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　　plc應(yīng)用技術(shù)論文篇一

　　PCL應(yīng)用技術(shù)

　　題目：PLC實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速器多電機(jī)控制實(shí)訓(xùn)報(bào)告

　　目錄：

　　一、 PCL的工作原理

　　二、 PCL的應(yīng)用領(lǐng)域和特點(diǎn)

　　三、 PCL的控制對(duì)象及連接安裝

　　四、 如何讓PCL變頻器實(shí)現(xiàn)多電機(jī)控制

　　五、 PCL在使用中應(yīng)注意的問(wèn)題及解決方案

　　六、 實(shí)訓(xùn)總結(jié)

　　一、 PCL的工作原理

　　PLC是采用“順序掃描、不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即PLC運(yùn)行時(shí)，CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲(chǔ)器中的程序，按指令步序號(hào)(或地址號(hào))作周期性循環(huán)掃描。如果無(wú)跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開(kāi)始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束，然后重新返回第一條指令，開(kāi)始下一輪新的掃描。在每次掃

　　描過(guò)程中，還要完成對(duì)輸入信號(hào)的采樣和對(duì)輸出狀態(tài)的刷新等工作。周而復(fù)始。PLC的掃描工作過(guò)程可分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段，并進(jìn)行周期性循環(huán)。

　　二、 PCL的應(yīng)用領(lǐng)域和特點(diǎn)

　　1、 目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)

　　械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況主要分為如下幾類：

　　1】.開(kāi)關(guān)量邏輯控制

　　取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書(shū)機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。

　　2】.工業(yè)過(guò)程控制

　　在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速度等連續(xù)變化的量(即模擬量)，PLC采用相應(yīng)的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊及各種各樣的控制算法程序來(lái)處理模擬量，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調(diào)節(jié)方法。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。

　　3】.運(yùn)動(dòng)控制

　　PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。

　　4】.數(shù)據(jù)處理

　　PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算(含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算)、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。數(shù)據(jù)處理一般用于如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。

　　5】.通信及聯(lián)網(wǎng)

　　PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，現(xiàn)在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。

　　2、PLC的應(yīng)用特點(diǎn)

　　1】.可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)

　　高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)將極高的可靠性。

　　2】.配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)

　　PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。多種多樣的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。

　　3】.易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎

　　PLC是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門(mén)。 4】.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，工作量小，維護(hù)方便，容易改造

　　PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)日常維護(hù)也變得容易起來(lái)，更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序而改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。這特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。

　　三、 PCL的控制對(duì)象 1、PCL變頻器對(duì)多電機(jī)的控制對(duì)象

　　1】通過(guò)輸出開(kāi)關(guān)量，即輸出控制通斷信號(hào)，比如通過(guò)控制小繼電器通斷來(lái)控制交流接觸器的線圈得電與否，從而控制接觸器連接的主電路通斷。

　　2】、通過(guò)輸出模擬信號(hào)，比如0-20mA、4-20mA、 0-5V、 0-10V等，把這些信號(hào)送到現(xiàn)場(chǎng)的儀器儀表進(jìn)行控制，例如帶電子定位器的氣動(dòng)閥門(mén)的開(kāi)關(guān)等。

　　3】、通過(guò)輸出數(shù)字信號(hào)，通過(guò)通訊線路與儀表電器連接進(jìn)行控制，比如把變頻器通過(guò)RS485通訊接口相連，再進(jìn)行通訊參數(shù)設(shè)置就能通過(guò)PLC直接控制變頻器，從而控制現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)。

