PLC的A/D转换与特殊控制功能

  ①可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备最重要的关键性能。PLC由于采用现代超大规模集成电路技术，严格的生产工艺制造，内部电路采用了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如日本三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间已高达30万小时，一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长，从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的“避电器-接触器控制系统”相比，电气接线及开关接点已减少到原来的数百分之一甚至数千分之一，故障也将随之大大降低。此外，PL.C具有硬件故障的自我检测功能，出现故障时可迅速及时地发出报警信息。在应用软件中，用户还可以编人外围器件的放障自诊断程序，使系统中PLC以外的电路及设备也获得做障自诊断保护。这样，就使整个PLC系统都具有了极高的可靠性。

  ②配套齐全，功能究善，适用性强 PLC发展到今天，已经形成了大、中、小、微各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑控制功能外，现代PLC大都具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能模块大量涌现，使PLC已渗透到了位置控制、运动控制、过场控制、湿度控制、计算机数控(CNC)等各种工业控制中，加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC 组成各种控制系统变得非常容易。

  ①易学好懂实用，深受工程技术人员欢迎PLC作为现代通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备，其编程语言易于为工程技术人员接受。像梯形图语言的图形符号和表达方式与继电器电路图非常接近，只用PLC的少量开关逻辑控制指令就可以方便地实现"继电器-接触器控制电路"的功能：像步进式顺序控制的状态转移图(SFC)，简单，直观、容易设计复杂的多流程顺序控制，并且能够减少程序条数，使程序易于理解。

  ④系统设计周期短，维护方便，改造容易PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大地减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计周期大大缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序便可改变生产过程成为可能，因此很适合多品种、小批量的生产场合。

  ⑤体积小，重量轻，能耗低以超小型PLC为例，其新近产品的品种底部尺寸小于100mm²，重量小于150g，能耗仅数瓦。其体积小很容易嵌入机械设备内部，是实现机电一体化首选的控制器件。

  (2)PLC的功能

  如前所述，PLC是一种根据生产过程顺序控制的要求，为了取代传统的“继电器-接触器”控制系统而发展起来的工业自动控制设备，它必须首先具备满足顺序控制要求的基本逻辑运算功能。随后，由于技术的不断进步与PLC应用范围的日益扩大，在顺序控制的基础上，又不断开发了可以满足各种工业控制要求的特殊控制功能。近年来，为了适应信息、网络技术的发展，PLC作为基本的工业控制设备，网络与通信功能已经成为PLC的重要技术指标之一，总之，虽然各PLC的性能、价格有较大的区别，但其主要功能相近，它包括图1-2所示的儿部分。

  ①基本功能 逻辑控制功能是PLC必备的基本功能。本质上说，这是一种以计算机“位”运算为基础，按照程序的要求，通过对来自设备外围的按钮、行程开关、接触器与传感器触点等开关量《德称数字量》信号进行逻辑运算处理，并控制外围行示灯、中使阀、接触器线圈的通断的功能。

  在早期的PLC上，顺序控制所需要的定时、计数功能需要通过定时模块与计数模块实现，但是，目前它已经成为PLC的基本功能之一。此外，逻辑控制中常用的代码转换、数据比较与处理等，也成为PLC常用的基本功能。

  ②特殊控制功能 PLC的特殊控制功能包括模/数(A/D)转换、数/模(D/A)转换、温度的调节与控制、位置控制等。这些特殊控制功能的实现，一般需要选用PLC的特殊功能模块。

  A/D转换与D/A转换多用于过程控制或闭环调节系统。在PLC中，通过特殊的功能模块与功能指令，可以对过程控制中的温度、压力、流量、速度、位移、电压、电流等在线变化的物理量进行采样，并通过必要的运算(如PID)，实现闭环自动调节，当然，需要时也可以对这些物理量的进行各种形式的显示。

  在PLC中，位置控制一般是通过PLC的特殊应用指令，通过对命令的写人与状态的读取，对位置控制模块的位移量、速度、方向等进行控制。位置控制模块一般以脉冲的形式输出位置给定指令，指令脉冲再通过何服驱动器(或步进驱动器)，驱动何服电机(或步进电机)带动进给传动系统实现闭环位置控制。

  ③网络与通信功能随着信息技术的发展，网络与通信在工业控制中已经显得越来越重要。PLC早期的通信，一般仅仅局限于PLC与外设(编程器或编程计算机等)间的简单串行口通信。

  然而，现代PLC的通信不仅可以进行PLC与外设间的通信，而且可以在PLC与PLC 间、PLC与其他工业控制设备之间、PLC与上位机之间、PLC与工业网络间进行通信，并可以通过现场总线、网络总线组成系统，从而使得PLC可以方便地进入工厂自动化系统。