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PLC的基本應用

初，PLC主要用於開關量的邏輯控制。隨著PLC技術的進步，它的應用領域不斷擴大。

如今，PLC不僅用於開關量控制，還用於模擬量及數字量的控制，可採集與存儲數據，還可對控制係統進行監控；還可聯網、通訊，實現大範圍、跨地域的控制與管理。PLC已日益成為工業控制裝置家族中一個重要的角色。。

3.1用於開關量控制

PLC控制開關量的能力是很強的。所控制的入出點數，少的十幾點、幾十點，多的可到幾百、幾千，甚至幾萬點。由於它能聯網，點數幾乎不受限制，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；不需計數的，需要計數的；固定順序的，隨機工作的；等等，都可進行。

PLC的硬件結構是可變的，軟件程序是可編的，用於控制時，非常靈活。必要時，可編寫多套，或多組程序，依需要調用。它很適應於工業現場多工況、多狀態變換的需要。

用PLC進行開關量控制實例是很多的，冶金、機械、輕工、化工、紡織等等，幾乎所有工業行業都需要用到它。目前，PLC首用的目標，也是別的控制器無法與其比擬的，就是它能方便並可靠地用於開關量的控制。

3.2用於模擬量控制

模擬量，如電流、電壓、溫度、壓力等等，它的大小是連續變化的。工業生產，特別是連續型生產過程，常要對這些物理量進行控制。

作為一種工業控制電子裝置，PLC若不能對這些量進行控制，那是一大不足。為此，各PLC廠家都在這方面進行大量的開發。目前，不僅大型、中型機可以進行模擬量控制，就是小型機，也能進行這樣的控制。

PLC進行模擬量控制，要配置有模擬量與數字量相互轉換的A／D、D／A單元。它也是I/O單元，不過是特殊的I/O單元

A/D單元是把外電路的模擬量，轉換成數字量，然後送入PLC。D/A單元，是把PLC的數字量轉換成模擬量，再送給外電路。

作為一種特殊的I/O單元，它仍具有I/O電路抗幹擾、內外電路隔離，與輸入輸出繼電器（或內部繼電器，它也是PLC工作內存的一個區。可讀寫）交換信息等等特點。

這裏的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、電流變化範圍多為0～5V，0～10V，4～20mA。有的還可處理正負值的。

這裏的D，小型機多為8位二進制數，中、大型多為12位二進制數。

A/D、D/A有單路，也有多路。多路佔的輸入輸出繼電器多。

有了A/D、D/A單元，餘下的處理都是數字量，這對有信息處理能力的PLC並不難。中、大型PLC處理能力更強，不僅可進行數字的加、減、乘、除，還可開方，插值，還可進行浮點運算。有的還有PID指令，可對偏差制量進行比例、微分、積分運算，進而產生相應的輸出。計算機能算的它幾乎都能算。

這樣，用PLC實現模擬量控制是可能的。控制的單位值可小到212分之一的測量程值，多數也是足夠的。

PLC進行模擬量控制，還有/D、D/A組合在一起的單元，並可用PID或模糊控制算法實現控制，可得到很高的控制質量

用PLC進行模擬量控制的好處是，在進行模擬量控制的同時，開關量也可控制。這個優點是別的控制器所不具備的，或控制的實現不如PLC方便。

當然，若純為模擬量的係統，用PLC可能在性能價格比上不如用調節器。這也是應當看到的。

3.3用於運動控制

實際的物理量，除了開關量、模擬量，還有運動控制。如機床部件的位移，常以數字量表示。

運動控制，有效的辦法是NC，即數字控制技術。這是50年代誕生於美國的基於計算機的控制技術。當今已很普及，並也很。目前，的金屬切削機床，數控化的比率已超過40％～80％，有的甚至更高。

PLC也是基於計算機的技術，並日益。故它也可以用於數字量控制。

PLC可接收計數脈衝，頻率可高達幾k到幾十k赫茲。可用多種方式接收這脈衝，還可多路接收。有的PLC還有脈衝輸出功能，脈衝頻率也可達幾十k。有了這兩種功能，加上PLC有數據處理及運算能力，若再配備相應的傳感器（如旋轉編碼器）或脈衝伺服裝置（如環形分配器、功放、步進電機），則可以依NC的原理實現種種控制。

高、的PLC，還開發有NC單元，或運動單元，可實現點位控制。運動單元還可實現曲線插補，可控制曲線運動。所以，若PLC配置了這種單元，則可以用NC的辦法，進行數字量的控制。