　　4】、現(xiàn)場(chǎng)許多接觸器的吸合與否通過(guò)輔助觸點(diǎn)的通斷，把這個(gè)通斷信號(hào)送入PLC，那么這個(gè)通斷信號(hào)就能被PLC利用通過(guò)編程運(yùn)行程序來(lái)輸出開(kāi)關(guān)量來(lái)控制其他設(shè)備。這個(gè)信號(hào)也可被PLC接收并傳給與之通訊連接的電腦，用來(lái)監(jiān)控這個(gè)接觸器控制的設(shè)備運(yùn)行與否?，F(xiàn)場(chǎng)許多傳感器測(cè)得的信號(hào)也類似的被傳送給PLC，這些信號(hào)先被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)即A/D轉(zhuǎn)換，再由CPU處理，通過(guò)一定的程序(可人為編制)換算，再輸出某個(gè)閥門(mén)的通斷信號(hào)或模擬控制信號(hào)等。數(shù)字信號(hào)，則直接輸入PLC處理后輸出，如果要輸出模擬信號(hào)則要先由PLC固定模塊進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換后再輸出。PLC它的核心CPU處理的是數(shù)字信號(hào)(二進(jìn)制)，我們可以把它看成是成千上萬(wàn)個(gè)電子版小繼

　　電器(包括時(shí)間繼電器、電流繼電器等)的高集成體,把這些個(gè)小繼電器的通斷看成數(shù)字信號(hào)，比如小繼電器接通為1，斷開(kāi)為0。而模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)輸出則是因?yàn)榱硗馓砑恿诵盘?hào)轉(zhuǎn)換電路和接口電路的結(jié)果。它的自動(dòng)化，就是通過(guò)編寫(xiě)PLC可以運(yùn)行識(shí)別的程序語(yǔ)言，對(duì)其內(nèi)的“小繼電器”按工廠生產(chǎn)要求進(jìn)行排列組合設(shè)計(jì)，控制他們的通斷，程序一經(jīng)運(yùn)行，就不要認(rèn)為再去操作，人只要給主電路上的開(kāi)關(guān)都打開(kāi)，把關(guān)鍵控制點(diǎn)留給PLC就可以了。

　　2、PCL的鏈接安裝

　　1】 動(dòng)力線、控制線以及PLC的電源線和I/O線應(yīng)分別配線，隔離變壓器與PLC和I/O之間應(yīng)采用雙膠線連接。將PLC的IO線和大功率線分開(kāi)走線，如必須在同一線槽內(nèi)，分開(kāi)捆扎交流線、直流線，若條件允許，分槽走線最好，這不僅能使其有盡可能大的空間距離，并能將干擾降到最低限度。

　　2】 PLC應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源如電焊機(jī)、大功率硅整流裝置和大型動(dòng)力設(shè)備，不能與高壓電器安裝在同一個(gè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)。在柜內(nèi)PLC應(yīng)遠(yuǎn)離動(dòng)力線(二者之間距離應(yīng)大于200mm)。與PLC裝在同一個(gè)柜子內(nèi)的電感性負(fù)載，如功率較大的繼電器、接觸器的線圈，應(yīng)并聯(lián)RC消弧電路。

　　3】 PLC的輸入與輸出最好分開(kāi)走線，開(kāi)關(guān)量與模擬量也要分開(kāi)敷設(shè)。模擬量信號(hào)的傳送應(yīng)采用屏蔽線，屏蔽層應(yīng)一端或兩端接地，接地電阻應(yīng)小于屏蔽層電阻的1/10.

　　4】交流輸出線和直流輸出線不要用同一根電纜，輸出線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高壓線和動(dòng)力線，避免并行。

　　5】I/O端的接線輸入接線

　　● 輸入接線一般不要太長(zhǎng)。但如果環(huán)境干擾較小，電壓降不大時(shí)，輸入接線可適當(dāng)長(zhǎng)些。

　　● 輸入/輸出線不能用同一根電纜，輸入/輸出線要分開(kāi)。

　　● 盡可能采用常開(kāi)觸點(diǎn)形式連接到輸入端，使編制的梯形圖與繼電器原理圖一致，便于閱讀。

　　輸出連接

　　● 輸出端接線分為獨(dú)立輸出和公共輸出。在不同組中，可采用不同類型和電壓等級(jí)的輸出電壓。但在同一組中的輸出只能用同一類型、同一電壓等級(jí)的電源。

