plc控制十篇

plc控制篇1

在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Pro?鄄grammableController(PC)。

个人计算机(简称PC)发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Pro?鄄grammableLogicController(PLC)，现在，仍常常将PLC简称PC。PLC的概念有许多种。国际电工委员会(IEC)对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

上世纪80～90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30％~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。

PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。

2PLC的构成

从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。

3CPU的构成

CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。

CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。

CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。

4I/O模块

PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分(I/O)完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入(DI)，开关量输出(DO)，模拟量输入(AI)，模拟量输出(AO)等模块。

开关量是指只有开和关(或1和0)两种状态的信号，模拟量是指连续变化的量。

摘要在自动化控制领域，PLC是一种重要的控制设备。对PLC的发展、基本结构、配置、应用等基本知识作一概述。

关键词自动化控制PLC技术CPU

在自动化控制领域，PLC是一种重要的控制设备。目前，世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品，应用在汽车(23%)、粮食加工(16.4%)、化学/制药(14.6%)、金属/矿山(11.5%)、纸浆/造纸(11.3%)等行业。本文对PLC的发展、基本结构、配置、应用等基本知识作一概述。nlang="EN-US">I/O分类如下：

开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。

模拟量：按信号类型分，有电流型(4-20mA,0-20mA)、电压型(0-10V,0-5V,-10-10V)等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。

除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。

按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。

5电源模块

PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源(220VAC或110VAC)，直流电源(常用的为24VAC)。

6底板或机架

大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。

7PLC系统的其他设备

(1)编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机(运行编程软件)充当编程器。

(2)人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。

(3)输入输出设备：用于永久性地存储用户数据，如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器，输入模拟量的电位器，打印机等。

8PLC的通信联网

依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出“网络就是控制器”的观点说法。

PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。

PLC的通信，还未实现互操作性，IEC规定了多种现场总线标准，PLC各厂家均有采用。

对于一个自动化工程(特别是中大规模控制系统)来讲，选择网络非常重要的。首先，网络必须是开放的，以方便不同设备的集成及未来系统规模的扩展；其次，针对不同网络层次的传输性能要求，选择网络的形式，这必须在较深入地了解该网络标准的协议、机制的前提下进行；再次，综合考虑系统成本、设备兼容性、现场环境适用性等具体问题，确定不同层次所使用的网络标准。

9新的PLC产品不断出现

HOLLiAS-PLC是和利时公司和利时公司PLC产品的一个系列产品，是和利时公司集多年来在自动化产品开发领域的成功经验，引进国外先进技术推出的适应离散过程控制系统的可编程控制器。其总体设计汲取了当今科技发展的最新成果，在网络通讯技术、I/O信号处理技术、CPU实时操作系统技术、人机界面技术等方面结合国际先进技术进行了独特的设计，硬件生产全部在德国完成。HOLLiAS-PLC是目前国内工业控制市场上性能价格比高、支持多种通讯方式、扩展灵活的PLC系统，是低成本自动化解决方案的首选控制产品。

HOLLiAS-PLC的单CPU控制能力达到DI/O:1024点，AI/O:256点，编程语言采用符合IEC61131-3标准的STEP7，内部集成了丰富的功能算法和指令集。CPU运行速度达到或超过国外同等规模的PLC系统，独特的设计使得I/O模块的功能得到扩展，减少用户的备件储存量(详见以下说明)。除逻辑控制功能外，还可以完成回路控制、运动控制等高级算法。

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关键字 PLC；自动化控制；I/O点数；控制系统；应用

中图分类号TP2 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）90-0029-02

0 前言

PLC技术的提出和研制最早是在一九八六年的时候，美国的通用汽车生产公司，随后PLC技术开始传播到世界越来越多的国家，我国与一九七四年研制出第一台自己的PLC。PLC技术随着电子技术的不断更新和突破，有了进一步的发展，并且在逐渐的完善，更多先进技术被融入PLC中，增强了PLC的数据处理和传送能力，增强了它的控制能力。在PLC中，能够对I点数和O点数进行识别，然后通过数据的识别和传输对外部系统进行控制。近些年来，PLC的发展有了可编程系统使用，更加适应了现代工业生产的需要，更好的为人们的生产和生活服务，使得控制和管理能够集中处理，数据能够更好的识别和传输。

1 PCL及PLC自动化控制

PLC现在已经在国内外都有了非常广泛的应用，PLC是一种可编程控制器英文全称是Programmable Logic Controller，PLC包括电源、中央处理器（CPU）、储存器、输入输出接口电路、功能模块和通信模块。它是一种数字操作的电子产品，它负责进行数字控制。主要通过对I点数和O点数进行识别，进行数据的传输和识别，然后对电机的开关或者是电磁闸进行管理，还有就是对某些设备压力、流量、温度等进行控制。

PLC自动化控制是选择正确型号的PLC设备，对某些设备进行自动化的的控制，在这个过程中，人为的参与度较少，PLC设备的智能化和自动化程度较高，只需要专业的技术人员进行集中管理和控制即可。PLC自动化控制技术，能够让工业生产更为高效和合理，减少了人工控制过程中所产生的失误，能够提高控制和生产的质量。

2 PLC自动化控制现状分析

PLC技术能够在众多领域的到应用，并且现在的生产和控制越来越依赖于PLC技术，这说明PLC设备和技术的优点非常明显。但是现在工业和生产环境和过程都比较复杂，PLC在当代使用中还是会存在着一些不足。

2.1 PLC自动化控制的优化效果

2.1.1控制智能化

PLC是针对外部控制的，它能够对设备的开关、流量、温度等一些信息进行控制。通过软件编程，把程序输入到PLC设备中，通过中央处理器进行集中处理，并且通过识别I/O点数对外部的设备进行管理和控制。这个过程是在软件编程的辅助下进行的，选择合适的程序和PLC设备，就能够很好的对设备进行控制。减少人工的参与，并且整个工作流程相对流畅和稳定。

2.1.2工作效率高

PLC自动化控制能够对数据进行快速的识别，并且在短时间内完成输入和输出信息，对设备进行控制。这些工作都由CUP进行处理的，在短时间内能够进行高速运算，并且对命令做出反应，工作效率非常高。

2.1.3经济性良好

PLC自动化控制系统从长久的发展眼光来看，是相对经济的一种控制手段。PLC程序能够被遵循一定规则来编写，较为模式化，并且能够根据不同的使用需要快速进行改革和制作。这就能够减少人工的参与，并且减少人员培训和雇佣的费用。

2.2 PLC自动化控制的缺点

PLC自动化控制还是存在一些不足的，在现在生产中，PLC自动化控制不能够较好的使用与复杂的生产环境，并且没有较好的稳定性，另一方面就是如果有突况PLC设备不能够智能识别。

3 PLC自动化控制优化措施

3.1稳定性增强

PLC自动化控制由于是电路和晶体管接受和进行信息处理，所以对于许多的生产环境如，强震动、灰尘大、温差大等情况可能对其稳定性造成一定的影响。这就需要对PLC设备进行改进，运用新型材料，增强其工作时的稳定性，能够承受将强外界的干扰。

3.2双CPU处理器

由于在现实工作中，PLC控制系统可能出现故障，在出现故障时CPU会停止工作，所以文章提倡用双CPU处理器，如果一个CPU不能够正常工作，另一个可以继续工作不影响正常的使用。而且双CPU还能够增强PLC的处理效率，能够对信息进行快速反应。

4结论

PLC技术能够给生产带来更大的效益，而且能够提高工作的效率，对外部设备的控制更加智能化，减少人工的投入。在生产社会化和国际化的今天，我国控制技术必须与国际相接轨，让我国的生产效率有大幅度的提高，才能够促进国家的经济发展。

参考文献

[1]廖常出.S7-1200 PLC编程及应用（电气信息工程丛书）[J].机械工业出版社，2010-07-01.

