PLC的特点及应用领域探析

2023-06-20 理论教育版权反馈

【摘要】：可靠性、抗干扰能力强是PLC最重要的特点之一。PLC采用扫描工作方式，减少了外界环境干扰引起故障的情况。这也是PLC获得普及和推广的主要原因之一。PLC的用户程序大部分可在实验室进行模拟调试，这缩短了应用设计和调试周期。PLC的应用领域目前在国内外，PLC已被广泛应用于冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保及文化娱乐等各行各业。随着PLC性价比的不断提高，其应用领域不断扩大。这是PLC最基本也是最广泛的应用。

（1）PLC的特点

PLC之所以高速发展，除了因为工业自动化的客观需要外，主要是因为它具有许多独特的优点。它较好地解决了工业领域普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题。它主要有以下特点：

①可靠性、抗干扰能力强。

可靠性、抗干扰能力强是PLC最重要的特点之一。PLC的平均无故障时间可达几十万个小时。之所以有这么强的可靠性，是由于它采用了一系列的硬件和软件的抗干扰措施：

a.硬件方面。

I／O通道采用光电隔离，有效地抑制了外部干扰源对PLC的影响；对供电电源及线路采用多种形式的滤波，从而消除或抑制了高频干扰；对CPU等重要部件采用良好的导电、导磁材料，以减少空间电磁干扰；对有些模块设置了联锁保护、自诊断电路等。

b.软件方面。

PLC采用扫描工作方式，减少了外界环境干扰引起故障的情况。PLC系统程序中设有故障检测和自诊断程序，能对系统硬件电路等故障实现检测和判断。当有外界干扰引起故障时，PLC能立即将当前重要信息加以封存，禁止任何不稳定的读写操作，一旦外界环境正常后，PLC便可恢复到故障发生前的状态，继续原来的工作。

②编程简单、使用方便。

目前，大多数PLC采用的编程语言是梯形图语言。它是一种面向生产、面向用户的编程语言。梯形图与电器控制线路图相似，形象、直观，用梯形图语言编程比较方便、灵活。当生产流程需要改变时，工程技术人员可以现场改变程序。同时，PLC编程器的操作和使用也很简单。这也是PLC获得普及和推广的主要原因之一。

许多PLC还针对具体问题，设计了各种专用编程指令及编程方法，进一步简化了编程。

③功能完善、通用性强。

现代PLC不仅具有逻辑运算、定时、计数、顺序控制等功能，而且具有A／D和D／A转换、数值运算、数据处理、PID控制、通信联网等许多功能。同时，由于PLC产品的系列化、模块化，有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，可以组成满足各种要求的控制系统。

④设计安装简单、维护方便。

由于PLC用软件代替了传统电气控制系统的硬件，控制柜的设计、安装接线工作量大为减少。PLC的用户程序大部分可在实验室进行模拟调试，这缩短了应用设计和调试周期。在维修方面，由于PLC的故障率极低，故维修工作量很小；而且PLC具有很强的自诊断功能，如果出现故障，工程技术人员可根据PLC上指示或编程器上提供的故障信息迅速查明原因，并即时维修。

⑤体积小、重量轻、能耗低。

由于PLC采用了集成电路，结构紧凑、体积小、能耗低，因而是实现机电一体化的理想控制设备。

（2）PLC的应用领域

目前在国内外，PLC已被广泛应用于冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保及文化娱乐等各行各业。随着PLC性价比的不断提高，其应用领域不断扩大。从应用类型看，PLC的应用大致可归纳为以下几个方面：

①开关量逻辑控制。

利用PLC最基本的逻辑运算、定时、计数等功能实现逻辑控制，可以取代传统的继电器控制，用于单机控制、多机群控制、生产自动线控制等。例如，机床、注塑机、印刷机械、装配生产线、电镀流水线及电梯的控制等。这是PLC最基本也是最广泛的应用。

②运动控制。

大多数PLC都有拖动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。控制模块被广泛用于各种机械设备，如对各种机床、装配机械、机器人等进行运动控制。

③过程控制。

大、中型PLC都具有多路模拟量I／O模块和PID控制功能，有的小型PLC也具有模拟量输入／输出功能。所以PLC可实现模拟量控制，而且具有PID控制功能的PLC可构成闭环控制，用于过程控制。这一功能已被广泛用于锅炉、反应堆、水处理、酿酒、闭环位置控制和速度控制等方面。

④数据处理。

现代的PLC都具有数学运算、数据传送、转换、排序和查表等功能，可进行数据的采集、分析和处理，同时可通过通信接口将这些数据传送给其他智能装置如计算机数值控制（CNC）设备进行处理。

⑤通信联网。

PLC的通信包括PLC与PLC、PLC与上位计算机、PLC与其他智能设备之间的通信。PLC系统与通用计算机可直接通过通信处理单元、通信转换单元相连构成网络，以实现信息的交换，并可构成“集中管理、分散控制”的多级分布式控制系统，以满足工厂自动化（FA）系统发展的需要。

PLC的特点及应用领域探析

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