隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展,PLC的制造成本不斷下降,而其功能卻大大增強。目前在先進工業(yè)國家中PLC已成為工業(yè)控制的標準設(shè)備,應(yīng)用面幾乎覆蓋了所有工業(yè)企業(yè),諸如鋼鐵、冶金、采礦、水泥、石油、、輕工、電力、機械制造、汽車、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保、交通、建筑、食品、等各行各業(yè),主要的應(yīng)用范圍包括開關(guān)控制、順序控制、運動控制、過程控制、數(shù)據(jù)處理、信號報警和聯(lián)鎖系統(tǒng)以及通信和聯(lián)網(wǎng)等多方面,已躍居現(xiàn)代工業(yè)自動化四大支柱(PLC、數(shù)控機床、工業(yè)機器人、/CAM)的主導地位。
自從美國研制出世界臺PLC以來,德國、日本等許多國家相繼開發(fā)出各自的產(chǎn)品,并受到工業(yè)界的普遍歡迎。美國著名的商業(yè)情報公司FROSTSULLIVAN公司曾對該國石油、、冶金、機械等行業(yè)的400多個工廠企業(yè)進行統(tǒng)計調(diào)查,結(jié)果表明PLC在企業(yè)中的應(yīng)用相當普及,PLC銷售額的年增長率過20%。
由于PLC控制器所具有的功能,使它既可用于開關(guān)量控制,又可用于模擬量控制;既可用于單機控制,又可用于組成多機控制系統(tǒng);既可控制簡單系統(tǒng),又可控制復雜系統(tǒng)。它的應(yīng)用類型可大致歸納為如下幾類。
①邏輯控制 邏輯控制是PLC基本、廣泛的應(yīng)用方面。用于PLC取代繼電器系統(tǒng)和順序控制器,實現(xiàn)單機控制、多機控制及生產(chǎn)線自動控制,如各種機床,自動電梯,鍋爐上料,注塑機械,包裝機械,印刷機械,紡織機械,裝配生產(chǎn)線,電鍍流水線,貨物的存取、運輸和檢測等的控制。
②運動控制 運動控制是通過配用PLC生產(chǎn)廠家提供的單軸或多軸等位置控制模塊、高速計數(shù)模塊等來控制步進電機或伺服電機,從而使運動部件能以適當?shù)乃俣然蚣铀賹崿F(xiàn)平滑的直線運動或圓周運動。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能,廣泛地用于精密金屬切削機床、成型機械、裝配機械、機械手、機器人等設(shè)備的控制。
③過程控制 過程控制是通過配用A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊及智能PID模塊實現(xiàn)對生產(chǎn)過程中的溫度、壓力、流量、速度等連續(xù)變化的模擬量進行單回路或多回路閉環(huán)調(diào)節(jié)控制,使這些物理參數(shù)保持在設(shè)定值上。在各種加熱爐、鍋爐等的控制以及、輕工、食品、制、建材等許多領(lǐng)域的生產(chǎn)過程中有著廣泛的應(yīng)用。
a.慢連續(xù)量的過程控制 慢連續(xù)量的過程控制是指對溫度、壓力、流量和速度等慢連續(xù)變化的模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機,PLC通過模擬量輸入輸出模塊,實現(xiàn)A/D和D/A的轉(zhuǎn)換,并通過專用的智能PID模塊,編制各種各樣的控制算法程序,實現(xiàn)對模擬量的閉環(huán)控制,使被控變量保持為設(shè)定值。PID控制是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中常用的控制方法,PID處理一般是運行專用的PID子程序。PLC的這一功能已廣泛應(yīng)用在電力、冶金、、輕工、機械等行業(yè),例如鍋爐控制、加熱爐控制、磨礦分級過程控制、水處理控制、釀酒控制等。
b.快連續(xù)量的運動控制 PLC提供了拖動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊,通過這些模塊可實現(xiàn)直線運動或圓周運動的控制。如今,運動控制已是PLC不可缺少的功能之一,世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能,廣泛地用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。
6ES72111BE400XB0 | CPU 1211C AC/DC/Rly,6輸入/4輸出,集成2AI |
6ES72111AE400XB0 | CPU 1211C DC/DC/DC,6輸入/4輸出,集成2AI |
6ES72111HE400XB0 | CPU 1211C DC/DC/Rly,6輸入/4輸出,集成2AI |
6ES72121BE400XB0 | CPU 1212C AC/DC/Rly,8輸入/6輸出,集成2AI |
6ES72121AE400XB0 | CPU 1212C DC/DC/DC,8輸入/6輸出,集成2AI |
6ES72121HE400XB0 | CPU 1212C DC/DC/Rly,8輸入/6輸出,集成2AI |
6ES72141BG400XB0 | CPU 1214C AC/DC/Rly,14輸入/10輸出,集成2AI |
6ES72141AG400XB0 | CPU 1214C DC/DC/DC,14輸入/10輸出,集成2AI |
6ES72141HG400XB0 | CPU 1214C DC/DC/Rly,14輸入/10輸出,集成2AI |
6ES72151BG400XB0 | CPU 1215C AC/DC/Rly,14輸入/10輸出,集成2AI/2AO |
6ES72151AG400XB0 | CPU 1215C DC/DC/DC,14輸入/10輸出,集成2AI/2AO |
6ES72151HG400XB0 | CPU 1215C DC/DC/Rly,14輸入/10輸出,集成2AI/2AO |
6ES72171AG400XB0 | CPU 1217C DC/DC/DC,14輸入/10輸出,集成2AI/2AO |
PLC采用循環(huán)掃描的工作方式,在PLC中用戶程序按先后順序存放,CPU從條指令開始執(zhí)行程序,直到遇到結(jié)束符后又返回條,如此周而復始不斷循環(huán)。PLC的掃描過程分為內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入處理、程序執(zhí)行、程序輸出幾個階段。全過程掃描一次所需的時間稱為掃描周期。當PLC處于停狀態(tài)時,只進行內(nèi)部處理和通信操作服務(wù)等內(nèi)容。在PLC處于運行狀態(tài)時,從內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入、程序執(zhí)行、程序輸出,一直循環(huán)掃描工作。
1.輸入處理
輸入處理也叫輸入采樣。在此階段,順序讀入所有輸入端子的通端狀態(tài),并將讀入的信息存入內(nèi)存中所對應(yīng)的映象寄存器。在此輸入映象寄存器被刷新。接著進入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行時,輸入映象寄存器與外界隔離,即使輸入信號發(fā)生變化,其映象寄存器的內(nèi)容也不會發(fā)生變化,只有在下一個掃描周期的輸入處理階段才能被讀入信息。
2.程序執(zhí)行
根據(jù)PLC梯形圖程序掃描原則,按先左后右先上后下的步序,逐句掃描,執(zhí)行程序。遇到程序跳轉(zhuǎn)指令,根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。從用戶程序涉及到輸入輸出狀態(tài)時,PLC從輸入映象寄存器中讀出上一階段采入的對應(yīng)輸入端子狀態(tài),從輸出映象寄存器讀出對應(yīng)映象寄存器,根據(jù)用戶程序進行邏輯運算,存入有關(guān)器件寄存器中。對每個器件來說,器件映象寄存器中所寄存的內(nèi)容,會隨著程序執(zhí)行過程而變化。
3.輸出處理
程序執(zhí)行完畢后,將輸出映象寄存器,即器件映象寄存器中的Y寄存器的狀態(tài),在輸出處理階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器,通過隔離電路,驅(qū)動功率放大電路,使輸出端子向外界輸出控制信號,驅(qū)動外部負載。