新開發的運動單元，甚至還發行了NC技術的編程語言，為地用PLC進行數字控制提供了方便。

3.4用於數據採集

隨著PLC技術的發展，其數據存儲區越來越大。如德維森公司的PLC，其數據存儲區（DM區）可達到9999個字。這樣龐大的數據存儲區，可以存儲大量數據。

數據採集可以用計數器，累計記錄採集到的脈衝數，並定時地轉存到DM區中去。

數據採集也可用A/D單元，當模擬量轉換成數字量後，再定時地轉存到DM區中去。

PLC還可配置上小型打印機，定期把DM區的數據打出來。

PLC也可與計算機通訊，由計算機把DM區的數據讀出，並由計算機再對這些數據作處理。這時，PLC即成為計算機的數據終端。

電力用戶曾使用PLC，用以實時記錄用戶用電情況，以實現不同用電時間、不同計價的收費辦法，鼓勵用戶在用電低谷時多用電，達到合理用電與節約用電的目的。

3.5用於信號監控

PLC自檢信號很多，內部器件也很多，多數使用者未充分發揮其作用。

其實，可利用它進行PLC自身工作的監控，或對控制對象進行監控。

這裏介紹一種用PLC定時器作看門狗，對控制對象工作情況進行監控的思路。

如用PLC控制某運動部件動作，看施加控制後動作進行了沒有，可用看門狗辦法實現監控。具體作法是在施加控制的同時，令看門狗定時器計時。如在規定的時間內動作完成，即定時器未超過好戒值的情況下，已收到動作完成信號，則說明控制對象工作正常，無需報好。

若超時，說明不正常，可作相應處理。

如果控制對象的各重要控制環節，都用這樣一些看門狗"看"著，那係統的工作將了如指掌，出現了問題，卡在什麼環節上也很好查找。

還有其它一些監控工作可做。對一個復雜的控制係統，特別是自動控制係統，監控以至進一步能自診斷是非常必要的。它可減少係統的故障，出了故障也好查找，可提高累計平均無故障運行時間，降低故障修復時間，提高係統的可靠性。

3.6用於聯網、通訊

PLC聯網、通訊能力很強，不斷有新的聯網的結構推出。

PLC可與個人計算機相連接進行通訊，可用計算機參與編程及對PLC進行控制的管理，使PLC用起來更方便。

為了充分發揮計算機的作用，可實行一臺計算機控制與管理多臺PLC，多的可達32臺。也可一臺PLC與兩臺或更多的計算機通訊，交換信息，以實現多地對PLC控制係統的監控。

PLC與PLC也可通訊。可一對一PLC通訊。可幾個PLC通訊。可多到幾十、幾百。

PLC與智能儀表、智能執行裝置（如變頻器），也可聯網通訊，交換數據，相互操作。

可聯接成遠程控制係統，係統範圍面可大到10公裏或更大。

可組成局部網，不僅PLC，而且計算機、智能裝置也都可進網。可用總線網，也可用環形網。網還可套網。網與網還可橋接。聯網可把成千上萬的PLC、計算機、智能裝置組織在一個網中。

網間的結點可直接或間接地通訊、交換信息。

聯網、通訊，正適應了當今計算機集成制造係統（CIMS）及智能化工廠發展的需要。它可使工業控制從點（Point）、到線（（Line）再到面（Aero），使設備級的控制、生產線的控制、工廠管理層的控制連成一個整體，進而可創造更高的效益。這個美好的前景，已越來越清楚地展現在我們這一代人的面前。

以上幾點應用是著重從質上講的。從量上講，PLC有大、有小。所以，它的控制範圍也可大、可小。小的只控制一個設備，甚至一個部件，一個站點；大的可控制多臺設備，一條生產線，以至於整個工廠。可以說，工業控制的大小場合，都離不開PLC。

一般講，工業生產過程可分為兩種類型；連續型生產過程（如化學工業）及非連續型，即離散型生產過程（如機械制造業）。前者生產對象是連續的，分不出件的；後者為離散的，一件件的。由於PLC有上述幾個方面的應用，而且，控制的規模又可大、可小，所以，這兩種類型的生產過程都有其用武之地。

事實上，PLC已廣泛應用於工業生產的各個領域。從行業看，冶金、機械、化工、輕工、食品、建材等等，幾乎沒有不用到它的。不僅工業生產用它，一些非工業過程，如樓宇自動化、電梯控制也用到它。農業的大棚環境參數調控，水利灌溉也用到它。

PLC能有上述幾個範圍廣泛的應用，是PLC自身特點決定的，也是PLC技術不斷的結果。