淺談RTO設備中的核心控製器-PLC的功能及應用

在VOCs治理係統（tǒng）中，基本上選（xuǎn）擇PLC作為整個係統的核心控製器，並配備相應的觸摸屏來監（jiān）視（shì）係統的運行（háng）並在（zài）係統上執行相關的操作。 例如，我們經常說的RTO設（shè）備中使用的核心控製器通常是（shì）西門子係列PLC。 實際上，有很多常用的工業控製係統（除PLC外，還有FCS，DCS等），但與其他控製係統相比，PLC具有較高的可靠性和較強的抗（kàng）幹擾能（néng）力， 同時配套設施（shī）齊全，適用性強，維護工（gōng）作量（liàng）小，維修方便。

一、PLC的功能

PLC是以微處（chù）理器（qì）為核心，綜合了計算機（jī）技術、自動控製技（jì）術和通信技術發展起來的一種通用的工業自（zì）動控製裝置，具（jù）有可靠性高、體積（jī）小、功能強（qiáng）、程序（xù）設計簡單、靈活（huó）通用及維護（hù）方便等一係列的（de）優點，因而在冶金、能源、化工、交通、電力等領域中（zhōng）有著廣泛（fàn）的應用，成為現代（dài）工（gōng）業（yè）控製的三大支柱（PLC、機器人（rén）和CAD/CAM）之一。根據PLC的特點，可以將其功（gōng）能形式歸納為以下幾種類型：

（1）開（kāi）關量邏輯控製

PLC具有強（qiáng）大（dà）的邏（luó）輯運算能力，可以實現（xiàn）各種簡單和複雜的邏輯控製（zhì）。這是PLC的最基本也最廣（guǎng）泛的應用領域（yù），它（tā）取代了傳統的繼電器接觸（chù）器（qì）的控製。

（2）模擬量控製

PLC中配置有A/D和D/A轉換模塊。A/D模塊能將現場的溫度、壓力、流量、速度等模擬量轉換變（biàn）為數字量，再經PLC中的微處理器進行處理（微處理器處理（lǐ）的隻能是是數字量），然後（hòu）進行控製；或者經D/A模塊轉換（huàn）後變成模擬量，然後（hòu）控製被控對象，這樣就（jiù）可實現PLC對模擬量的控製。

（3）過程控製

現代大中型的PLC一般都配備了PID控製模塊（kuài），可進行閉環（huán）過程控（kòng）製。當控製過程中某一個變量出現偏差時，PLC能按（àn）照（zhào）PID算法計算出正確的輸出，進而控製調整生產過程，把變量保持在（zài）整定值上。目前，許（xǔ）多小型PLC也具有PID控製功能。

（4）定時和計數控製

PLC具有很強的定時和計數功能，它可以為用戶（hù）提供幾十甚至上百、上千個定時器和計（jì）數器。

其計時的時間和計數值可以由用戶在編寫用戶程序時任意設定，也可以由操作人員在工業現場通過編（biān）程器進行設定，進而實現定時和計數（shù）的控製。如果用戶需要對頻率較高的信號進行計數，可以選擇高速計數模塊。

（5）順序控製

在工業控（kòng）製中，可采用PLC步進指令編程或用移位寄存器編程來實現順序控製。

（6）數據處理

現（xiàn）代的PLC不僅能進行算術運算、數據傳送、排序（xù）及查表等操（cāo）作，而且還能進行數據比較、數據轉換（huàn）、數據通信、數據顯示和（hé）打印等，它具有很強的數據（jù）處理能力。

（7）通（tōng）信和聯網

現代PLC大多數都采用了通信、網絡技術，有RS-232或RS-485接口，可進行遠程I/O控製。

多台PLC彼此間可以聯網、通信，外部器件與一台（tái）或多台可編程控製器的信號處理單元之間（jiān）可（kě）以實現程序和數據交換，如程序轉（zhuǎn）移、數據文檔轉移、監視和診（zhěn）斷。通信接口或通信處理器按標準的硬件接口或專（zhuān）有的通信協議完成程序和（hé）數據的轉移。