[2]吴志敏，阳胜峰.西门子PLC与变频器、触摸屏综合应用教程[J].中国电力出版社，2009-07-01.

[3]廖常初.PLC基础及应用[J].2版.机械工业出版社， 2011-01-01.

plc控制篇3

关键词：可编程序控制器（PLC） 电气控制 应用

可编程序控制器（PLC）主要以计算机的微处理器为基础，综合计算机的应用技术、通讯技术以及自动控制技术而发展起来的一种通用控制器。虽然PLC由较为复杂的微处理器组成，但是在实际应用过程中，完全不必了解微处理器的内部结构。最初，PLC还仅是作为继电器接触器控制系统的替代品，而自从进入电气控制系统领域后，凸显了其独有的优越性，以其自身强大的抗干扰能力、自诊断功能等，提高了电气控制系统的可靠性，基本解决了普通继电器及接触器中常见的故障问题，经过调试后可长期安全可靠地运行。本文将对PLC的特点、基本工作过程、在电气控制中的应用等问题进行分析与阐述。

1、可编程序控制器（PLC）的特点

1.1 体积小、重量轻

超小型的PLC底部尺寸＜100mm，重量＜150g，其功耗仅为数瓦。由于其体积小，很容易装入机械中，便于机电一体化的实现。

1.2 实用性普遍

PLC可适用于各种规模的电气控制场合，除了基本的逻辑处理功能之外，当前大多PLC具有数据运算能力，并可应用于数字控制领域中。近年来，PLC的功能日益完善，PLC的应用已经普遍到温度控制、位置控制及CNC等多个控制领域。

1.3 抗干扰能力强

由于PLC采用了现代化的大规模集成电路技术，在内部电路、生产工艺等方面均采取先进的抗干扰处理技术，具有较高的可靠性。另外，PLC还自备硬件故障自动检测功能，一旦出现故障即可发出警报。在软件应用中，应用者还可编入器件的自诊断故障程序，让系统中出了PLC之外的电路与设备也能获得自我保护功能。

1.4 应用简单、普遍

PLC作为直接面向企业的工控设备，具有接口容易、编程语言易于被工程技术人员接受并理解等特点，尤其图形符号及梯形图语言、表达方式等与继电器电路图基本类似，只需通过PLC的少量开关量逻辑控制指令就能熟练实现在电气控制中的应用。

1.5 维护与改造方便

PLC通过存储逻辑替代了接线逻辑，减少了控制设备外在的接线，极大减少了控制系统设计和建造的时间，为后期维护提供了方便，同时程序较易改变，可极快应用于生产过程的改变。

2、可编程序控制（PLC）的基本工作过程

PLC及相关设备的设计原则应满足“与工业控制系统为一个整体、方便功能扩展”，所有的电气控制系统的实现都是根据工艺要求，最终提高生产效率及产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应满足被控对象的基本要求，并对实际工作现场进行研究、收集资料，并实现设计人员与操作人员的密切配合，共同拟定可操作方案，对可能潜在的问题进行共同分析、共同解决。并在满足各方控制要求的前提下，考虑控制系统的简单性与经济性，方便后期的使用及维修，并确保电气控制的安全性、稳定性。PLC在电气控制中的基本工作过程为：

（1）现场信息的输入：在系统软件的控制下，按照顺序对输入点进行扫描，并读取输入点的状态。

（2）程序的执行：对用户程序中的指令按顺序扫描，并根据输入的状态及指令进行逻辑性运算。

（3）控制信号的输出：根据以上逻辑运算的结果，输出状态寄存器向各个输出点同时发出相应的信号，以实现所需的逻辑控制功能。

以上过程完成后，再重新开始，并反复执行，每执行一次即完成一个扫描周期。 在实际应用时，很多机械设备的工作流程可分为一系列不断重复的顺序动作，而PLC的工作程序恰与其相似，因此PLC程序能很好地与机器动作相对应，且程序的编制简单、直观，易于修改，减少了开发软件的费用，并缩短软件开发周期。

3、可编程序控制器（PLC）在电气控制中的应用

3.1 开关量逻辑的控制

这是PLC控制技术中最基本、最广泛的应用领域。替代了传统的继电器电路，并同时实现顺序控制及逻辑控制，既适用于单台设备的控制，也可以应用于自动化流水线中，如生产线、组合机床、磨床、镗床和龙门刨床等。

3.2 控制模拟量

在实际工业生产过程中，会出现很多连续变化的物理量，如温度、速度、流量、液位、压力等模拟量。这些模拟量可通过数字量之间D/A转换和A/D转换得以实现，确保编程器对模拟量实现处理。

3.3 集中式控制系统

集中式控制系统主要采用一台功能较强大的PLC监视系统、对多个设备进行控制，已形成“中央集中式”的计算机控制体系。在该项系统中，每个设备之间的连锁、联络关系以及运行顺序等都由中央PLC来统一完成。可见，集中式控制系统比单机控制系统的成本低，更经济实惠。但如果其中一个控制对象的程序需要做出改变，就要停止中央PLC的控制，同时其他控制对象也随之停止运行。

3.4 分散控制系统

在分散控制系统中，每一个控制对象都需要设置一台PLC，每台PLC之间能通过信号的传递而产生内部响应、发令或连锁等，或者可由上位机通过数据通信总线完成通信任务。分散控制系统中采取多台机械生产线控制的方式，每条生产线之间都有数据相连接，由于每个控制对象都是由自身的PLC来控制，所以如果某台PLC运行停止，对其他PLC不会产生影响。随着技术的不断进步，目前可由PLC承担底层的控制任务，通过网络连接，将PLC和过程控制二者结合。

3.5 运动控制

PLC能够对圆周运动或者直线运动进行控制。在控制机构的配置中，过去进行的为直接应用于传感器及执行机构中，而现在则可以采取专用的运动控制模块。例如多轴位置的控制模块、伺服电机其单轴、可驱动步进电机等，PLC可广泛应用于机器人、机械、电梯、机床等多种场合。

3.6 数据处理的应用

PLC在数据处理过程中，具备数据传送、数据转换、数学运算、查表、排序及操作等功能，并完成对数据的采集、分析与处理。这些数据可以与存储于存储器中的数据同时具备参考价值，并完成控制操作。另外，这些数据也可以通过通信功能的实现而传输到智能装置中，或者打印成表。目前数据处理多应用于大型控制系统中，如过程控制系统、柔性制造系统等。

由上可见，在指定范围内，可编程序控制器以其高性能价格取胜，并凭借其适应性强、可靠性高、使用方便等突出特点在自动化控制领域广泛应用。再加上PLC制造成本的不断下降、功能的不断加强，已成为工业企业的首选设备。

