淺談PLC的主要功能及在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用

山東科技大學(xué) 谷紅生 劉全新 李 昂 陳長龍

淺談PLC的主要功能及在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用

山東科技大學(xué) 谷紅生 劉全新 李 昂 陳長龍

【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電氣控制在生產(chǎn)生活中得到廣泛的應(yīng)用?？删幊踢壿嬁刂破鳎≒LC）以其獨(dú)特的優(yōu)勢逐漸取代繼電器控制，以滿足人們的需要。本文從PLC的主要功能以及在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用出發(fā)，對PLC進(jìn)行概要描述。

【關(guān)鍵詞】PLC；組成；功能；應(yīng)用

1 PLC的組成

PLC為Program Logic Controller的英文縮寫，中文名稱為可編程邏輯控制器，是一種代替繼電器，為工業(yè)生產(chǎn)而設(shè)計(jì)的控制器。它的內(nèi)部存儲(chǔ)器采用可編程的形式，以便用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)程序指令，例如順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、邏輯運(yùn)算、數(shù)字運(yùn)算以及模擬量控制等，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)外部設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)連成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。PLC主要由以下部分組成：

（1）CPU：CPU是整個(gè)控制器的“大腦”，主要對輸入的信號(hào)進(jìn)行識(shí)別、編譯、執(zhí)行運(yùn)算、送入到輸出映像寄存器等工作，還可以對設(shè)備的各種請求做出響應(yīng)，并具有診斷內(nèi)部電路故障、語法錯(cuò)誤的能力。

（2）存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)器分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序存儲(chǔ)器。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用來存放廠家編寫的系統(tǒng)程序，并固化在EPROM、RPOM存儲(chǔ)器中，用戶不可訪問與修改。用戶程序存儲(chǔ)器可分為用戶程序區(qū)、系統(tǒng)區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)。用戶程序區(qū)用于存放用戶程序，系統(tǒng)區(qū)存放CPU的組態(tài)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)區(qū)用來存放動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。

（3）I/O接口：I/O接口包括輸入單元和輸出單元。輸入單元將外部信號(hào)轉(zhuǎn)換為可供CPU識(shí)別的內(nèi)部信號(hào)，輸出單元?jiǎng)t將中央處理器輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)化為所控制器件能接受的信號(hào)。

（4）編程器：編程器是PLC的重要外部設(shè)備。它的作用是提供用戶程序的編制、編輯、調(diào)試和編視等。編程器可以是帶有編程軟件的個(gè)人計(jì)算機(jī)，也可以是專門的編程器。

（5）電源：電源單元是PLC的電源供給部分。它的作用是把外部供應(yīng)的電源轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)內(nèi)部所需的電源，以滿足需求。

2 PLC的主要功能

（1）數(shù)字量控制：數(shù)字量控制是PLC最基本的控制功能。PLC運(yùn)用其邏輯運(yùn)算能力可以進(jìn)行各種簡單和復(fù)雜的控制，用以取代傳統(tǒng)的繼電器控制。

（2）模擬量控制：PLC可通過A/D轉(zhuǎn)換模塊將工業(yè)生產(chǎn)中的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并通過D/A轉(zhuǎn)換模塊將CPU處理后的數(shù)字量結(jié)果轉(zhuǎn)換為模擬量，以完成對連續(xù)量的控制。

（3）定時(shí)控制：PLC為用戶提供了若干個(gè)用于實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制的定時(shí)器，包括接通延時(shí)定時(shí)器（TON）、斷開延時(shí)定時(shí)器（TOF）、有記憶接通延時(shí)定時(shí)器（TONR）。定時(shí)器的時(shí)間可由用戶自行設(shè)定。

（4）計(jì)數(shù)控制：PLC為用戶提供了若干個(gè)用于實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)控制的計(jì)數(shù)器，包括增計(jì)數(shù)器、減計(jì)數(shù)器、增/減計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器的值可由用戶自行設(shè)定。

（5）順序控制：PLC可對應(yīng)用程序進(jìn)行順序控制。順序控制繼電器（SCR）指令包括LSCR（程序段的開始）、SCRT（程序段的轉(zhuǎn)換）、SCRE（程序段的結(jié)束）從而將控制程序進(jìn)行邏輯分段，以實(shí)現(xiàn)順序控制。