　　● 由于PLC的輸出元件被封裝在印制電路板上，并且連接至端子板，若將連接輸出元件的負(fù)載短路，將燒毀印制電路板。

　　● 采用繼電器輸出時(shí)，所承受的電感性負(fù)載的大小，會(huì)影響到繼電器的使用壽命，因此，使用電感性負(fù)載時(shí)應(yīng)合理選擇，或加隔離繼電器。

　　● PLC的輸出負(fù)載可能產(chǎn)生干擾，因此要采取措施加以控制，如直流輸出的續(xù)流管保護(hù)，交流輸出的阻容吸收電路，晶體管及雙向晶閘管輸出的旁路電阻保護(hù)。

　　四、如何讓PCL變頻器實(shí)現(xiàn)多電機(jī)控制

　　1、在傳統(tǒng)的傳動(dòng)系統(tǒng)中，要保證多個(gè)執(zhí)行元件間速度的一定關(guān)系，其中包括保證其間的速度同步或具有一定的速比，常采用機(jī)械傳動(dòng)剛性聯(lián)接裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。但有時(shí)若多個(gè)執(zhí)行元件間的機(jī)械傳動(dòng)裝置較大，執(zhí)行元件間的距離較遠(yuǎn)時(shí)，就只得考慮采用獨(dú)立控制的非剛性聯(lián)接傳動(dòng)方法。主不分從，各電動(dòng)機(jī)的軸端均套裝碼器及各變頻器中加裝測(cè)速反饋選件卡FR—A5AP，并將編碼器輸出端與測(cè)速反饋選件卡輸入端相連，使每臺(tái)電動(dòng)機(jī)和編碼器各自構(gòu)成閉環(huán)裝置，可按照它們不同的速度增益比例同時(shí)給予變頻器主速設(shè)定，產(chǎn)同時(shí)起動(dòng)和停止。雖然在系統(tǒng)中相對(duì)獨(dú)立，并無(wú)負(fù)載上的關(guān)聯(lián)，但由于同時(shí)給定主速信號(hào)，在此大前提下，可根據(jù)各自的負(fù)載情況進(jìn)行閉環(huán)型的速度調(diào)整，也能達(dá)到多臺(tái)同速的要求。(此方法僅限于A500系列產(chǎn)品)

　　2、電機(jī)的正反控制

　　1】.開(kāi)關(guān)量控制：將PLC的輸出觸點(diǎn)與變頻器的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，高速，中速，低速觸點(diǎn)連接，再在變頻器上設(shè)置高中低檔頻率，用PLC直接控制這些觸點(diǎn)的閉開(kāi)即可。

　　2】.模擬量控制，將PLC的輸出觸點(diǎn)與變頻器的電流輸入或電壓輸入觸點(diǎn)連接，再在PLC上設(shè)置電壓或電流再用D/A轉(zhuǎn)換即可調(diào)節(jié)頻率，正反轉(zhuǎn)就是正負(fù)電平。

　　3】.現(xiàn)場(chǎng)總線：使用CCLINK現(xiàn)場(chǎng)總線。

　　旋轉(zhuǎn)編碼器的使用：旋轉(zhuǎn)編碼器一般是測(cè)量電機(jī)速度用的，使用帶晶體管接口的PLC，將編碼器接近開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入到PLC高速輸入接口，再在PLC內(nèi)編制相關(guān)程序，即可算出當(dāng)前速度，與所需速度比較，以便及時(shí)調(diào)整。

　　五、PCL在使用中應(yīng)注意的問(wèn)題及解決方案

　　可編程控制器在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用以及PLC在應(yīng)用過(guò)程中，要保證正常運(yùn)行應(yīng)該注意的一系列問(wèn)題，PLC是一種用于工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制的設(shè)備，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。然而，盡管有如上所述的可靠性較高，抗干擾能力較強(qiáng)，但當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境過(guò)于惡劣，電磁干擾特別強(qiáng)烈，或安裝使用不當(dāng)，就可能造成程序錯(cuò)誤或運(yùn)算錯(cuò)誤，從而產(chǎn)生誤輸入并引起誤輸出，這將會(huì)造成設(shè)備的失控和誤動(dòng)作，從而不能保證PLC的正常運(yùn)行，要提高PLC控制系統(tǒng)可靠性，一方面要求PLC生產(chǎn)廠家提高設(shè)備的抗干擾能力;另一方面，要求設(shè)計(jì)、安裝和使用維護(hù)中引起高度重視，多方配合才能完善解決問(wèn)題，有效地增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性能。因此在使用中應(yīng)注意以下問(wèn)題：