参考文献：

[1]丁炜.可编程序控制器在工业控制中的应用[M].北京：化学工业出版社,2004版

plc控制篇4

关键词：电梯控制系统； PLC； 继电器设计； 微型计算机设计

自我国改革开放之后，经济与科学技术的发展，为人们的生活提供了很大的便利。由于城市用地的紧张，各类高层建筑拔地而起，作为唯一的运输设备，电梯已经成为人们长久依赖的出行工具。电梯不仅提升了建筑空间的利用效率，还方便了广大住户的出行。但是，传统的电梯布线程序复杂，经常会引发故障，由于其体积过大，导致修复困难，无法确保电梯安全、顺利运行。因此，电梯系统的设计问题已经成为建筑行业亟待研究、解决的问题。

PLC系统具有强大的功能，将传统系统中复杂的控制线路变得容易操作，布线程序更加精简，不仅如此，还可同计算机进行有效的连接，在解决了传统电梯控制系统中的弊端之后，还可确保电梯运行的可靠性与安全性。因此，PLC电梯控制系统被广泛应用于各大高层建筑领域，具有非凡的发展潜力。本文从多个角度探讨了PLC电梯控制系统的优势与特点，以期为电梯设计领域提供有效的参考与借鉴。

1.PLC 的相关概念分析

所谓的PLC，从专业的角度来看，是一种以微处理机为基础而设计出的一种新型的自动化、数字化控制系统，业内人士将其称之为编程控制器。PLC主要由电源部件、中央处理器、输出接口部件、输入接口部件组合而成。PLC系统具有一定的应用优势，因此广受建筑行业的喜爱与青睐。纵观电梯行业的发展史，我们不难发现，PLC系统备受各界人士的瞩目，随着集成电路及通信技术的长足发展，PLC系统被广泛应用于电梯行业中。采用PLC系统，具有提升电梯运行可靠性、安全性，投资小等优势，所以，其发展潜力巨大。在电梯的运营及最初设计环节，都应给予控制系统这一问题高度关注，因为对于整个电梯而言，控制系统具有决定性的作用。传统的电梯控制系统缺陷极多，譬如说：缺乏可靠性、安全性；容易发生故障且接线程序较为复杂等，这些对系统的运行均会产生负面影响。PLC系统灵活性较高、编程较为简单，降低了故障的发生几率，保证电梯安全、可靠运行，有效解决了传统控制系统中的存在的问题。

2.电梯PLC 的设计思路探讨

2.1电梯PLC系统的设计思路

电梯能否正常运行一般取决于自身的控制系统。因此，在最初的设计阶段，应选择与电梯运行特点相符的PLC系统。PLC是保证电梯系统技术、质量的关键性因素，因此，设计人员应给予其高度重视。一般而言，电梯控制系统是由层站召唤系统、指令系统、电视监控以及电梯控制系统组合而成。在设计电梯控制系统时，明确PLC设计思路是首要工作，按照熊设计要求及相关使用要求进行I /O 接口的分配，随后，来绘制I /O 端子接线图、编制选定PLC系统的I /O 接口分配表，最终设计成专业性、系统性、安全性较强的电梯控制软件。

2.2电梯控制系统的软件开发研究

在具体的开发环节，设计师在编制程序时，一般选择数据比较方法，不仅操作简单，还便于人们的理解。即便是编写几十层高的电梯系统，仍然会采用最精简的程序。在编制电梯开关门控制程序时，应实现到达目的站自动开门、无司机状态自动开门、电梯手动开门与关门等几个功能。在编制电梯系统程序的具体过程中，应充分考虑电梯的运营及安全状况，来选定电梯最终的运行方向，譬如说：在电梯内有司机的情况下，应以电梯所在的方位作为运行方向；在电梯内没有司机的情况下，应按照所处的位置作为运行方向。上述问题均是在开发电梯控制系统过程中设计师应给予高度关注的，从而确保系统安全、可靠运行。

3.电梯PLC 控制系统设计的主要方式分析

3.1信号控制系统

在PLC系统中，电梯信号控制系统基本上均由PLC软件对其进行处理与控制的。历经长时间的发展与应用，PLC控制系统已经代替了传统的机械选层器与继电器设备，增强了电梯运行的可靠性与安全性，降低了引发故障的几率。因此，PLC控制系统广受电梯行业的喜爱与青睐。

3.2拖动控制系统

一般具有交流拖动方式与直流拖动方式两个类型。PLC系统无需作出太大的变动，工作过程的反馈信息与拖动控制情况直接传送至PLC，随后再通过PLC发出拖动或控制信号。现阶段，随着变频器的出现，很多高层建筑均安设了交流调速的电梯，一般涵盖两种形式，即为半闭环控制与全闭环控制。在电梯运行过程中，PLC首先传送给变频器换速信号，随后由变频器来控制主拖动电路，最终完成调速目标。这样的方式不仅便于操作、简单实用，还确保了系统运行的可靠性与安全性。

4.电梯PLC 控制的主要优势探讨

现阶段，业内常见的电梯控制有三种形式，即为微型计算机控制、PLC控制与继电器控制。相对于微型计算机与继电器控制来说，PLC电梯控制系统具有一定的优势，其自动化水平较高，且使用时间较长，提高系统运行的安全性与可靠性。不仅如此，PLC软件的扩展性也较强，不论是小型电梯，还是大型电梯，都可以应用PLC电梯控制系统。

5.结语

现阶段，随着经济水平及科学技术的发展与进步，促使国内的高层建筑越来越多，增加了人们对电梯的需求。通过合理应用PLC控制系统，在确保电梯稳定、可靠、安全运行的同时，还收获了较好的经济效果。并与当前国家推行的绿色、环保发展主题相符，可见其发展潜力巨大。

参考文献：

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一、前言

可编程控制器（PLC）是以微处理器为基础，综合计算机技术、自动控制技术和通信技术，面向控制过程、面向用户，适应工业环境，操作方便的数字式电子装置。它使用可以编程的记忆单元来存储指令，执行数字和逻辑运算，并通过数字量的输入、输出实现对工业生产过程的控制。就PLC本身来说，在设计和制造过程中厂家已采取了多层次的抗干扰措施，具有一定的稳定性和可靠性，但由于PLC的应用场合越来越广，应用环境越来越复杂，所受的干扰也就越来越多。如来自电源波形的畸变；现场设备产生的电磁干扰；接地电阻的耦合；输入元件的抖动等各种形式的干扰，都可能使系统不能正常工作。因此，研究PLC控制系统抗干扰信号的来源、成因及其抑制措施，对于提高PLC控制系统的抗干扰能力及可靠性具有重要意义。

二、PLC控制系统的安装和使用环境

PLC是专为工业控制设计的，一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工业环境中使用。但是，在PLC控制系统中，如果环境过于恶劣，或安装使用不当，将会降低系统的可靠性。PLC使用环境温度通常在0℃～55℃范围内，应避免太阳光直接照射，安装位置应远离发热量大的器件，同时应保证有足够大的散热空间和通风条件。环境湿度一般应小于85%，以保证PLC有良好的绝缘。在含有腐蚀性气体、浓雾或粉尘的场合，需将PLC封闭安装。此外，如果PLC安装位置有强烈的振动源，系统的可靠性也会降低，所以应采取相应的减振措施。

三、影响PLC控制系统稳定的干扰类型

1、辐射干扰。能产生空间辐射电磁场的设备均能影响到PLC的正常运行。如，大的电力网络、电器设备的暂态过程、运行中的高频感应加热设备以及雷电等。若此时PLC置于其辐射场内，其信号、数据线和电源线即可充当天线接受辐射干扰。此种干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场的大小、频率有关。

