雖然是在開關量控制的基礎上發展起來的工業控制裝置,但為了適應現代工業控制系統的需要,其功能在不斷增強,第二代plc就能實現模擬量控制。當今第四代plc已增加了許多模擬量處理的功能,完全能勝任各種較為復雜的模擬控制,除具有較強的pid控制外,還具有各種各樣專用的過程控制模塊等。近年來plc在模擬量控制系統中的應用也越來越廣泛,已成功地應用于冶金、化工、機械等行業的模擬量控制系統中。
一、plc模擬量閉環控制系統的基本原理
輸入信號和輸出信號均為模擬量的控制系統稱為模擬量控制系統。過程控制系統是指被控制量為溫度、壓力、流量、液位、成份等這一類慢連續變化的模擬量控制系統。
如圖所示為典型的模擬量閉環控制系統結構框圖。圖中,虛線部分可由plc的基本單元加上模擬量輸入/輸出擴展單元來承擔。即由plc自動采樣來自檢測元件或變送器的模擬輸入信號,同時將采樣的信號轉換為數字量,存在指定的數據寄存器中,經過plc運算處理后輸出給執行機構去執行。

圖典型模擬量閉環控制系統的結構框圖
因此,要將plc應用于模擬量閉環控制系統中,首先要求plc必須具有a/d和d/a轉換功能,能對現場的模擬量信號與plc內部的數字量信號進行轉換;其次plc必須具有數據處理能力,特別是應具有較強的算術運算功能,能根據控制算法對數據進行處理,以實現控制目的;同時還要求plc有較高的運行速度和較大的用戶程序存儲容量。現在的plc一般都有a/d和d/a模塊,許多plc還設有pid功能指令,在大、中型plc中還配有專門的pid過程控制模塊。
二、plc與其它模擬量控制裝置的比較
傳統的模擬量控制系統主要采用電動組合儀表,常用的有ddz-ⅱ型和ddz-ⅲ型儀表。其特點是結構簡單、價格便宜,但體積大、功耗大、安裝復雜、通用性和靈活性較差、控制精度和穩定性較差。另外,其控制運算功能簡單,不能實現復雜的過程控制。隨著的發展,新型的過程控制計算機不斷涌現,較為流行的有工業控制計算機(ipc)、可編程調節器(psc)、()。
1. plc與psc
可編程調節器(psc)是在ddz-ⅲ型儀表的基礎上,采用微處理器技術發展起來的第四代儀表。它的強大功能、靈活性、可靠性、控制精度、數字通訊能力是傳統的電動組合儀表無法比擬的。psc與plc都是智能化的工業裝置,各有特色。plc以開關量控制為主,模擬量控制為輔;而psc則以閉環模擬量控制為主,開關量控制為輔,并能進行顯示、報警和手動操作。因此,在模擬量控制系統中采用psc更適合于各種過程控制的要求。而plc的可靠性、靈活性、強大的開關量控制能力和通訊聯網能力,在模擬量控制上也富有特色。特別在開關量、模擬量混合控制系統中更顯示出其獨特的優越性。
2. plc與dcs
集散控制系統(dcs)是1975年問世的,它的是3c(computer、communications、control)技術的產物,它將順序控制裝置、數據采集裝置、過程控制的模擬量儀表、過程監控裝置有機地結合在一起,產生了滿足各種不同要求的dcs。而今天的plc加強了模擬量控制功能,多數配備了各種智能模塊,具有了pid調節功能和構成網絡、組成分級控制的功能,也實現了dcs所能完成的功能。到目前為止,plc與dcs的發展越來越近。就發展趨勢來看,控制系統將綜合plc和dcs各自的優勢,并把兩者有機地結合起來,形成一種新型的全分布式系統。
3. plc與ipc
工業控制計算機(ipc)是由通用微機的推廣應用而發展起來的,其硬件結構和總線的標準化程度高,品種兼容性強,軟件資源豐富,特別是有實時操作系統的支持,在要求實時性強、系統模型復雜的領域占有優勢。而plc的標準化程度較差,產品不能兼容,故開發較為困難。但plc的梯形圖編程很受不熟悉計算機的技術人員歡迎,同時plc專為工業現場環境設計的,可靠性非常高,被認為是不會損壞的設備,而ipc在可靠性上還不夠理想。