（6）數(shù)據(jù)處理：PLC具有數(shù)據(jù)處理的能力。其不僅能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)運(yùn)算和數(shù)據(jù)傳遞，還可以進(jìn)行數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)顯示以及數(shù)據(jù)通訊等。

3 PLC在控制中的應(yīng)用

3.1 PLC對電機(jī)的控制

PLC可對電機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)停止、正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)、順序啟動(dòng)與停止、Y-△降壓啟動(dòng)等的控制。下面以Y-△降壓啟動(dòng)為例簡述PLC對電機(jī)的控制?？刂埔螅阂箅姍C(jī)先按照星形連接，一定時(shí)間后星形斷開，連成三角形連接。

I/O分配表和梯形圖

控制過程

閉合啟動(dòng)開關(guān)I0.1后，內(nèi)部標(biāo)志位存儲(chǔ)器線圈M1.0接通并實(shí)現(xiàn)自鎖，此時(shí)Q0.3線圈接通，電動(dòng)機(jī)接成星形連接，t3時(shí)間后Q0.1電源接通；計(jì)時(shí)時(shí)間t1到達(dá)之后，Q0.3斷開，T34開始計(jì)時(shí)。T2時(shí)間后，Q0.2線圈接通，電動(dòng)機(jī)接成三角型連接，從而實(shí)現(xiàn)星形、三角形連接的轉(zhuǎn)換過程。

3.2 PLC對燈的控制

PLC可對信號(hào)燈、交通燈、彩燈等進(jìn)行控制。下面以閃爍燈控制為例進(jìn)行介紹。 控制要求：實(shí)現(xiàn)閃爍燈一定時(shí)間的亮和滅。

I/O分配表和梯形圖

控制過程

閉合啟動(dòng)開關(guān)I0.1后，T37開始計(jì)時(shí)。經(jīng)過1s時(shí)間后，T37開關(guān)閉合，Q0.1接通，同時(shí)T38開始計(jì)時(shí)。經(jīng)過2s時(shí)間后，常閉開關(guān)T38斷開，Q0.1斷開，定時(shí)器T37和T38復(fù)位，從而實(shí)現(xiàn)閃爍循環(huán)。

3.3 PLC在工業(yè)中的控制

PLC在工業(yè)中可對深孔鉆組合機(jī)床、 遙控自卸車、游泳池控制系統(tǒng)、潤滑泵和工作泵的啟動(dòng)與停止、倉庫存放貨物數(shù)量等各種控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。下面以產(chǎn)品包裝為例進(jìn)行介紹。

I/O分配表和梯形圖

控制過程

閉合啟動(dòng)開關(guān)I0.1后，傳送帶電機(jī)Q0.0啟動(dòng)并實(shí)現(xiàn)自鎖，產(chǎn)品在傳送機(jī)上進(jìn)行傳送。與此同時(shí)，產(chǎn)品每通過檢測器PH一次，相應(yīng)計(jì)數(shù)器C20接受一次脈沖信號(hào)，計(jì)數(shù)加1。當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)值24時(shí)，開關(guān)C20常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，傳送帶暫停，機(jī)械手動(dòng)作，定時(shí)器T37開始計(jì)時(shí)。2s后，定時(shí)時(shí)間結(jié)束，機(jī)械手停止，傳送帶開始工作，定時(shí)器、計(jì)數(shù)器清零，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)。

4 結(jié)語

由于PLC控制系統(tǒng)具有編程簡單、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，使其在工業(yè)控制領(lǐng)域獨(dú)占鰲頭，在自動(dòng)化、智能化等方面都展現(xiàn)出了強(qiáng)勁的態(tài)勢。相信在以后的生產(chǎn)生活中會(huì)繼續(xù)發(fā)揮其優(yōu)勢并不斷完善，使得在生產(chǎn)生活中得到更廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

［1］吳中俊，黃永紅.可變程序控制器原理及應(yīng)用［M］.北京∶機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

［2］劉順禧等.電氣控制技術(shù)［M］.北京∶北京理工大學(xué)出版社，2000.

［3］廖常初.PLC編程及應(yīng)用［M］.北京∶機(jī)械工業(yè)出版社，2002.