　　1.工作環(huán)境

　　(1)溫度

　　PLC要求環(huán)境溫度在0~55oC，安裝時(shí)不能放在發(fā)熱量大的元件下面，四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大。

　　(2)濕度

　　為了保證PLC的絕緣性能，空氣的相對(duì)濕度應(yīng)小于85%(無(wú)凝露)。

　　(3)震動(dòng)

　　應(yīng)使PLC遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動(dòng)源，防止振動(dòng)頻率為10~55Hz的頻繁或連續(xù)振動(dòng)。當(dāng)使用環(huán)境不可避免震動(dòng)時(shí)，必須采取減震措施，如采用減震膠等。

　　(4)空氣

　　避免有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等。對(duì)于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境，可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中。

　　(5)電源

　　PLC對(duì)于電源線帶來(lái)的干擾具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或電源干擾特別嚴(yán)重的環(huán)境中，可以安裝一臺(tái)帶屏蔽層的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。一般PLC都有直流24V輸出提供給輸入端，當(dāng)輸入端使用外接直流電源時(shí)，應(yīng)選用直流穩(wěn)壓電源。因?yàn)槠胀ǖ恼鳛V波電源，由于紋波的影響，容易使PLC接收到錯(cuò)誤信息。

　　2.控制系統(tǒng)中干擾及其來(lái)源

　　現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾是PLC控制系統(tǒng)中最常見(jiàn)也是最易影響系統(tǒng)可靠性的因素之一，所謂治標(biāo)先治本，找出問(wèn)題所在，才能提出解決問(wèn)題的辦法。因此必須知道現(xiàn)場(chǎng)干擾的源頭。(1)干擾源及一般分類

　　影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源，大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位，其原因是電流改變產(chǎn)生磁場(chǎng)，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生電磁輻射;磁場(chǎng)改變產(chǎn)生電流，電磁高速產(chǎn)生電磁波。通常電磁干擾按干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。共模干擾是信號(hào)對(duì)地的電位差，主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號(hào)線上感應(yīng)的共態(tài)(同方向)電壓疊加所形成。共模電壓通過(guò)不對(duì)稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓，直接影響測(cè)控信號(hào)，造成元器件損壞(這就是一些系統(tǒng)I/O模件損壞率較高的主要原因)，這種共模干擾可為直流，亦可為交流。差模干擾是指作用于信號(hào)兩極間的干擾電壓，主要由空間電磁場(chǎng)在信號(hào)間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓，這種干擾疊加在信號(hào)上，直接影響測(cè)量與控制精度。 (2)PLC系統(tǒng)中干擾的主要來(lái)源及途徑

　　1.強(qiáng)電干擾

　　PLC系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)電壓。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化，刀開(kāi)關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流傳動(dòng)裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過(guò)輸電線路傳到電源原邊。

　　2.柜內(nèi)干擾

　　控制柜內(nèi)的高壓電器，大的電感性負(fù)載，混亂的布線都容易對(duì)PLC造成一定程度的干擾。

　　1】來(lái)自信號(hào)線引入的干擾

　　與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號(hào)傳輸線，除了傳輸有效的各類信息之外，總會(huì)有外部干擾信號(hào)侵入。此干擾主要有兩種途徑：一是通過(guò)變送器供電電源或共用信號(hào)儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾，這往往被忽視;二是信號(hào)線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾，即信號(hào)線上的外部感應(yīng)干擾，這是很嚴(yán)重的。由信號(hào)引入干擾會(huì)引起I/O信號(hào)工作異常和測(cè)量精度大大降低，嚴(yán)重時(shí)將引起元器件損傷。 2】來(lái)自接地系統(tǒng)混亂時(shí)的干擾