2、传导干扰

（1）来自电源的干扰。在工业现场中，开关操作浪涌、大型电力设备的起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等均能在电网中形成脉冲干扰。PLC的正常供电电源均由电网供电，因而会直接影响到PLC的正常工作。由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间的电磁干扰而产生持续的高频谐波干扰。特别在断开电网中的感性负载时产生的瞬时电压峰值是额定值的几十倍，其脉冲功率足以损坏PLC半导体器件，并且含有大量的谐波可以通过半导体线路中的分布电容、绝缘电阻等侵入逻辑电路，引起误动作。

（2）来自信号传输线上的干扰。除了传输有效的信息外，PLC系统连接的各类信号传输线总会有外部干扰信号的侵入。此干扰主要有两种途径：①通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰；②信号线上的外部感应干扰，其中静电放电、脉冲电场及切换电压为主要干扰来源。由信号线引入的干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。若系统隔离性能较差，还将导致信号间互相干扰，引起共地系统总线回流，造成逻辑数据变化、误动作甚至死机。

3、地电位的分布干扰。PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。地电位的分布干扰主要是各个接地点的电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，从而引起地环路电流，该电流可能在地线上产生不等电位分布，影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。由于PLC工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存贮，造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。

4、PLC系统本身产生的干扰。产生这种干扰的主要原因是系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射。如，逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响；模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。

四、抗干扰设计

1、选择抗干扰性能好的设备。在选择设备时，首先要选择有较高抗干扰能力的产品，其包括了电磁兼容性，尤其是抗外部干扰能力，如采用浮地技术、隔离性能好的PLC系统；其次还应了解生产厂家给出的抗干扰指标，如共模抑制比、差模抑制比、耐压能力、允许在多大电场强度和多高频率的磁场强度环境中工作等；再次是靠考查其在类似工作中的应用实绩。在选择国外进口产品时要注意，我国是采用220V高内阻电网制式，而欧美地区是110V低内阻电网。由于我国电网内阻大、零点电位漂移大、地电位变化大，工业企业现场的电磁干扰至少要比欧美地区高4倍以上，对系统抗干扰性能要求更高。在国外能正常工作的PLC产品在国内工业中就不一定能可靠运行，这就要在采用国外产品时，按我国的标准（GB/T13926）合理选择。

2、综合抗干扰设计。主要考虑来自系统外部的几种抑制措施，内容包括：对PLC系统及外引线进行屏蔽以防空间辐射电磁干扰；对外引线进行隔离、滤波，特别是动力电缆应分层布置，以防通过外引线引入传导电磁干扰；正确设计接地点和接地装置，完善接地系统。另外，还必须利用软件手段，进一步提高系统的安全可靠性。

五、主要抗干扰措施

1、对电源干扰的抑制。PLC系统电源必须要与整个供电系统的动力电源分开，一般在进入PLC系统之前加隔离变压器，并合理布置电源线，强电与弱电电缆要严格分开。电网干扰串入PLC控制系统主要通过PLC系统的供电电源（如CPU电源、I/O电源等）、变送器供电电源和与PLC系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。现在对于PLC系统供电的电源，一般都采用隔离性能较好的电源，而对于变送器供电电源以及和PLC系统有直接电气连接的仪表供电电源，并没受到足够的重视。虽然采取了一定的隔离措施，但普遍还不够，主要是使用的隔离变压器分布参数大，抑制干扰能力差，经电源耦合而串入共模干扰、差模干扰。所以，对于变送器和共用信号仪表供电应选择分布电容小、抑制带大（如采用多次隔离和屏蔽及漏感技术）的配电器，以减少PLC系统的干扰。

2、对线间干扰的抑制。PLC控制系统线路中有电源线、输入/输出线、动力线和接地线，布线不恰当则会造成电磁感应和静电感应等干扰，因此必须按照特定要求布线，如尽可能的等间距，以及避免线路绕圈等。不同类型的信号分别由不同电缆传输，信号电缆应按传输信号种类分层敷设，严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号，避免信号线与动力电缆靠行敷设，以减少电磁干扰。

3、硬件及软件抗干扰措施。信号在接入计算机前，在信号线与地间并接电容，以减少共模干扰；信号两极间加装滤波器可减少差模干扰。硬件抗干扰措施的目的是尽可能地切断干扰进入控制系统，但由于干扰存在的随机性，尤其是在工业生产环境下，硬件抗干扰措施并不能将各种干扰完全拒之门外，这时可以发挥软件的灵活性与硬件措施相结合来提高系统的抗干扰能力。如，利用“看门狗”方法对系统的运动状态进行监控；数字滤波和工频整形采样，可有效消除周期性干扰；定时校正参考点电位，并采用动态零点，可防止电位漂移；采用信息冗余技术，设计相应的软件标志位；采用间接跳转，设置软件保护等。

plc控制篇6

1)通过PLC开发商提供的系统协议与网络适配器，构成特定公司产品的内部网络，其通信协议不公开。互联通信必须使用开发商提供的上位组态软件，并采用支持相应协议的外设。这种方式显示画面和功能往往难以满足不同用户的需要。

2)购买通用的上位组态软件，实现上位机与PLC的通信。这种方式除了要增加系统投资外，其应用的灵活性也受到一定的局限。

3)利用PLC厂商提供的标准通信口或由用户自定义的自由通信口实现上位机与PLC互联通信。这种方式不需要增加投资，有较好的灵活性，特别适合小规模控制系统。

不同的通信方式，有着不同的成本价格和不同的适用范围。本文就西门子公司的S7-200系列PLC与上位机通信方法的实现，介绍一种通过上位机的RS-232口与PLC进行自由口通信的实现方法。

1通信装置的硬件实现

PLC与上位机之间进行通信，可使二者互补功能上的不足，PLC用于控制领域，既方便又可靠，而上位机在图形显示，数据处理，打印报表，以及中文显示等方面有强大的功能。因此，各PLC制造厂商纷纷开发了适用于本公司产品与计算机通信的端口或模块。西门子S7-200系列控制器的通信端口支持自由口通信模式，其通信口符合欧洲标准EN50170中PROFIBUS标准的RS-485兼容9针D型连接器。表1列出了为通信口提供物理连接的连接器，并描述了通信端口的针脚分配。上位机的串行通信端口为9针D型RS-232标准的端口，为了实现PLC与上位机通信，必须将RS-232标准转换成RS-485标准。RS-232采用负逻辑，用－5～－15表示逻辑状态“1”，用+5～+15表示逻辑状态“0”。RS-232的最大通信距离为15m，最高传输速率为20kbit/s，只能进行一对一的通信。RS-485为半双工通信方式，只有一对平衡差分信号线，不能同时发送和接收。将RS-232信号转换成RS-485信号，使用RS-232/RS-485转换器即可，使用时转换器插在计算机9针D型通信口，PLC与转换器之间通过信号线A、B进行两根线通信，即使用针3和针8。

2通信装置的软件实现

自由口通信是通过用户程序控制PLC通信口的操作模式，利用自由口模式，可以实现用户定义的通信协议，连接多种智能设备。PLC与上位机之间的通信是以上位机发出数据的请求命令，PLC向其发送数据的方式进行通信的。

