PLC在工業(yè)控制中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)目標(biāo)控制

PLC全名是可編程邏輯控制器，根據(jù)名稱它的作用主要是用來(lái)實(shí)現(xiàn)工業(yè)上的邏輯控制。早期自動(dòng)化分為工業(yè)電氣自動(dòng)化，自動(dòng)控制自動(dòng)化和生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，只有工業(yè)自動(dòng)化這門(mén)課要學(xué)PLC這門(mén)課程，可見(jiàn)PLC側(cè)重應(yīng)用于電氣控制類系統(tǒng)。

PLC發(fā)明初衷是為了取代繼電器，控制邏輯

早些時(shí)候，沒(méi)有PLC或者PLC價(jià)格比較昂貴的時(shí)候，邏輯控制基本上是使用繼電器和接觸器來(lái)完成的。繼電器或者接觸器就是一個(gè)線圈加幾路常開(kāi)或者常閉觸點(diǎn)，利用線圈和觸點(diǎn)之間的自保和互鎖來(lái)組合各種復(fù)雜的工業(yè)控制邏輯，比如機(jī)床控制，要啟動(dòng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)，要實(shí)現(xiàn)各個(gè)軸之間互相配合，要開(kāi)啟冷些液體循環(huán)泵，要讓驅(qū)動(dòng)器啟停，都要用大量的繼電器。邏輯分為組合邏輯和時(shí)序邏輯，繼電器實(shí)現(xiàn)組合邏輯容易，但是實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯就有點(diǎn)困難了，畢竟時(shí)間繼電器是比較粗糙的。

因?yàn)槔^電器和接觸器體積比較龐大，這樣邏輯復(fù)雜了以后，設(shè)計(jì)起來(lái)比較費(fèi)勁，要考慮很多個(gè)線路回路，稍微不留神就弄錯(cuò)；安裝也麻煩，要使用很大的電柜，布局不容易；調(diào)試也是一件痛苦事情，修改線路要命，因?yàn)楦木€很容易出錯(cuò)；維護(hù)更加操心，線路多了，讓你眼花繚亂，繼電器都有一定使用周期，維修電工經(jīng)常面對(duì)接觸不良等問(wèn)題。

電子技術(shù)發(fā)展起來(lái)了，單板機(jī)出現(xiàn)了，后來(lái)人們嘗試使用單板機(jī)來(lái)替代繼電器電路，結(jié)果很復(fù)雜的邏輯，只要集成在一塊板子上就可以滿足功能要求了。所以工業(yè)電氣系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的邏輯控制，體積又小，維護(hù)起來(lái)比繼電器容易多了。

但是單板機(jī)可靠性不行，工業(yè)場(chǎng)所需要抗干擾很強(qiáng)，粉塵和震動(dòng)也很厲害，而且使用匯編語(yǔ)言編程，一般電工都學(xué)不會(huì)。單片機(jī)出來(lái)以后，單板機(jī)的功能基本上集成到一塊芯片上，所以有家叫莫迪康的公司設(shè)計(jì)了PLC這款產(chǎn)品出來(lái)了，硬件考慮了工業(yè)場(chǎng)所要求，處理比較穩(wěn)定可靠，然后軟件根據(jù)電工的思維習(xí)慣，弄出了一套梯形圖編程的系統(tǒng)來(lái)，和線下的繼電器電路差不多，這樣通過(guò)電腦上“接線”，用符號(hào)來(lái)替代實(shí)物，就可以實(shí)現(xiàn)“軟”方法來(lái)修改邏輯電路了。

而且PLC里邊設(shè)計(jì)出了計(jì)數(shù)器和計(jì)時(shí)器，這樣避免使用麻煩的實(shí)物計(jì)時(shí)器和時(shí)間繼電器，修改計(jì)數(shù)和計(jì)時(shí)值非?？旖莘奖?，把以往傳統(tǒng)繼電器很難實(shí)現(xiàn)的時(shí)序邏輯控制做得非常精準(zhǔn)。甚至有些老板擔(dān)心客戶不給錢(qián)，使用萬(wàn)年歷設(shè)定一個(gè)時(shí)鐘，運(yùn)行到某年某月某日某時(shí)某分某秒，自動(dòng)會(huì)停下部分功能來(lái)。

在工業(yè)控制領(lǐng)域，只要是需要用到邏輯控制的設(shè)備上，都可以用PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)。比如冶金，塑料，木工，水處理，化工，石油，建材，電力，家電等等，幾乎所有領(lǐng)域，只要有自動(dòng)化設(shè)備的場(chǎng)合，都會(huì)用到PLC，而且一些民用領(lǐng)域，比如安防，交通，智能家居等也會(huì)用到PLC。PLC加強(qiáng)了數(shù)據(jù)處理和通訊，相當(dāng)于一部小電腦。

早期的PLC只是可以完成邏輯控制而已，但是芯片和電子技術(shù)發(fā)展非常快速，PLC增加了模擬量處理功能，可以直接讀取傳感器的模擬量數(shù)據(jù)，這樣可以用來(lái)做一些數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，如果這些數(shù)據(jù)用來(lái)控制變頻器等裝置，又可以實(shí)現(xiàn)了一些閉環(huán)目標(biāo)控制。

PLC增加了高速計(jì)數(shù)功能，可以實(shí)現(xiàn)一些長(zhǎng)度等參數(shù)計(jì)量，同時(shí)還有高速脈沖輸出，可以用來(lái)控制伺服和步進(jìn)控制器定位。

PLC運(yùn)算速度快了，可以在里邊自己編寫(xiě)一些PID或者模糊算法功能，可以用來(lái)做一些復(fù)雜的回路控制，甚至有些PLC自身帶有了PID模塊，直接調(diào)用就可以了。

PLC還集成了各種通訊接口比如485，232和RJ45這些，可以實(shí)現(xiàn)和變頻器，觸摸屏，溫控模塊，工控機(jī)等產(chǎn)品進(jìn)行通訊聯(lián)網(wǎng)。

PLC增加了這些功能，很多方面已經(jīng)取代過(guò)程控制領(lǐng)域里邊的控制器，而PLC只需要增加一個(gè)功能模塊，就可以輕松實(shí)現(xiàn)這些傳統(tǒng)控制器的某些功能，一些大型PLC實(shí)現(xiàn)的功能，不比DCS系統(tǒng)差多少了。

審核編輯：郭婷