　　接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性(EMC)的有效手段之一。正確的接地，既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾;而錯(cuò)誤的接地，反而會(huì)引入嚴(yán)重的干擾信號(hào)，使PLC系統(tǒng)將無(wú)法正常工作。

　　3】來(lái)自PLC系統(tǒng)內(nèi)部的干擾

　　主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生，如邏輯電路相互輻射及其對(duì)模擬電路的影響，模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。

　　4】變頻器干擾

　　一是變頻器啟動(dòng)及運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生諧波對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾，引起電網(wǎng)電壓畸變，影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量;二是變頻器的輸出會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁輻射干擾，影響周邊設(shè)備的正常工作。

　　3.主要抗干擾措施

　　電源的合理處理，抑制電網(wǎng)引入的干擾

　　對(duì)于電源引入的電網(wǎng)干擾可以安裝一臺(tái)帶屏蔽層的變比為1：1的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾，還可以在電源輸入端串接LC濾波電路。

　　(4)正確選擇接地點(diǎn)，完善接地系統(tǒng)

　　良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。接地的目的通常有兩個(gè)，其一為了安全，其二是為了抑制干擾。完善的接地系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。

　　PLC控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護(hù)地等。接地系統(tǒng)混亂對(duì)PLC系統(tǒng)的干擾主要是各個(gè)接地點(diǎn)電位分布不均，不同接地點(diǎn)間存在地電位差，引起地環(huán)路電流，影響系統(tǒng)正常工作。例如電纜屏蔽層必須一點(diǎn)接地，如果電纜屏蔽層兩端A、B都接地，就存在地電位差，有電流流過(guò)屏蔽層，當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)如雷擊時(shí)，地線電流將更大。

　　此外，屏蔽層、接地線和大地有可能構(gòu)成閉合環(huán)路，在變化磁場(chǎng)的作用下，屏蔽層內(nèi)又會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流，通過(guò)屏蔽層與芯線之間的耦合，干擾信號(hào)回路。若系統(tǒng)地與其它接地處理混亂，所產(chǎn)生的地環(huán)流就可能在地線上產(chǎn)生不等電位分布，影響PLC內(nèi)邏輯電路和模擬電路的正常工作。PLC工作的邏輯電壓干擾容限較低，邏輯地電位的分布干擾容易影響PLC的邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)存貯，造成數(shù)據(jù)混亂、程序跑飛或死機(jī)。模擬地電位的分布將導(dǎo)致測(cè)量精度下降，引起對(duì)信號(hào)測(cè)控的嚴(yán)重失真和誤動(dòng)作。

　　● 安全地或電源接地

　　將電源線接地端和柜體連線接地為安全接地。如電源漏電或柜體帶電，可從安全接地導(dǎo)入地下，不會(huì)對(duì)人造成傷害。

　　● 系統(tǒng)接地

　　PLC控制器為了與所控的各個(gè)設(shè)備同電位而接地，叫系統(tǒng)接地。接地電阻值不得大于4Ω，一般需將PLC設(shè)備系統(tǒng)地和控制柜內(nèi)開(kāi)關(guān)電源負(fù)端接在一起，作為控制系統(tǒng)地。

　　● 信號(hào)與屏蔽接地

　　一般要求信號(hào)線必須要有唯一的參考地，屏蔽電纜遇到有可能產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾的場(chǎng)合，也要在就地或者控制室唯一接地，防止形成“地環(huán)路”。信號(hào)源接地時(shí)，屏蔽層應(yīng)在信號(hào)側(cè)接地;不接地時(shí)，應(yīng)在PLC側(cè)接地;信號(hào)線中間有接頭時(shí)，屏蔽層應(yīng)牢固連接并進(jìn)行絕緣處理，一定要避免多點(diǎn)接地;多個(gè)測(cè)點(diǎn)信號(hào)的屏蔽雙絞線與多芯對(duì)絞總屏蔽電纜連接時(shí)，各屏蔽層應(yīng)相互連接好，并經(jīng)絕緣處理，選擇適當(dāng)?shù)慕拥靥巻吸c(diǎn)接點(diǎn)。

