PLC的选型与应用

PLC的选型与应用一、PLC定义可编程逻辑控制器Programmable Logic Controller简称以下简称PLC，是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。目前常用的PLC进口品牌有三菱、施耐德、欧姆龙、西门子、松下、ABB、罗克韦尔等，国产PLC常用的品牌有永宏、台达、和利时、台安、丰炜、信捷等。二、PLC工作原理可编程逻辑控制器硬件结构基本上与微型计算机相同，主要由中央处理单元(CPU) 、存储器、输入单元、输出单元、电源等组成。PLC的工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。有了输入采样，可把输入电路监控得到的输入信息存入PLC的输入映射区；经运行用户程序，输出映射区将得到变换后的信息；再经输出刷新，输出锁存器将反映输出映射区的状态，并通过输出电路产生相应的输出。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，可编程逻辑控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。三、PLC应用行业PLC广泛应用于钢铁、石油、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；使用情况主要用于注塑机、印刷机、磨床、包装生产线、电镀流水线、冶金、化工、热处理、各种机械、机床、机器人、大型控制系统、通信及联网等。四、PLC分类PLC产品种类繁多，其规格和性能也各不相同，通常根据其结构形式的不同、功能的差异和I/O点数的多少等进行大致分类。1、从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。2、按功能分类，根据PLC所具有的功能不同，可将PLC分为低档、中档、高档三类。（1）低档PLC，具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少量模拟量输入输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。（2）中档PLC，除具有低档PLC的功能外，还具有较强的模拟量输入输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能。有些还可增设中断控制、PID控制等功能，适用于复杂控制系统。（3）高档PLC，除具有中档机的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等。高档PLC机具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。3、按I/O点数分类，根据PLC的I/O点数的多少，可将PLC分为小型、中型和大型三类。(1)小型PLCI/O点数 2048点；多CPU，16位、32位处理器，用户存储器容量816K。五、PLC选型PLC工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、确定PLC的功能、特殊功能模块等方面加以综合考虑。主要参考以下几点：1、输入输出（I/O）点数的估算 I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%20%的可扩展。2、存储器容量的估算存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。3、控制功能的选择该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。4、机型的选择（1） PLC按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。（2）安装方式：PLC系统的安装方式分为集中式、远程I/O式以及多台PLC联网的分布式。（3）输入输出模块的选择例如对输入模块，应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块，应考虑选用的输出模块类型，通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点；可控硅输出模块适用于开关频繁，电感性低功率因数负荷场合，但价格较贵，过载能力较差。输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等，与应用要求应一致。 （4）电源的选择PLC的供电电源，除了引进设备时同时引进PLC应根据产品说明书要求设计和选用外，一般PLC的供电电源应设计选用220VAC电源，与国内电网电压一致。重要的应用场合，应采用不间断电源或稳压电源供电。（5）存储器的选择由于计算机集成芯片技术的发展，存储器的价格已下降，因此，为保证应用项目的正常投运，一般要求PLC的存储器容量，按256个I/O点至少选8K存储器选择。需要复杂控制功能时，应选择容量更大，档次更高的存储器。（6）冗余功能的选择：控制单元的冗余及I/O接口单元的冗余。输入输出点数对价格有直接影响。选择PLC时，