,也能进行这样的控制。
plc进行模拟量控制,要配置有模拟量与数字量相互转换的a/d、d/a单元。它也是i/o单元,不过是特殊的i/o单元。
a/d单元是把外电路的模拟量,转换成数字量,然后送入plc。d/a单元,是把plc的数字量转换成模拟量,再送给外电路。
作为一种特殊的i/o单元,它仍具有i/o电路抗干扰、内外电路隔离,与输入输出继电器(或内部继电器,它也是plc工作内存的一个区。可读写)交换信息等等特点。
这里的a/d中的a,多为电流,或电压,也有为温度。d/a中的a,多为电压,或电流。电压、电流变化范围多为0~5v,0~10v,4~20ma。有的还可处理正负值的。
这里的d,小型机多为8位二进制数,中、大型多为12位二进制数。
a/d、d/a有单路,也有多路。多路占的输入输出继电器多。
有了a/d、d/a单元,余下的处理都是数字量,这对有信息处理能力的plc并不难。中、大型plc处理能力更强,不仅可进行数字的加、减、乘、除,还可开方,插值,还可进行浮点运算。有的还有pid指令,可对偏差制量进行比例、微分、积分运算,进而产生相应的输出。计算机能算的它几乎都能算。
这样,用plc实现模拟量控制是完全可能的。控制的单位值可小到212分之一的测量程值,多数也是足够的。
plc进行模拟量控制,还有a/d、d/a组合在一起的单元,并可用pid或模糊控制算法实现控制,可得到很高的控制质量。
用plc进行模拟量控制的好处是,在进行模拟量控制的同时,开关量也可控制。这个优点是别的控制器所不具备的,或控制的实现不如plc方便。
当然,若纯为模拟量的系统,用plc可能在性能价格比上不如用调节器。这也是应当看到的。
3.3用于运动控制
实际的物理量,除了开关量、模拟量,还有运动控制。如机床部件的位移,常以数字量表示。
运动控制,有效的办法是nc,即数字控制技术。这是50年代诞生于美国的基于计算机的控制技术。当今已很普及,并也很完善。目前,先进国家的金属切削机床,数控化的比率已超过40%~80%,有的甚至更高。
plc也是基于计算机的技术,并日益完善。故它也完全可以用于数字量控制。
plc可接收计数脉冲,频率可高达几k到几十k赫兹。可用多种方式接收这脉冲,还可多路接收。有的plc还有脉冲输出功能,脉冲频率也可达几十k。有了这两种功能,加上plc有数据处理及运算能力,若再配备相应的传感器(如旋转编码器)或脉冲伺服装置(如环形分配器、功放、步进电机),则完全可以依nc的原理实现种种控制。
高、中档的plc,还开发有nc单元,或运动单元,可实现点位控制。运动单元还可实现曲线插补,可控制曲线运动。所以,若plc配置了这种单元,则完全可以用nc的办法,进行数字量的控制。
新开发的运动单元,甚至还发行了nc技术的编程语言,为更好地用plc进行数字控制提供了方便。
3.4用于数据采集
随着plc技术的发展,其数据存储区越来越大。如德维森公司的plc,其数据存储区(dm区)可达到9999个字。这样庞大的数据存储区,可以存储大量数据。
数据采集可以用计数器,累计记录采集到的脉冲数,并定时地转存到dm区中去。
数据采集也可用a/d单元,当模拟量转换成数字量后,再定时地转存到dm区中去。
plc还可配置上小型打印机,定期把dm区的数据打出来。
plc也可与计算机通讯,由计算机把dm区的数据读出,并由计算机再对这些数据作处理。这时,plc即成为计算机的数据终端。
电力用户曾使用plc,用以实时记录用户用电情况,以实现不同用电时间、不同计价的收费办法,鼓励用户在用电低谷时多用电,达到合理用电与节约用电的目的。
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