2.1通信协议

通过使用接收中断，发送中断，发送指令(XMT)和接收指令(RCV)，用户程序可以实现在自由口模式下对通信端口的控制，在自由口模式下，通信协议完全由用户程序控制。使用通信端口0与计算机通信时，通过SMB30允许自由口模式，而且只有在PLC处于RUN模式时才能允许，当PLC处于STOP模式时，自由口通信停止，通信口转换成正常的PPI协议操作。由于通信只使用A、B两线制进行数据传送，不能利用硬件信号作为检测手段，故在上位机与PLC通信发生误码时，将不能通过硬件判断是否发生误码，或者当上位机与PLC工作速率不一样时就会发生冲突。这些通信错误将导致PLC控制程序不能正常工作，因此必须使用软件，以保证通信的可靠性。

plc控制篇7

【关键词】电铸机床；可编程控制器；触摸屏；脉冲输出模块；步进电机

1.电铸加工原理及控制系统方案设计

1.1 电铸加工的基本原理

电铸是用金属电沉积的方法制备产品的一种特种加工工艺，主要用于某些特种产品的成型。用导电的原模作阴极，用于电铸的金属作阳极，电铸溶液是含有阳极金属离子的金属盐溶液，在电源的作用下，电铸溶液中的金属离子在阴极导电原模（芯模）上还原成金属[1]，沉积于导电原模表面，同时阳极金属源源不断地变成离子溶解到电铸液中进行补充，市电铸液中金属离子的浓度保持不变[2]。其原理如图1所示。

电铸成形是利用电化学过程中的阴极沉积现象来进行成形加工的。当阴极导电原模上的电铸层逐渐增加，达到要求厚度时，停止电铸，将铸件与原模分离，获得与原模型面相反的电铸件，这种电铸件的形状和表面粗糙度与原模相似。

电铸所用的设备及电铸溶液与一般电镀中所使用的基本相同，但是在制品的要求上电铸与电镀有两个主要不同点：第一，一般电镀层要求与基体金属牢固结合，而电铸层与原模并不要求牢固结合，有时反而要求点铸件能很容易地从原模上分离下来；第二，电铸层的厚度要求比一般电镀层厚得多，约十倍甚至数十倍[3]。

与其他方法相比，电铸加工有自己独特的优点[4]：

1）电铸品的机械性质容易调整，例如硬度、抗拉强度等等。

2）可减小与母模之误差，加工精度高，公差可达±2.5μm。

3）能将传统加工方式难于加工的零件内表面转化为原模外表面，可通过制造易成型的原模材料而获得难成型的金属材料，尤其是制作薄壁金属零件。

4）可以制成多层结构件，将多种金属、非金属拼铸成一个整体。

5）适合制作一个或量产，而且电铸层的厚度范围宽。

电铸加工缺点：

1）电铸速度慢，生产时间比其它方法长，塑料成形用模具的电铸有时需2-3周。

2）电铸制品的尖角或凹槽部位的电铸层厚度不均匀，制品存在一定的内应力。原模的划痕、斑点等会复制到制品表面。

3）制造原模需要用精密机械加工设备和照相制版等技术，成本较高。

4）可真实复制外形或模样，所以母模上的小伤痕也会再生，这是优点也是缺点。

1.2 电铸工艺的特点

1）表面细微特征的复制能力特别强。由电铸工艺过程可知，电铸层紧贴在芯模表面以原子直径的尺寸（亚纳米级）逐渐堆积、向外生长，故它能准确复制出芯模表面精度达到纳米级的细微特征，因此，当将电铸层与芯模分离后，即可得到粗糙度与芯模相当、纹理相反的镜像表面，这就是电铸技术最基本的、也是最典型的工艺特点。这一特性已被广泛用于印刷制版、光盘模具及光学部件的加工中。光盘表面用于记录信息的沟槽，其宽度为0.4μm，深度为0.12μm[5]。

除对表面粗糙度要求极高的光学部件外，这一特有的复制能力还被应用于部分采用传统技术无法加工的零件制备上。如波导管、文氏管等对内表面的尺寸及精度要求较高、同时内表面直径小的零件，采用传统加工技术无法加工，无法使内表面尺寸及精度达到要求。如果采用电铸技术，可使难以实施的内型面加工转变为容易实施的外型面加工。其加工过程如下：先加工一个外表面的形状、尺寸及精度与波导管、文氏管内表面完全一致的芯模，再利用电铸技术在芯模的外表面上制备厚度超过图纸要求的电铸层，也就得到了内表面的形状、尺寸及精度与芯模外表面完全一致的电铸层，然后按照图纸要求对电铸层外表面进行机加工，最后将芯模退除，即获得内表面尺寸及精度均符合要求的高品质的产品。

2）生产周期及成本电铸层是金属原子一层层逐渐堆积而成的，其生长速度与所使用的电铸工艺参数（如溶液温度及pH值、阴极电流密度等）有关。适当提高阴极电流密度可以提高电铸层的生长速度，但阴极电流密度的提高受电沉积过程三个因素的限制：金属离子从溶液本体向阴极表面迁移的速度、金属离子在阴极表面的还原反应速度、离子还原后在阴极表面的迁移和晶粒成核及晶粒长大的速度[6]。

2.机床控制系统总体方案设计

2.1 总体方案设计准则

设计电铸机床的控制系统时，首先要进行该课题的总体方案设计。分析系统需要的功能和技术要求，选择合理的PLC以及触摸屏。根据系统要求选择处理速度快，灵活实用的可编程控制器。触摸屏作为新型的人机界面，显示直观，操作简单，可靠性高，不但在日常生活中的很多领域得到应用，而且工业控制中业得以广泛应用。它是目前最简单、方便的输入和显示设备。具有反应速度快和易于交流等优点。在设计电铸加工总体方案时，要使设计合理、高效，设计时应遵循一定的设计准则，即在满足系统功能和技术指标要求下，应做到[7]：

1）结构设计合理，能实现技术协议中的功能要求。

2）分系统设计满足技术指标要求，并力求简单。

3）用户使用操作使用方便，即使用户误操作也不会产生不良后果。

4）尽可能考虑环境因素。

5）对使用对象、使用方法也要充分考虑。

2.2 设计方案

电铸加工的PLC控制系统性能是整个加工系统性能优劣的一项重要指标。现代控制系统中，PLC作为广泛应用于工业自动化领域的控制器，它的功能越来越强，性能越来越先进。用PLC控制电机很方便，尤其是为了配合步进电机的控制，通过1PG可以很好地对步进电机进行控制。

对于电铸加工PLC控制系统，应满足以下要求:结构简单，具有一定的速度调节范围，具有良好的可靠性和稳定性，抗干扰能力强，实时控制性好，对过程电信号突变能快速响应，控制执行机构作相应动作，调节速度快，精度高。

系统硬件部分由控制器PLC、人视界面触摸屏、1PG、驱动器和步进电机等组成。触摸屏负责人机交互界面管理和控制系统实时监控，它通过串口与PLC通讯，可通过触摸按键方式实现对步迸电机的启停、调速、转向等控制，在触摸屏上动态照示步进电机运行位置、速度等参数。

这种控制方式的优点是：大大减少系统设计的工作量，不存在各部分接口信号的匹配问题，提高系统的可靠性。PLC具有实时刷新技术，输出信号的频率可以达到数千赫兹或更高，使得脉冲分配能有很高的分配速度，充分利用步进电机的速度响应能力，提高整个系统的快速性，而且可靠性大大提高。