　　5)對(duì)變頻器干擾的抑制

　　變頻器的干擾處理一般有下面幾種方式：

　　加隔離變壓器，主要是針對(duì)來(lái)自電源的傳導(dǎo)干擾，可以將絕大部分的傳導(dǎo)干擾阻隔在隔離變壓器之前。

　　使用濾波器，濾波器具有較強(qiáng)的抗干擾能力，還具有防止將設(shè)備本身的干擾傳導(dǎo)給電源，有些還兼有尖峰電壓吸收功能。

　　使用輸出電抗器，在變頻器到電動(dòng)機(jī)之間增加交流電抗器主要是減少變頻器輸出在能量傳輸過(guò)程中線路產(chǎn)生電磁輻射，影響其它設(shè)備正常工作。

　　4、控制系統(tǒng)可靠性降低的主要原因

　　雖然工業(yè)控制機(jī)和可編程控制器本身都具有很高的可靠性，但如果輸入給PLC的開(kāi)關(guān)量信號(hào)出現(xiàn)錯(cuò)誤，模擬量信號(hào)出現(xiàn)較大偏差，PLC輸出口控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)沒(méi)有按要求動(dòng)作，這些都可能使控制過(guò)程出錯(cuò)，造成無(wú)法挽回的經(jīng)濟(jì)損失。

　　影響現(xiàn)場(chǎng)輸入給PLC信號(hào)出錯(cuò)的主要原因有：

　　1)造成傳輸信號(hào)線短路或斷路(由于機(jī)械拉扯，線路自身老化，特別是鼠害)，當(dāng)傳輸信號(hào)線出故障時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)無(wú)法傳送給PLC，造成控制出錯(cuò);

　　2)機(jī)械觸點(diǎn)抖動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)觸點(diǎn)雖然只閉合一次，PLC卻認(rèn)為閉合了多次，雖然硬件加了濾波電路，軟件增加微分指令，但由于PLC掃描周期太短，仍可能在計(jì)數(shù)、累加、移位等指令中出錯(cuò)，出現(xiàn)錯(cuò)誤控制結(jié)果;

　　3)現(xiàn)場(chǎng)變送器，機(jī)械開(kāi)關(guān)自身出故障，如觸點(diǎn)接觸不良，變送器反映現(xiàn)場(chǎng)非電量偏差較大或不能正常工作等，這些故障同樣會(huì)使控制系統(tǒng)不能正常工作。 影響執(zhí)行機(jī)構(gòu)出錯(cuò)的主要原因有：

　　1)控制負(fù)載的接觸不能可靠動(dòng)作，PLC發(fā)出了動(dòng)作指令，但執(zhí)行機(jī)構(gòu)并沒(méi)按要求動(dòng)作;

　　2)控制變頻器起動(dòng)，由于變頻器自身故障，變頻器所帶電機(jī)并沒(méi)按要求工作;

　　3)各種電動(dòng)閥、電磁閥該開(kāi)的沒(méi)能打開(kāi)，該關(guān)的沒(méi)能關(guān)到位，由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)沒(méi)能按PLC的控制要求動(dòng)作，使系統(tǒng)無(wú)法正常工作，降低了系統(tǒng)可靠性。要提高整個(gè)控制系統(tǒng)的可靠性，必須提高輸入信號(hào)的可靠性和執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的準(zhǔn)確性，否則PLC應(yīng)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，用聲光等報(bào)警辦法提示給操作人員，盡快排除故障，讓系統(tǒng)安全、可靠、正確地工作。

　　5、設(shè)計(jì)完善的故障報(bào)警系統(tǒng)

　　在自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中我們?cè)O(shè)計(jì)了3級(jí)故障顯示報(bào)警系統(tǒng)，1級(jí)設(shè)置在控制現(xiàn)場(chǎng)各控制柜面板，用指示燈指示設(shè)備正常運(yùn)行和故障情況，當(dāng)設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)對(duì)應(yīng)指示燈亮，當(dāng)該設(shè)備運(yùn)行有故障時(shí)指示燈以1Hz的頻率閃爍。

