PLC控制柜中PLC的選型與應用

　　一，PLC控制柜常見的PLC型號與選擇

　　PLC設備型號有兩種選擇一種是德國西門子的S7-200另一種德國西門子的S7-300兩種，西門子設備應用比較廣泛也是我們所學的設備所以我選擇的都是西門子的設備。

　　西門子PLC S7-200型號的PLC具有的功能能夠滿足我們系統(tǒng)的需求，并且體積小節(jié)省空間，而且能應對比較復雜的環(huán)境具有很高的性價比，所以選擇S7-200型號的PLC。

　　西門子PLC S7-300型號的PLC具有比S7-200更加強大的功能但是考慮到實際情況，S7-200型號的PLC已經(jīng)符合我們的需求并且價格低廉所以我選擇德國西門子公司的S7-200系列的PLC。

　　西門子PLC S7-200系列PLC包含CPU221、CPU222、CPU224、CPU226等類型。根據(jù)本論文的設計要求選用的S7-200 CPU226,CPU226是集成24輸入/16輸出共40個數(shù)字量I/O點?？梢赃B接7個擴展模塊，I/O端子排可進行拆卸。

　　PLC的 I/O分配圖信號類型PLC地址功能信號類型PLC地址功能輸入信號I0.0自動/手動切換輸出信號Q0.0通風扇正轉I0.1啟動開關Q0.1通風扇反轉I0.2停止開關Q0.2遮陽簾開簾I0.7手動通風扇正轉Q0.3遮陽簾關簾I1.0手動通風扇反轉Q0.4熱風機啟動I1.1手動熱風機啟動Q0.5冷風機啟動I1.2手動冷風機啟動Q0.6加熱器啟動I1.3手動加熱器啟動Q0.7補光燈開啟Q1.0CO2開關閥Q1.1指示燈

　　二，PLC控制柜具體的應用與控制

　　1、用于開關量控制

　　PLC控制開關量的能力是很強的。所控制的入出點數(shù)，少的十幾點、幾十點，多的可到幾百、幾千，甚至幾萬點，由于它能聯(lián)網(wǎng)，點數(shù)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(shù)的、需要計數(shù)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，用于控制時，非常靈活。必要時可編寫多套或多組程序，依需要調用。它很適應于工業(yè)現(xiàn)場多工況、多狀態(tài)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，工業(yè)行業(yè)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，就是它能方便并可靠地用于開關量的控制。

　　2、用于模擬量控制

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

　　作為一種工業(yè)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(fā)。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(shù)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(shù)字量，然后送入PLC;D/A單元，是把PLC的數(shù)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電路抗干擾、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(qū)，可讀寫）交換信息等等特點。

　　這里的A/D中的A，多為電流，或電壓，也有溫度。D/A中的A，多為電壓，或電流。電壓、電流變化范圍多為0～5V，0～10V，4～20mA，有的還可處理正負值的。這里的D，小型機多為8位二進制數(shù)，中、大型多為12位二進制數(shù)。A/D、D/A有單路，也有多路。多路占的輸入輸出繼電器多。有了A/D、D/A單元，余下的處理都是數(shù)字量，這對有信息處理能力的PLC并不難。中、大型PLC處理能力更強，不僅可進行數(shù)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(chǎn)生相應的輸出，計算機能算的它幾乎都能算。這樣，用PLC實現(xiàn)模擬量控制是完全可能的。

　　PLC進行模擬量控制，還有A/D、D/A組合在一起的單元，并可用PID或模糊控制算法實現(xiàn)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(yōu)點是別的控制器所不具備的，或控制的實現(xiàn)不如PLC方便。當然，若純?yōu)槟M量的系統(tǒng)，用PLC可能在性能價格比上不如用調節(jié)器。