采用PLC直接控制电机技术，减少了系统设计的工作量，大大缩短了开发研制周期，在一定范围内，有较高的推广和实用价值。

人机交互界面主要用于显示设备和系统状态的实时信息，界面上的按钮可产生相应的输入数值、字符或开关信息与PLC进行数据交换，从而产生相应的动作以实现系统的控制。触摸屏作为人机界面，实现了对电机的转向、转速和阴极行程的监控，并可对工艺参数进行设定。

根据设计要求选择控制体统，本课题选择PLC结合触摸屏的方式进行控制，使得整个体统性能更加稳定，监控功能比较完善。

电铸机床的PLC控制系统总体控制方案如图2所示。

本系统采用三菱GX Developer编程，用EB 8000编辑触摸屏界面。利用PLC程序对整个系统进行控制。与传统的计算机控制相比，PLC集数据处理、程序控制、参数调节等功能于一体,它编程容易、使用方便、可靠性高,可以在电解加工等工业控制现场的恶劣环境中可靠地工作。而触摸屏技术是近几年新兴的一种多媒体技术,它具有简单易学、操作方便、稳定性好等特点。综合上述优点，此次课题选用PLC和触摸屏来构成对系统的设计。

这种控制方式的优点是:整个控制系统是由PLC、FX2N-1PG脉冲输入模块、驱动器和步进电机组成。由于PLC具有实时刷新技术，输出信号的频率可以达到数千赫兹或更高，使得脉冲分配能有很高的分配速度，充分利用步进电机的速度响应能力，提高整个系统的快速性。并且，PLC有采用大功率晶体管的输出端口，能够满足步进电机各相绕组数10V级脉冲电压、1A级脉冲电流的驱动要求。PLC在控制直流电机时就更加简单，速度控制容易满足使用要求，而且可靠性大大提高。

采用PLC直接控制电机技术，减少了系统设计的工作量，大大缩短了开发研制周期，在一定范围内，有较高的推广和实用价值。

PLC是控制系统的核心，相当于人的大脑，它接受到触摸屏的控制信号，通过其内部认可的程序对附属部件1PG收发运行脉冲，并对一些地址数据进行运算，结果或是发给1PG，或回馈到触摸屏。驱动器包括环形分配器、功率放大器、和一些辅助电路组成，这样1PG发来的脉冲经过脉冲分配、功率放大后就可以驱动步进电机按控制要求进行运行.

3.电气控制电路设计

基于控制系统的需求，本课题也进行了对机床的电气控制电路设计。此电路采用的是三相电流，该图主要是对系统中的触摸屏、驱动器、32A接触器以及PLC的连接情况，主电路图中，首先是三相380V的电压接入，与其相连的是组合开关，分三路，三条支路分别接上PLC（L1、L2线），L1、L2、L3和接触器连接，紧接着和驱动器DRIVER1上的L1、L2、L3连接，同时L1、L2线和驱动器上的L1C、L2C连接。其中三相引出的三条线需要采用2.5平方毫米的线，整个主电路图，布局简洁，具体图如图3所示。

4.总结

本系统采用触摸屏结合PLC方式进行控制,使得整个系统性能稳定,监控功能较完善。PLC提供丰富的I/O接口模块和存储卡功能,使得系统的维护和改造具较强的灵活性,用户可根据生产需要灵活设计、自行组合,以实现最优化控制。而采用步进电机控制阴极的进给运动也进一步提高了速度稳定性和加工精度。经过实际的运行,工作稳定,完全达到了设计要求。

参考文献

[1]丁苏赤,陈远龙,万胜美等.电解加工机床PLC控制系统的设计与实现[J].电加工与模具,2005.

[2]祝红芳.PLC及其在数控机床中的应用[M].人民邮电出版社,2007,10.

[3]田艳芳.PLC在钻孔组合机床控制中的应用[J].机床与液压,2003(04).

[4]廖常初.可编程序控制器应用技术(第五版)[M].重庆大学出版社,2007.

[5]潘红斌.基于PLC技术的工业设备控制系统设计和应用研究[D].东南大学硕,2006:5-13,69.

[6]张金姣.两面加工组合机床的PLC控制设计[J].机床电器,2008(02):1-2.

plc控制篇8

【关键词】PLC；混料控制；自动化

一、引言

在冶炼、化工、制药等行业中，配料的混合是必不可少的工序，而且也是其生产过程中十分重要的组成部分。某些行业中会出现易燃易爆、有毒有腐蚀性的介质，以致现场工作环境恶劣，不适合人工现场操作。但又要求生产系统要具有混合精确、控制可靠等，以及为达到使原料充分混合的温度的准确性和测量实时性。采用可编程控制器PLC及组态构成的用于多种液体自动混合、自动搅拌、自动加热和自动放料系统的控制系统，能模拟显示自动混料系统的全部工作过程，实现实时监控。

二、PLC及控制过程的确定

PLC作为近些年主要的工业控制器，在控制方面体现出与通用计算机和单片机之间的差别。在主流的可编程控制器中，根据编程及使用人的要求，可选择西门子、三菱或国产的小型PLC等。这里选择那个型号主要在于确定混料控制中需要的点位。在此处以西门子CPU224为例。

控制过程：在混料罐内完成比例液体的自动搅拌混合。如液体A、B、C，1：1：1混合等；通过液面传感器检测液置；当液面升到一定高度时，阀门关闭，搅拌电机开始工作；搅拌电机停止后，排液阀门打开，开始放出混合液体。液体排完后，再开始下一周期操作。如果工作期间有停止按钮操作，则待该次混料结束后，方能停止，不再进行下一周期工作。

三、传感器与进料阀门的选择

选择或实际编程中，经常将液位信号作为开关量传输给PLC。液位开关是根据液位传感器的信号输出开启放水或者进水的阀门而使水位保持恒定的一种控制器。也可以说液位开关输出的是一种开关信号，液位开关首先要确定液位的高度，依据这个高度来输出开关量信号。而液位传感器是将液位的高度转化为电信号的形式进行输出。我们可以对电信号进行处理比如和plc、数据采集器或者专业显示器相连进而输出液位的高度。还有就是液位开关和液位传感器的原理虽然相同。但是液位开关是开关控制电路，而液位传感器是相当于变压，变流用的电路元件[1]。如果只是单纯的控制可选择其中的一种，现代智能控制设备要能够实时知道运行状态，做好两个都使用，虽然投入大一些，配上人机界面，显示效果很不错。

四、PLCI/O分配（部分）

输入信号 输出信号

I0.0 起动按钮 Q0.0 A阀门电磁阀

I0.1 停止按钮 Q0.1 B阀门电磁阀

I0.2 传感器高位 Q0.2 排液阀门电磁阀

I0.3 传感器中位 Q0.3 搅拌电机

I0.4 传感器低位

I0.5 复位按钮

子程序1 温度数据采集；

子程序2 PLC与触摸屏通信；

五、PLC控制程序（主控制部分）

因为具体混合过程不同，这里给出两种液体的混合控制过程程序。

LD I0.0

AN M0.5

EU

= M0.0

LD I0.1

EU

= M0.1

LD I0.2

EU

= M0.2

LD I0.3

EU

= M0.3

LD I0.4

ED

= M0.4

LD M0.1

S M0.5，1

LD M0.5

A T38

O M0.0

S Q0.0，1

S M0.5，1

LD M0.3

R Q0.0，1

S Q0.1，1

LD M0.2

R Q0.1，1

S Q0.3，1

LD T37

R Q0.3，1

LD Q0.3

LPS

ED

= M0.6

LPP

TON T37，600

LD M0.6

S Q0.2，1

LD T38

R Q0.2，1

R M0.7，1

LD M0.4

S M0.7，1

LD M0.7

TON T38，80

PLC控制程序（2温度数据处理）

温度控制较为常见，也是检测罐内运行是否正常的数据之一。

//对过程变量（模拟量）进行变换，检测电压值为0～5V对应输入寄存器的值为0～32000，而与此温度检测值对应的值为6400～3200（0℃～200℃），把这个值转换为温度值。

