基于可编程序控制器(PLC)实地应用展开的

一、PLC的未来发展趋势

PLC新产品的总体发展趋势是向小型化、专用化和低的方向发展,以进行单机控制；另一方面是向大型、高速、多功能和分布式全自动网络化方面发展,以适应现代化的大型工厂、企业自动化的需要.近年来我国PLC生产有了长足的发展,国内PLC生产厂家已经达到一定规模,但与世界水平相比,我国的PLC研究开发和生产还比较落后.随着PLC技术的推广和应用,今后PLC将进一步向以下几方面发展.

1.系列化、模板化

每个PLC厂家几乎都有自己的系列化产品,同一系列的产品指令向上兼容,扩展设备容量以满足新机型的推广和使用.要形成自己系列化的产品,以便与其他PLC生产厂家竞争,就必然要开发各种模块,使系统的构成更加灵活放方便.

2.小型机功能强化

工业上大多数的单机自动控制只需要检测控制参数,而且执行的动作有限,因此小型机市场需求量十分巨大.随着微电子技术的进一步发展,PLC的结构必将更为紧凑,体积更小,而安装和使用更方便.

3.中、大型机高速度、高功能、大容量

随着自动化水平的不断提高,对中、大型机处理数据的速度要求也越来越高.

4.低成本

随着新型器件的不断涌现,主要部件成本的不断下降,在大幅度提高PLC功能的同时,也大幅度降低了PLC的成本.

5.多功能

PLC功能进一步加强以适应各种控制需要.同时,计算、处理功能的进一步完善,使PLC可以代替计算机进行管理、监控.智能I/O组件也进一步发展,用来完成各种专门的任务.

二、集成PLC与DCS的新型过程控制系统

可编程序控制器（PLC）及集散控制系统（DCS）是目前工业控制领域最广泛使用的两种控制技术,它们各自具有明显的优势及劣势,如PLC在高速的顺序控制中占主导地位,而DCS则在复杂的过程控制中占优势；PLC体积小,使用灵活,相对较低,但在通讯功能及管理能力方面不及DCS,DCS虽然通讯及管理能力较强,但体积大,相对较高.

早期的PLC以数字量的顺序控制为主.随着PLC功能不断扩充,PLC增加了模拟量控制功能、PID调节功能、通讯联网功能及分级控制功能等,在过去DCS占统治地位的化工、冶金等行业也可由PLC进行控制.但PLC难以组成大型、复杂、综合的系统,如果过多的PC企图通过网络与过多的PLC通讯,则可能导致瓶颈现象及计时上的困难.

DCS是由模拟仪表控制系统发展而来,初期的功能以回路调节为主,之后又加入了顺序控制的功能.DCS的设计思想是操作管理集中,控制分散以提高整个系统的可靠性及管理能力.DCS的上述优势使它在控制系统的高端市场仍占主流.但DCS比PLC价位高,对一些资金有限的中小型企业有时难以承受.

三、PLC应用中的注意事项

1.工作环境

(1)温度；PLC要求环境温度在0°C～55°C,安装时不能放在发热量大的元件下,通风散热的空间应足够大,基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔,开关柜上、下部应有通风的百叶窗,防止太阳光直接照射.(2)湿度:为了保证PLC的绝缘性能,空气的相对湿度应小于85％.(3)振动:应使PLC远离强烈的振动源,防止振动频率为10HZ～55HZ的频繁或连续振动.当使用环境不可避免振动时,必须采取减振措施,如采用减振胶等.(4)空气:避免有腐蚀和易燃的气体,对于空气有较多粉尘或腐蚀性气体的环境,可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中,并安装空气净化装置.

2.安装与布线

(1)动力线、控制线,以及PLC的电源线和I/O之间应采用双胶线连接.(2)PLC应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备,不能与高压电器安装在同一开关柜内.(3)PLC基本单元与扩展单元,以及功能模块的连接线缆应单独敷设,以防止外界信号的干扰.(4)交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆,输出线应尽量远离高压线和动力线,避免并行.

四、外部安全电路

为确保整个系统能在安全状态下可靠工作,避免由于外部电源发生故障、PLC出现异常、误操作,以及误输出造成的重大经济损失和人身伤亡事故,PLC外部应安装必要的保护电路.

1.急停电路

对于能使用户造成伤害的危险负载,除了在控制程序中加以考虑之外,还应设计外部紧急停车电路,在PLC发生事故时能将引起伤害的负载能源可靠切断,提供最高的安全性.紧急停止应不受PLC控制,应使用外部开关切断,以确保安全.

2.保护电路

正反向运转等可你操作的控制系统,要设置外部电器互锁保护；反复运行及升降移动的控制系统,要设置外部限位保护电路.可编程控制器有监视定时器等自检功能,检查除异常时,输出全部关闭,但当可编程序控制器CPU故障时就不能控制输出；因此,对于能使用户造成伤害的危险负载,为确保设备安全状态下运行,需设计外电路加以保护.

3.电源过负荷的保护

如果PLC电源发生故障,中断时间小于10S,PLC工作不受影响,若电源中断超过10S或电源下降超过允许值,则PLC停止工作,所有的输出点均同时断开,当电源恢复时,若RUN输入接通,则操作自动进行,因此,催一些易过负载的输入设备应设置必要的限流保护电路.

4.重大故障的报警及保护

对于易发生重大事故的场所,为了确保控制系统在重大事故发生时仍可靠的报警及保护,应将与重大事故有联系的信号通过外电路输出,以使控制系统在安全状况下运行.

五、结束语

综上所述,在PLC的实地应用过程中,只有不断推出可靠性高、环境适应性强、便于使用、功能更强、结构更完善等优点的新产品,才能满足市场需求,从而不断适应市场发展.