　　為防止指示燈燈泡損壞不能正確反映設(shè)備工作情況，專門(mén)設(shè)置了故障復(fù)位/燈測(cè)試按鈕，系統(tǒng)運(yùn)行任何時(shí)間持續(xù)按該按鈕，所有指示燈應(yīng)全部點(diǎn)亮，如果這時(shí)有指示等不亮說(shuō)明該指示燈已壞，應(yīng)立即更換，改按鈕復(fù)位后指示燈仍按原工作狀態(tài)顯示設(shè)備工作狀態(tài)。

　　2級(jí)故障顯示設(shè)置在中心控制室大屏幕監(jiān)視器上，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，有文字顯示故障類型，工藝流程圖上對(duì)應(yīng)的設(shè)備閃爍，歷史事件表中將記錄該故障。 3級(jí)故障顯示設(shè)置在中心控制室信號(hào)箱內(nèi)，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，信號(hào)箱將用聲、光報(bào)警方式提示工作人員，及時(shí)處理故障。在處理故障時(shí)，又將故障進(jìn)行分類，有些故障是要求系統(tǒng)停止運(yùn)行的，但有些故障對(duì)系統(tǒng)工作影響不大，系統(tǒng)可帶故障運(yùn)行，故障可在運(yùn)行中排除，這樣就大大減少整個(gè)系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)間，提高系統(tǒng)可靠性運(yùn)行水平。輸入信號(hào)可靠性研究

　　要提高現(xiàn)場(chǎng)輸入給信號(hào)的可靠性，首先要選擇可靠性較高的變送器和各種開(kāi)關(guān)，防止各種原因引起傳送信號(hào)線短路、斷路或接觸不良。其次在程序設(shè)計(jì)時(shí)增加數(shù)字濾波程序，增加輸入信號(hào)的可信性。

　　在現(xiàn)場(chǎng)輸入觸點(diǎn)后加一定時(shí)器，定時(shí)時(shí)間根據(jù)觸點(diǎn)抖動(dòng)情況和系統(tǒng)要的響應(yīng)速度確定，一般在幾十ms，這樣可保證觸點(diǎn)確實(shí)穩(wěn)定閉合后，才有其它響應(yīng)。模擬信號(hào)濾波可采用程序設(shè)計(jì)方法，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)模擬信號(hào)連續(xù)采樣次，采樣間隔由轉(zhuǎn)換速度和該模擬信號(hào)變化速率決定。次采樣數(shù)據(jù)分別存放在數(shù)據(jù)寄存器中，當(dāng)最后次采樣結(jié)束后利用數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)交換指令、數(shù)據(jù)段比較指令去掉最大和最小值，保留中間值作為本次采樣結(jié)果存放在數(shù)據(jù)寄存器中

　　提高讀入現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的可靠性還可利用控制系統(tǒng)自身特點(diǎn)，利用信號(hào)之間關(guān)系來(lái)判斷信號(hào)的可信程度。如進(jìn)行液位控制，由于儲(chǔ)罐的尺寸是已知的，進(jìn)液或出液的閥門(mén)開(kāi)度和壓力是已知的，在一定時(shí)間里罐內(nèi)液體變化高度大約在什么范圍是知道的，如果這時(shí)液位計(jì)送給PLC的數(shù)據(jù)和估算液位高度相差較大，判斷可能是液位計(jì)故障，通過(guò)故障報(bào)警系統(tǒng)通知操作人員檢查該液位計(jì)。又如各儲(chǔ)罐有上下液位極限保護(hù)，當(dāng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)發(fā)出信號(hào)給，這個(gè)信號(hào)是否真實(shí)可靠，在程序設(shè)計(jì)時(shí)我們將這信號(hào)和該罐液位計(jì)信號(hào)對(duì)比，如果液位計(jì)讀數(shù)也在極限位置，說(shuō)明該信號(hào)是真實(shí)的;如果液位計(jì)讀數(shù)不在極限位置，判斷可能是液位極限開(kāi)關(guān)故障或傳送信號(hào)線路故障，同樣通過(guò)報(bào)警系統(tǒng)通知操作人員處理該故障。由于在程序設(shè)計(jì)時(shí)采用了上述方法，大大提高了輸入信號(hào)的可靠。

