2.6 PLC的应用领域
PLC在工业自动化中起着举足轻重的作用,在国内外已广泛应用于机械、冶金、石油、化工、轻工、纺织、电力、电子、食品、交通、汽车制造、建筑、环保、公用事业等各行各业。经验表明,80%以上的工业控制可以使用PLC来完成。在日本,凡8个以上中间继电器组成的控制系统都已采用PLC来取代。
PLC按其不同的控制类型,已成功应用于以下几个方面:
(1)开关量逻辑控制 这是PLC最广泛的应用领域,也是PLC最基本的控制功能,可用来取代继电器控制。它既可用于单台设备的控制,也可用于多机群控制和自动化生产线的控制。比如香烟包装生产线、采矿的带式输送机、汽车装配生产线、电镀流水线、冰箱生产线、电梯控制以及组合机床的电气控制等。
(2)慢连续量的过程控制 慢连续量的过程控制是指对温度、压力、流量和速度等慢连续变化的模拟量的闭环控制。PLC通过模拟量I/O模块,实现A-D和D-A转换,并通过专用的智能PID模块实现对模拟量的闭环控制,使被控变量保持为设定值。PLC的这一功能已广泛应用在电力、冶金、化工、轻工、机械等行业。例如,锅炉控制、加热炉控制、磨矿分级过程控制、水处理控制、酿酒控制等。
(3)快连续量的运动控制 PLC提供了拖动步进电动机或伺服电动机的单轴或多轴位置控制模块,通过这些模块可实现直线运动或圆周运动的控制。如今,运动控制已是PLC不可缺少的功能之一,它已广泛应用于各种机械,例如机器人、金属成形机械、装配机械等。
(4)数据处理 PLC提供了各种数学运算、数据传送、数据转换、数据排序以及位操作等功能,可以实现数据的采集、分析和处理。这些数据可通过通信系统传送到其他智能设备,也可利用它们与存储器中的参考值进行比较,或利用它们制作各种要求的报表。数据处理功能一般用于造纸、冶金、食品、柔性制造等行业中的一些大型控制系统。
(5)通信 PLC的通信主要有以下四种情况。
1)PLC之间的通信:PLC之间可一对一通信,也可在多达几十甚至几百台PLC之间进行通信。既可在同型号PLC之间进行通信,也可在不同型号PLC之间进行通信。例如可以将三菱FX系列PLC作为三菱A系列PLC的就地控制站,从而可简单地实现生产过程的分散控制和集中管理。
2)PLC与各种智能控制设备之间的通信:PLC可与条形码读出器,打印机以及其他远程I/O智能控制设备进行通信,形成一个功能强大的控制网络。
3)PLC与上位计算机之间的通信:可用计算机进行编程,或对PLC进行监控和管理。通常情况下,采用多台PLC实现分散控制,由一台上位计算机进行集中管理,这样的系统称为分布式控制系统。
4)PLC与PLC的数据存取单元进行通信:PLC提供了各种型号不一的数据存取单元,通过此数据存取单元可方便地对设定数据进行修改,对各监控点的数据或图形变化进行监控,还可对PLC出现的故障进行诊断等。
近几年来,随着计算机控制技术和通信网络技术的发展,已兴起工厂自动化(FA)网络系统。PLC的连网,通信功能正适应了智能化工厂发展的需要,可使工业控制从点到线再到面、到设备级的控制,生产线的控制和工厂管理层的控制连成一个整体,从而创造更高的效益。
PLC的应用领域越来越广泛,几乎可以说,凡是有控制系统存在的地方都需要PLC。在发达国家,PLC已广泛应用于所有的工业部门,随着PLC性能价格比的不断提高,PLC的应用范围将不断扩大(但不能说有控制的地方就一定有PLC控制)。