LD SM0.0

MOVW AIW0，VW415

AENO

-I +6400，VW415

AENO

MOVW VW415，VW417

/I +128，VW417

//将寄存器值与30比较若小于30℃则输出Q0.4

LDW< VW417，30

= Q0.4

//将寄存器值与30、50比较，若大于30℃且小于50℃则输出Q0.5

LDW>= VW417，30

AW

= Q0.5

将寄存器值与50比较若大于50℃则输出Q0.6

LDW> VW417，50

= Q0.6

六、组态

在完成混料控制后，还需要将混料罐中的实时液位信息通过传感器传输到PLC及上位机，以便能够直观的观看到混料过程。通过PLC内置的数据处理、通信功能，将传感器实时数据（4～20mA或0～5V）进行整理后，将信息传至显示器或触摸屏。通过触摸屏控制软件将数据信息以动画的方式显示出来，就构成一套完整的系统。如西门子的HMI，TP系列。可采用组态软件WinCC flexible，可使自动控制过程组态更加简单，更容易设计出个性化的人机界面，能够实现不同性能设备的操作和应用。

七、不足

混料罐是一个封闭的容器，只设置有进出口，排料后残留多，不容易清洁。本控制思想中也未涉及自动清理部分。

参考文献：

[1]罗宇航.流行PLC实用程序及设计[M].西安电子科技大学出版社.

plc控制篇9

关键词：X62W万能铣床；继电器控制；梯形图

中图分类号：TG541+.3 文献标识码：A

工厂里经常对那些役龄长，电气元件老化，故障频繁的继电器控制的设备进行PLC改造。PLC控制系统结构简单，体积小，对原来机床的机械结构稍加修改就可以腾出安装的空间。改造时，可以将继电器电路图“翻译”成梯形图，即用可编程序控制器的外部硬件接线和梯形图软件来实现继电器系统的功能。

在分析可编程序控制器控制系统的功能时，可以将它想像成一个继电器控制系统中的控制箱，其外部接线图描述了这个控制箱的外部接线，梯形图是这个控制箱的内部“电路图”，梯形图中的输入位(I)和输出位(Q)是这个控制箱与外部世界联系的“中间继电器”，这样就可以用分析继电器电路图的方法来分析可编程序控制器控制系统。在分析时可以将梯形图中输入位的触点想像成对应的外部输入器件的触点，将输出位的线圈想像成对应的外部负载的线圈。

1 改造步骤

将继电器电路图转换为可编程序控制器的外部接线图和梯形图的步骤如下：

1.1 了解和熟悉被控设备的工艺过程和机械的动作情况，根据继电器电路图分析和掌握控制系统的工作原理，这样才能做到在设计和调试控制系统时心中有数。

1.2 确定可编程序控制器的输人信号和输出负载，以及与它们对应的梯形图中的输入位和输出位的地址，画出可编程序控制器的外部接线图。

1.3 确定与继电器电路图的中间继电器、时间继电器对应的梯形图中的存储器位(M)和定时器(T)的地址。

1.4 根据上述对应关系画出梯形图

在进行PLC改造时应注意梯形图与继电器电路图的区别，梯形图是一种软件，是可编程序控制器图形化的程序。在继电器电路图中，各继电器可以同时动作，而可编程序控制器的CPU是串行工作的，即CPU同时只能处理一条指令。根据继电器电路图设计可编程序控制器的外部接线图和梯形图时应注意以下问题：

应遵守梯形图语言中的语法规定。在继电器电路图中，触点可以放在线圈的左边，也可以放在线圈的右边，但是在梯形图中，线圈必须放在电路的最右边。

合理设置中间单元。在梯形图中，若多个线圈都受某一触点串并联电路的控制，为了简化电路，在梯形图中可设置该电路控制的存储器位，它类似于继电器电路中的中间继电器。

尽量减少可编程序控制器的输入信号和输出信号，降低改造成本。可编程序控制器的价格与I／0点数有关，每一个输入信号和每一个输出信号分别要占用一个输入点和一个输出点，因此减少输入信号和输出信号的点数是降低硬件费用的主要措施。

设置外部连锁电路。为了防止控制正反转的两个接触器同时动作造成三相电源短路，应在可编程序控制器外部设置硬件连锁电路。

考虑外部负载的额定电压。可编程序控制器的继电器输出模块和双向晶闸管输出模块一般只能驱动额定电压AC220V的负载，如果系统原来的交流接触器的线圈电压为380V的，应将线圈换成220V的，或设置外部中间继电器。

2 X62W万能铣床PLC控制方案

2.1 X62W万能铣床的电气拖动要求

铣床的主运动是主轴带动铣刀的旋转运动，进给运动是工作台的前后(横向)、左右(纵向)和上下(垂直)6个方向的运动，辅助运动是铣床工作台的快速移动和工作台的旋转运动等。

X62W万能铣床电力拖动的特点及控制要求如下：

铣削加工有顺铣和逆铣两种加工方式，要求主轴电动机能正反转，因正反操作并不频繁(批量顺铣和逆铣)，所以由床身下侧电器箱上的组合开关来改变电源相序实现。主轴电动机采用电磁离合器制动以实现准确停车。

铣床的工作台要求有前后、左右、上下6个方向的进给运动和快速移动，所以也要求进给电动机能正反转，并通过操纵手柄和机械离合器相配合来实现。进给的快速移动通过电磁铁和机械挂挡来完成。圆形工作台的回转运动是由进给电动机经传动机构驱动的。

2．2 PLC机型选择及硬件连接

X62W万能铣床的继电接触器电路看起来并不复杂，但仔细分析后才知道其中包含了许多联锁环节。

主电动机与进给电动机的联锁

这是电气上的联锁。进给电动机接触器KM3、KM4的电源只有当KM1或KM2接通时才能接通。

工作台各进给方向上的联锁

这是机械及电气的双重联锁，工作台纵向进给操作手柄及工作台横向进给操作手柄是十字形操作手柄，手柄每次操作只能拨向某一个位置，这是机械联锁。此外从电路中可以知道，当这两个操作手柄同时从中间位置移开时，KM3及KM4的电流通道即被切断，这是电气联锁。

线性进给运动工作台与圆工作台间的联锁

当使用圆工作台时，SQl-SQ4中任一限位开关动作时，KM3将断电。为了在使用PLC作为主要控制装置后，以上联锁功能都得以保留，以上联锁所涉及的器件都需接人PLC的输人口，这包括SQl-SQ4和SB3-SQ6。SA3的处理则不同。由于SA3只有断开及接通两个工作位置，它的三对触点的状态可以用其中的一对触点的状态表示。

