28、PLC 过程控制与 I/O 接口详解

PLC 过程控制与 I/O 接口详解

1. 网络解决方案与 PLC 系统发展

随着通用网络解决方案的发展，如 Ethernet IP、EtherCAT 等，取代了专有的网络方案。智能 I/O 系统将所有 I/O 功能集成在一个设备中，通过通用标准总线系统进行通信，并实现单独的 I/O 处理。现场总线在分离 I/O 处理和现场级简单控制方面也发挥着重要作用，使得过程控制和模拟 I/O 能够融入 PLC 系统，满足过程控制的需求。

2. PLC 中的过程控制

2.1 离散 I/O 与过程控制的差异

在 PLC 的离散 I/O 处理中，操作员的主要角色限于异常报告、处理和管理。而在过程控制应用中，模拟 I/O 的值不断变化，直接影响过程，因此状态信息和警报对于让操作员了解过程情况至关重要。

2.2 过程控制的关键要点

2.2.1 分布式智能与集中监督

过程控制中，操作员需要持续与过程交互并做出决策，以确保过程顺利运行。模拟（调节）控制回路中参数趋势很重要，但操作员可能无法直接看到中间产品或最终产品。因此，人机界面（HMI）在过程控制中起着至关重要的作用，它就像操作员的眼睛和耳朵，能及时对过程变化做出反应。通过 HMI 进行集中监督，实现分布式智能处理是必要的。

2.2.2 智能分布

仅在 PLC 中添加几个模拟输入/输出（AI/AO）并使用功能块图（FBD）编程，并不是在过程控制应用中部署 PLC 的好方法，这实际上会导致 PLC 原始性能下降。过程控制应基于循环控制功能单元构建，该单元可安装并添加到 PLC 系统中，使循环控制器处理模拟操作，PL