二、PLC的應用領域（yù）

目前，PLC在國內外已廣泛應用於鋼鐵、石（shí）油、化（huà）工、電（diàn）力、建材、機械製造、汽車、輕（qīng）紡、交通運輸、環保及文（wén）化娛樂等各個行業，使用情況大致可歸納為如下幾類：

（1）開關量的邏輯控製

這是PLC最基本，也是最廣泛的應用領域，它取代了傳（chuán）統的繼電器電路，實現邏（luó）輯（jí）控製、順序控製；既可用於單台設（shè）備的控製，也可用於多機群控及自動化流水線，如注塑（sù）機、印（yìn）刷機、訂書機械、組合機床、磨床（chuáng）、包裝生產線及電鍍（dù）流水線等。

（2）模擬量控製

在（zài）工業生產（chǎn）過程當中（zhōng），有許多連續變（biàn）化的量，如溫（wēn）度、壓力、流量（liàng）、液位和速度等都是（shì）模擬量。為了使PLC處理模擬量，必須實現模擬量和數字量（liàng）之間的A/D轉換及D/A轉換。PLC廠家都（dōu）生產配套的A/D和D/A轉換模塊，使（shǐ）PLC用於模擬量（liàng）控製。

（3）運動（dòng）控製

PLC可以（yǐ）用於圓周運動或直線運動的控製。從控製機構配置（zhì）來說，早期直接（jiē）用於開關（guān）量（liàng）I/O模塊連接位置傳感器和執行機構，現在一般使用專用的運動控製模塊，可驅動步進電機或（huò）伺服電機的單（dān）軸或多軸（zhóu）位置控（kòng）製模塊。

世界上各主要PLC生產廠（chǎng）家的產品幾乎都具有運（yùn）動控製功（gōng）能，廣泛（fàn）用於各種機械（xiè）、機（jī）床、機器人、電梯等場合。

（4）過程控製

過程（chéng）控製是指對溫度、壓（yā）力（lì）、流量等模擬量的閉環控製，在冶金、化工、熱處理、鍋爐控（kòng）製等場合（hé）有非常廣泛的應用。作為工業（yè）控製計算機（jī），PLC能編製各種（zhǒng）各（gè）樣的控製（zhì）算法程（chéng）序，完成閉環控製（zhì）。

PID調節是（shì）一般閉環控製係統中用得較多的調節方法，大中型（xíng）PLC都（dōu）有PID模塊，目前許多（duō）小型PLC也具有（yǒu）此功（gōng）能模塊。PID處理一般是運行專用的（de）PID子（zǐ）程序。

（5）數據處理

現代PLC具有數學運算（含矩陣運算、函數運算（suàn）、邏輯運算（suàn））、數據傳送、數（shù）據轉換、排序、查表及位操作等功能（néng），可以完成數據（jù）的采集、分析及處理。這些（xiē）數據可以與存儲在存儲器中的參考值比較，進而完（wán）成一定的控製操作；也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或將它們打印製表。

數據處理一般用於大（dà）型控（kòng）製係統，如無人控製的柔性製（zhì）造係統；也可用於過程控製係統，如（rú）造紙、冶金、食品工業中的一些大型控製（zhì）係統。

（6）通信（xìn）及聯（lián）網

PLC通信（xìn）含PLC間的通信及PLC與其他（tā）智能設備間的通信。隨（suí）著計算機控製的發展，工廠自動化網絡發展得（dé）很快，各PLC生產廠商都（dōu）十分重視PLC的通信功能，紛（fēn）紛推出各自的網絡係統。

新近生產的PLC都具有通信接口，通信非（fēi）常方便。紛紛推出各自的（de）網絡係統。新近生產（chǎn）的PLC都（dōu）具有通信接口，通（tōng）信（xìn）非常方便。