　　3、用于運動控制

　　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(shù)字量表示。運動控制，有效的辦法是NC，即數(shù)字控制技術。這是50年代誕生于美國的基于計算機的控制技術。當今已很普及，并也很完善。目前，先進國家的金屬切削機床，數(shù)控化的比率已超過40%～80%，有的甚至更高。PLC也是基于計算機的技術，并日益完善。PLC可接收計數(shù)脈沖，頻率可高達幾k到幾十k赫茲，可用多種方式接收這脈沖，還可多路接收。有的PLC還有脈沖輸出功能，脈沖頻率也可達幾十k，有了這兩種功能，加上PLC有數(shù)據(jù)處理及運算能力，若再配備相應的傳感器（如旋轉編碼器）或脈沖伺服裝置，則完全可以依NC的原理實現(xiàn)種種控制。高、中檔的PLC，還開發(fā)有NC單元，或運動單元，可實現(xiàn)點位控制。運動單元還可實現(xiàn)曲線插補，可控制曲線運動。所以，若PLC配置了這種單元，則完全可以用NC的辦法，進行數(shù)字量的控制。新開發(fā)的運動單元，甚至還發(fā)行了NC技術的編程語言，為更好地用PLC進行數(shù)字控制提供了方便。

　　4、用于數(shù)據(jù)采集

　　隨著PLC技術的發(fā)展，其數(shù)據(jù)存儲區(qū)越來越大。如德維森公司的PLC，其數(shù)據(jù)存儲區(qū)（DM區(qū)）可達到9999個字。這樣龐大的數(shù)據(jù)存儲區(qū)，可以存儲大量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集可以用計數(shù)器，累計記錄采集到的脈沖數(shù)，并定時地轉存到DM區(qū)中去。數(shù)據(jù)采集也可用A/D單元，當模擬量轉換成數(shù)字量后，再定時地轉存到DM區(qū)中去。PLC還可配置上小型打印機，定期把DM區(qū)的數(shù)據(jù)打出來。

　　PLC也可與計算機通訊，由計算機把DM區(qū)的數(shù)據(jù)讀出，并由計算機再對這些數(shù)據(jù)作處理。這時，PLC即成為計算機的數(shù)據(jù)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(xiàn)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(jié)約用電的目的。

　　5、用于信號監(jiān)控

　　PLC自檢信號很多，內部器件也很多，多數(shù)使用者未充分發(fā)揮其作用。其實，完全可利用它進行PLC自身工作的監(jiān)控，或對控制對象進行監(jiān)控。對一個復雜的控制系統(tǒng)，特別是自動控制系統(tǒng)，監(jiān)控以至進一步能自診斷是非常必要的，它可減少系統(tǒng)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，提高系統(tǒng)的可靠性。

　　6、用于聯(lián)網(wǎng)、通訊

　　PLC聯(lián)網(wǎng)、通訊能力很強，不斷有新的聯(lián)網(wǎng)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(fā)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(xiàn)多的對PLC控制系統(tǒng)的監(jiān)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(zhí)行裝置（如變頻器），也可聯(lián)網(wǎng)通訊，交換數(shù)據(jù)，相互操作?？陕?lián)接成遠程控制系統(tǒng)，系統(tǒng)范圍面可大到10公里或更大?？山M成局部網(wǎng)，不僅PLC，而且高檔計算機、各種智能裝置也都可進網(wǎng)。可用總線網(wǎng)，也可用環(huán)形網(wǎng)。網(wǎng)還可套網(wǎng)。網(wǎng)與網(wǎng)還可橋接。聯(lián)網(wǎng)可把成千上萬的PLC、計算機、智能裝置組織在一個網(wǎng)中。網(wǎng)間的結點可直接或間接地通訊、交換信息。

　　聯(lián)網(wǎng)、通訊，正適應了當今計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）及智能化工廠發(fā)展的需要。它可使工業(yè)控制從點（Point）、到線（（Line）再到面（Aero），使設備級的控制、生產(chǎn)線的控制、工廠管理層的控制連成一個整體，進而可創(chuàng)造更高的效益。這個無限美好的前景，已越來越清楚地展現(xiàn)在我們這一代人的面前。一條湍急的河流，高高的漫過橋面，擊打著岸邊。浩浩蕩蕩的向南匯入。使所有人都望而卻步，不敢向前。

　　以上幾點應用是著重從質上講的。從量上講，PLC有大、有小。所以它的控制范圍也可大、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(chǎn)線，以至于整個工廠?？梢哉f工業(yè)控制的大小場合，都離不開PLC。