PLC经典应用场景

这是一张典型的PLC控制系统的框图：

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。

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。

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。

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。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，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。

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。

5、用于信号监控

PLC自检信号很多，内部器件也很多，多数使用者未充分发挥其作用。其实，完全可利用它进行PLC自身工作的监控，或对控制对象进行监控。对一个复杂的控制系统，特别是自动控制系统，监控以至进一步能自诊断是非常必要的，它可减少系统的故障，出了故障也好查找，可提高累计平均无故障运行时间，降低故障修复时间，提高系统的可靠性。

6、用于联网、通讯

PLC联网、通讯能力很强，不断有新的联网的结构推出。

PLC可与个人计算机相连接进行通讯，可用计算机参与编程及对PLC进行控制的管理，使PLC用起来更方便。

为了充分发挥计算机的作用，可实行一台计算机控制与管理多台PLC，多的可达32台。也可一台PLC与两台或更多的计算机通讯，交换信息，以实现多的对PLC控制系统的监控。PLC与PLC也可通讯，可一对一PLC通讯，可几个PLC通讯，可多到几十、几百。

PLC与智能仪表、智能执行装置(如变频器)，也可联网通讯，交换数据，相互操作。可联接成远程控制系统，系统范围面可大到10公里或更大。可组成局部网，不仅PLC，而且高档计算机、各种智能装置也都可进网。可用总线网，也可用环形网。网还可套网。网与网还可桥接。联网可把成千上万的PLC、计算机、智能装置组织在一个网中。网间的结点可直接或间接地通讯、交换信息。

联网、通讯，正适应了当今计算机集成制造系统(CIMS)及智能化工厂发展的需要。它可使工业控制从点(Point)、到线((Line)再到面(Aero)，使设备级的控制、生产线的控制、工厂管理层的控制连成一个整体，进而可创造更高的效益。这个无限美好的前景，已越来越清楚地展现在我们这一代人的面前。

以上几点应用是着重从质上讲的。从量上讲，PLC有大、有小。所以它的控制范围也可大、可小。小的只控制一个设备，甚至一个部件，一个站点；大的可控制多台设备，一条生产线，以至于整个工厂。可以说工业控制的大小场合，都离不开PLC。

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PLC的功能分类以及应用场景

　自动化已经应用到工业的多个场景里，随着21世纪计算机的高速发展，全球工业水平也大幅度提升，PLC的成熟应用也是工业自动化的重要标志。市场对工业自动化的要求越来越高，了解PLC的功能分类和应用场景，对新手学习PLC以及就业方向有所帮助。　　一、开关量逻辑控制　　开关量逻辑控制是PLC的基本，是最开始的一个应用场景，在所有应用场景里是最广泛的。替代了以往的继电器电路控制，从而实现逻辑顺序控制；能用于单机设备的控制，亦可用于群机控制及自动化工厂流水线。

　　开关量逻辑控制，应用场合如：组合机床、磨床、包装生产线流水线等。　　二、模拟量控制　　在工业生产的过程中，有许多会连续变化的量，比如温度、压力、流量、液位和速度等。为了使PLC处理这些模拟量，必须要实现模拟量和数字量之间的A/D及D/A的转换。如今PLC厂家通常都会生产配套的A/D和D/A转换模块，让PLC便于模拟量控制。　　三、运动控制　　PLC本体专用的运动控制模块，可驱动步进电机或伺服电机做直线运动或圆周运动。国内外各主要PLC厂家产品几乎都具有运动控制的功能。　　　　运动控制，应用场合如：机械、机床、电梯等。

　　四、过程控制　　作为工业级控制计算机，PLC能编制各式各样的控制算法程序，来对温度、压力、流量等模拟量完成闭环控制。PID调节在闭环控制系统中是用得比较多的调节方法，在大中型的PLC上一般都有PID模块，现在许多小型的PLC也配备有此功能的模块。

　　　　烘缸系统PLC控制图，应用场合如：冶金、化工、热处理、锅炉控制等。　　五、数据处理　　现在的PLC可以完成数据的采集、分析及处理，比如数学运算、数据传送、数据转换、排序、查表及位操作等。而这些数据就可以与存储在存储器中的参考值来比较，从而来完成一定的控制操作。数据处理常用于大型的控制系统上。应用场合如：柔性造纸、轻纺、食品工业等部分大型控制系统。　　六、通信及联网　　随着工业厂区的自动化网络发展，各个PLC的生产厂商对PLC的通信功能非常重视，都推出自家特性的网络系统。如今生产的PLC都配备有通信接口，使PLC与PLC之间通信、PLC与第三方设备通信更加便捷。以上这几点着重从质上讲的。若从量上来讲，PLC有大有小，所以它的控制范围也是可大可小的。小到只控制某个设备，甚至某个部件，某个站点；大到可控制多台设备，生产线甚至于整个工厂。　　事实上，PLC已广泛应用于工业生产的各个领域，如钢铁、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，不管是生产制造还是管理检验，都可以看到PLC的影子，这是PLC不断完善自身特点决定的。

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