PLC的特點與應用領域

一、PLC可編程控制器實驗裝置PLC的特點
PLC技術之所以高速發展，除了工業自動化的客觀需要外，主要是因為它具有許多獨特的優點。它較好地解決了工業領域中普遍關心的可靠、安全、靈活、方便、經濟等問題。主要有以下特點：
1．可靠性高、抗干擾能力強
可靠性高、抗干擾能力強是PLC最重要的特點之一。PLC的平均無故障時間可達幾十萬個小時，之所以有這么高的可靠性，是由于它采用了一系列的硬件和軟件的抗干擾措施：
（1）硬件方面 I/O通道采用光電隔離，有效地抑制了外部干擾源對PLC的影響；對供電電源及線路采用多種形式的濾波，從而消除或抑制了高頻干擾；對CPU等重要部件采用良好的導電、導磁材料進行屏蔽，以減少空間電磁干擾；對有些模塊設置了聯鎖保護、自診斷電路等。
（2）軟件方面 PLC采用掃描工作方式，減少了由于外界環境干擾引起故障；在PLC系統程序中設有故障檢測和自診斷程序，能對系統硬件電路等故障實現檢測和判斷；當由外界干擾引起故障時，能立即將當前重要信息加以封存，禁止任何不穩定的讀寫操作，一旦外界環境正常后，便可恢復到故障發生前的狀態，繼續原來的工作。
2．編程簡單、使用方便
目前，大多數PLC采用的編程語言是梯形圖語言，它是一種面向生產、面向用戶的編程語言。梯形圖與電器控制線路圖相似，形象、直觀，不需要掌握計算機知識，很容易讓廣大工程技術人員掌握。當生產流程需要改變時，可以現場改變程序，使用方便、靈活。同時，PLC編程器的操作和使用也很簡單。這也是PLC獲得普及和推廣的主要原因之一。
許多PLC還針對具體問題，設計了各種專用編程指令及編程方法，進一步簡化了編程。
3．功能完善、通用性強
現代PLC不僅具有邏輯運算、定時、計數、順序控制等功能，而且還具有A/D和D/A轉換、數值運算、數據處理、PID控制、通信聯網以等許多功能。同時，由于PLC產品的系列化、模塊化，有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，可以組成滿足各種要求的控制系統。
4．設計安裝簡單、維護方便
由于PLC用軟件代替了傳統電氣控制系統的硬件，控制柜的設計、安裝接線工作量大為減少。PLC的用戶程序大部分可在實驗室進行模擬調試，縮短了應用設計和調試周期。在維修方面，由于PLC的故障率極低，維修工作量很小；而且PLC具有很強的自診斷功能，如果出現故障，可根據PLC上指示或編程器上提供的故障信息，迅速查明原因，維修極為方便。
5．體積小、重量輕、能耗低
由于PLC采用了集成電路，其結構緊湊、體積小、能耗低，因而是實現機電一體化的理想控制設備。
二、PLC的應用領域
目前，在國內外PLC已廣泛應用冶金、石油、化工、建材、機械制造、電力、汽車、輕工、環保及文化娛樂等各行各業，隨著PLC性能價格比的不斷提高，其應用領域不斷擴大。從應用類型看，PLC的應用大致可歸納為以下幾個方面：
1.開關量邏輯控制
利用PLC最基本的邏輯運算、定時、計數等功能實現邏輯控制，可以取代傳統的繼電器控制，用于單機控制、多機群控制、生產自動線控制等，例如：機床、注塑機、印刷機械、裝配生產線、電鍍流水線及電梯的控制等。這是PLC最基本的應用，也是PLC最廣泛的應用領域。
2.運動控制
大多數PLC都有拖動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。這一功能廣泛用于各種機械設備，如對各種機床、裝配機械、機器人等進行運動控制。
3.過程控制
大、中型PLC都具有多路模擬量I/O模塊和PID控制功能，有的小型PLC也具有模擬量輸入輸出。所以PLC可實現模擬量控制，而且具有PID控制功能的PLC可構成閉環控制，用于過程控制。這一功能已廣泛用于鍋爐、反應堆、水處理、釀酒以及閉環位置控制和速度控制等方面。
4.數據處理
現代的PLC都具有數學運算、數據傳送、轉換、排序和查表等功能，可進行數據的采集、分析和處理，同時可通過通信接口將這些數據傳送給其它智能裝置，如計算機數值控制（CNC）設備，進行處理。
5.通信聯網
PLC的通信包括PLC與PLC、PLC與上位計算機、PLC與其它智能設備之間的通信，PLC系統與通用計算機可直接或通過通信處理單元、通信轉換單元相連構成網絡，以實現信息的交換，并可構成“集中管理、分散控制”的多級分布式控制系統，滿足工廠自動化（FA）系統發展的需要。
三、PLC可編程控制器實驗裝置運用于介紹