经统计，以上器件再加上各种按钮及冲动开关等器件，铣床控制所需输入口为12个。在具体连接时，这些器件的串联及并联的触点均在连接后接入PLC，且热继电器触点均串在输出器件电路中，不占用输入口。在考虑输出口数量时，注意到输出器件有两个电压等级，并将控制逻辑简单的电路(如KM2的常闭触点对YC2的控制)直接在PLC机外连接，不再通过PLC。这样输出口分为两组连接点。依输入输出口的数量及控制功能选取西门子CPU224机一台，输入输出口接线如图1所示。

3 X62W万能铣床PLC程序设计

仍使用梯形图设计X62W万能铣床的PLC程序。设计的基本原则仍是“复述”原继电器电路所叙述的逻辑内容。由于梯形图总是针对输出列写支路的，所以可以根据继电器线路中KM1的逻辑关系绘出梯形图的第一个支路，根据KM2的逻辑关系绘出第二个支路。为了表达继电器线路图中主轴电动机与进给电动机的联锁，选取辅助继电器M10.0绘第三个支路。4、5、6支路表达的是线性工作台进给、进给冲动及圆工作台的工作逻辑。这三个支路的绘出，主要依据是这三个工况中继电器电路中电流的流动过程。这样做，既保留了原电路的逻辑关系，又简化了梯形图的结构，是由继电器电路设计梯形图时常用的方法。

作为设计结果的梯形图程序见图2所示。图中最后的三个支路是针对电磁阀YCl、YC3及KM3的。由于梯形图中4、5、6等三个支路都与KM3有关，依PLC中不允许出现双线圈的规定，在梯形图中选用了M11.1-M11.3等三只辅助继电器。

参考文献

plc控制篇10

关键词:plc;软件设计

为了实现生产工艺的控制要求,以提高生产效率和产品质量,在设计plc控制系统时要遵循以下原则:

1、 最大限度地满足被控对象的控制要求。

2、 在满足控制要求的前提下,力求使控制系统简单、经济,使用和维修方便。

3、 保证控制系统的安全、可靠。

4、 考虑到生产的发展和工艺的改进,应适当留有扩充余量。

plc控制系统的软件设计就是针对生产工艺要求的控制程序的设计,也就是常说的用户程序设计。用户程序的设计需要分析工艺过程,明确控制要求,列出输入输出分配表的基础上进行。

在实际的工作中,软件的实现方法有很多种,具体使用哪种方法,因人因控制对象而异,以下是几种常用的方法。

一、经验设计法

在一些典型的控制环节和电路的基础上,根据被控制对象对控制系统的具体要求,凭经验进行选择、组合。有时为了得到一个满意的设计结果,需要进行多次反复地调试和修改,增加一些辅助触点和中间编程元件。这种设计方法没有一个普遍的规律可遵循,即具有一定的试探性和随意性,最后得到的结果也不是唯一的,设计所用的时间、设计的质量与设计者经验验多少有关。

经验设计法对于一些比较简单的控制系统的设计时比较有效的,可以收到快速、简单的效果。但是,由于这种方法主要时依靠设计人员的经验进行设计,所以对设计人员的要求也比较高,特别时要求设计者有一定的实践经验,对工业控制系统和工业上常用的各种典型环节比较熟悉。对于比较复杂的系统,经验法一般设计周期长,不易掌握,系统交付使用后,维护困难。所以,经验法一般只适合于比较简单的或与某些典型系统相类似的控制系统的设计。

二、逻辑设计法

工业电气控制线路中,有不少都是通过继电器等电气元件来实现,而继电器,交流接触器的触点都只有两种状态即吸合和断开,因此,用“0”和“1”两种取值的逻辑代数设计电气控制线路时完全可以的,plc的早期应用就是替代继电器控制系统,因此用逻辑设计方法同样也适用于plc应用程序的设计。当一个逻辑函数用逻辑变量的基本运算式表达出来后,实现这个逻辑函数的线路就确定了。当这种方法使用熟练后,甚至梯形程序也可以省略,可以直接写出于逻辑函数和表达式对用的指令语句程序。

用逻辑设计法设计plc应用程序的一般步骤如下:

1、列出执行元件动作节拍表

2、绘制电气控制系统的状态转移图;

3、进行系统的逻辑设计;

4、编写程序;

5、对程序检测、修改和完善。

三、顺序功能图法

顺序功能图法是首先根据系统的工艺流程设计顺序功能图,然后再依据顺序功能图设计顺序控制程序。在顺序功能图中,在实现转换时使前级步的活动结束而使后续步的活动开始,步之间没有重叠。这是系统中大量复杂的连锁关系在步的转换中得以解决。而对于每一步的程序段,只需处理极其简单的逻辑关系。因而这种编程方法简单易学,规律性强。设计出的控制程序结构清晰、可读性好,程序的调试和运行也很方便,可以极大地提高工作效率。西门子s7-200 plc采用顺序功能图法设计时,可用顺序控制继电器(scr)指令、置位/复位(s/r)指令、移位寄存器(shrb)指令等实现编程。

顺序控制继电器(scr)指令是基于顺序功能图(sfc)的编程方式,专门用于编制顺序控制程序。使用它必须依据顺序功能图进行编程。顺序控制继电器指令的scr程序段对应于顺序功能图中的步,当顺序控制继电器s位的状态为“1”时,对应的scr段中被激活,即顺序功能图对应的步被激活,成为活动步,否则是非活动步。scr段中执行程序所完成的动作或命令对应着顺序功能图中该步相关的动作或命令。程序段的装换(scrt)指令相当于实施了顺序功能图中的转换功能。由于plc周期循环扫描执行程序,编制程序时各scr段只要按顺功能图有序地排列,各scr段活动状态的进展就能完全按照顺序功能图中有向连线规定的方向进行。

依据顺序功能图用置位/复位(s/r)指令编制顺序控制程序。用置位/复位(s/r)指令编制顺序控制程序时,使内部标志位继电器与顺序功能图中的步骤建立对应关系。通过置位/复位(s/r)指令,使其某标志位继电器置位或复位,从而达到使相应步的激活和失励的目的。

现以4台电动机的顺序启动为例说明用移位寄存器(shrb)指令来编制顺序控制程序,启动的顺序为m1m2m3m4,顺序启动的实践间隔为30s,启动后进行正常运行,直到停车。顺序功能图如下所示。

控制系统设计的难易程度因控制任务而异,也因人而异。对于经验丰富的工程技术人员来说,在长时间的专业工作中,受到过各种各样的磨练,积累了许多经验,除了一般的编程方法外,更有自己的编程技巧和方法,可采用经验法。但不管采用哪种方法,平时多注意积累和总结时很重要的。

在程序设计时,除了i/o地址列表外,有时还要把在程序中用到的中间继电器(m)、定时器(t)、计数器(c)和存储单元(v)及它们的作用或功能列写出来,以便编写程序和阅读程序。在编程语言的选择上,用梯形图编程还是用语言表编程或使用功能图编程,这主要取决于以下几点:

1、有些plc使用梯形图编程不是很方便,则可以使用语句表编程,但是梯形图总比语句表直观;

2、经验丰富的人员可以使用语句表直接编程,就像使用汇编语言一样;

3、如果是清晰的单顺序、选择顺序或并发顺序的控制任务,则最好用顺序功能图来设计。