一）、產品概述：

本裝置是專為職業院校及中職學校開設的可編程控制器技術及其應用等課程實驗配套設計的，集PLC編程控制器及單片機控制的實驗掛箱于一體，綜合性強、功能齊全。可完成單片機、PLC編程控制器技術課程的相關教學實訓，是大中院校及中職理想的實驗設備。
二）、PLC可編程控制器實驗裝置特點
1、裝置采用組件多結構更換實驗模塊便捷，如需擴展功能或開發新實驗，只需添加實驗掛箱即可，永不淘汰。
2、雙口接線法 PLC主機與實驗掛箱之間的連接即可采用自鎖緊接插線單線逐點連接，以提高動手動腦能力，加深了解PLC的結構功能，又可通過排線一次性連接，以提高實驗連接速度，與單一連接法相比具有絕對優越性。
3、實驗對象形像逼真，接近工業現場的實際應用，通過本實驗裝置的訓練，學生很快就能適應現場的工作。
4、采用三菱FX系列可編程控制器，功能強大，性能優越，采用模塊化設計，組合靈活。
5、組態棒圖教學采用MCGS工控組態軟件，所有實驗都已編輯出形象直觀、動感強、教學效果好的組態棒圖，進行實驗動態跟蹤教學。
三）、設備構成
1、PLC可編程控制器實驗臺：提供三相電源，直流穩壓電源及安全保護裝置
2、PLC可編程控制器實驗裝置(掛箱規格：40×24×6 cm³)：
（1）PLC001 交通信號燈PLC自動控制實驗掛箱
（2）PLC002 攪拌器的PLC自動控制實驗掛箱
（3）PLC003 LED數碼管顯示PLC自動控制實驗掛箱（實物）
（4）PLC004 四層電梯的PLC自動控制實驗掛箱（實物）
（5）PLC005 加工中心刀具庫選擇控制實驗掛箱（實物）
（6）PLC006 藝術彩燈造型的PLC控制實驗掛箱
（7）PLC007 電機的自動控制實驗掛箱（實物）
（8）PLC008 步進電機的PLC控制實驗掛箱（實物）
（9）PLC009 模擬電視發射塔實驗掛箱
（10）PLC010 自動送料裝車系統實驗掛箱
（11）PLC011 自動售貨機實驗掛箱
（12）PLC012 自動成型系統實驗掛箱
（13）PLC013 水塔自動供水系統實驗掛箱
（14）PLC014 郵件自動分揀系統實驗掛箱
（15）PLC015 自動洗衣機系統實驗掛箱
（16）PLC016 電鍍系統實驗掛箱
（17）PLC017 繼電器控制實驗掛箱（一）
（18）三相鼠籠電動機 380V Y /△接法
（19）基礎實驗掛箱
3、PLC可編程控制器操作桌
4、編程應用軟件
5、仿真教學軟件
6、工控組態軟件
7、PLC可編程控制器（接口都已引到面板）及轉接通迅電纜。
8、電腦或手持編程器（用戶自備或代購）
四）、技術性能
1、輸入電源：三相四線電源，輸入時指示燈亮。
2、電源輸出：有漏電型保護器、過載、短路保護裝置。
A．三相四線380V輸出，由三只電壓表指示輸出電壓
B．～220V通過安全插座輸出
C．+24V/2A直流穩壓輸出（數顯）
D．+5V/1A直流穩壓輸出（數顯）
E．±12V/1A直流穩壓輸出（根據裝置需求而定）
3、PLC可編程控制器：
品牌、型號：三菱FX1N-40mR（輸入24點，輸出16點），也可選擇西門子、歐姆龍，價格另議。
4、重量：100Kg
5、外形尺寸：160×75×150 cm³
五）、基本實驗項目：
1．與、或、非邏輯功能實驗
2．定時器、計數器功能實驗
3．跳轉、分支功能實驗
4．移位寄存器實驗
5．數據處理功能實驗
6．微分、位操作實驗
7．交通信號燈PLC自動控制實驗
8．攪拌器的PLC自動控制實驗
9．LED數碼官顯示PLC自動控制實驗（實物）
10．四層電梯的PLC自動控制實驗（實物）
11．加工中心刀具庫選擇控制實驗（實物）
12．藝術彩燈造型的PLC控制實驗
13．電機的自動控制實驗（實物）
14．步進電機的PLC控制（實物）
15．模擬電視發射塔實驗實驗
16．自動送料裝車系統控制實驗
17．自動售貨機實驗
18．自動成型實驗
19．水塔自動供水控制系統實驗
20．郵件自動分揀實驗
21．自動洗衣機控制系統模擬實驗
22．電鍍過程控制實驗
23．三相鼠籠式異步電動機點動和自鎖PLC控制(實物)
24．三相鼠籠式異步電動機聯動正反轉PLC控制(實物)
25．三相鼠籠式異步電動機帶延時正反轉PLC控制(實物)
26．三相鼠籠式異步電動機Y/△轉換起動PLC控制(實物)
27．MCGS組態棒圖實驗教學,利用已編輯好組態棒圖,對以上任何實驗進行動態跟蹤教學實驗
28．針對實驗項目的具體要求，學生自行編輯組態棒圖進行實驗。

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