　　七、 實(shí)訓(xùn)總結(jié)

　　在這段時(shí)間的學(xué)習(xí)和實(shí)踐中，掌握了PCL變頻器控制的使用方法及特點(diǎn)、使用環(huán)境、安裝調(diào)試，在工作中出現(xiàn)的問(wèn)題怎么解決，為以后工作打下了基礎(chǔ)，同時(shí)也感謝公司為我們實(shí)習(xí)創(chuàng)造了條件，在實(shí)訓(xùn)工作中葉得到了鍛煉，以后能更好的為公司服務(wù)，創(chuàng)造出更好的經(jīng)濟(jì)效益。

　　plc應(yīng)用技術(shù)論文篇二

　　一、摘要 PLC是一種專門(mén)在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。在工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，機(jī)械加工企業(yè)為了提高生產(chǎn)效率，采用機(jī)械化流水作業(yè)的方式，對(duì)不同類型的零件分別組成的自動(dòng)生產(chǎn)線。隨著產(chǎn)品機(jī)型的更新?lián)Q代，生產(chǎn)線承擔(dān)的加工對(duì)象也隨之改變，這就需要改變控制程序，使生產(chǎn)線的機(jī)械設(shè)備按新的工藝過(guò)程運(yùn)行，而繼電接觸器控制器系統(tǒng)是采用固定接線，很難適應(yīng)這個(gè)要求，大型自動(dòng)生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)使用的繼電器數(shù)量很多，隨著PLC的應(yīng)用日益普及,其使用方法簡(jiǎn)單,便于掌握,且可靠性極高,抗干擾性很強(qiáng),自身具有完善的功能.模塊化的結(jié)構(gòu),使其在工業(yè)生產(chǎn)線上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

　　發(fā)展趨勢(shì)：1.向高速度、大容量方向發(fā)展

　　為了提高PLC的處理能力，要求PLC具有更好的響應(yīng)速度和更大的存儲(chǔ)容量。目前，有的PLC的掃描速度可達(dá)0.1ms/k步左右。PLC的掃描速度已成為很重要的一個(gè)性能指標(biāo)。

　　在存儲(chǔ)容量方面，有的PLC最高可達(dá)幾十兆字節(jié)。為了擴(kuò)大存儲(chǔ)容量，有的公司已使用了磁泡存儲(chǔ)器或硬盤(pán)。

　　2.向超大型、超小型兩個(gè)方向發(fā)展

　　當(dāng)前中小型PLC比較多，為了適應(yīng)市場(chǎng)的多種需要，今后PLC要向多品種方向發(fā)展，特別是向超大型和超小型兩個(gè)方向發(fā)展。現(xiàn)已有I/O點(diǎn)數(shù)達(dá)14336點(diǎn)的超大型PLC，其使用32位微處理器，多CPU并行工作和大容量存儲(chǔ)器，功能強(qiáng)。

　　小型PLC由整體結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，使配置更加靈活，為了市場(chǎng)需要已開(kāi)發(fā)了各種簡(jiǎn)易、經(jīng)濟(jì)的超小型微型PLC，最小配置的I/O點(diǎn)數(shù)為8～16點(diǎn)，以適應(yīng)單機(jī)及小型自動(dòng)控制的需要，如三菱公司α系列PLC。其共同特點(diǎn)是，現(xiàn)代PLC的結(jié)構(gòu)和功能不斷改進(jìn)，產(chǎn)品更新?lián)Q代周期越來(lái)越短，并不斷地向高性能、高速度、高性能價(jià)格比方向發(fā)展。

　　3.PLC大力開(kāi)發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信能力

　　為滿足各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)的要求，近年來(lái)不斷開(kāi)發(fā)出許多功能模塊，如高速計(jì)數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、通信和人機(jī)接口模塊等。這些帶CPU和存儲(chǔ)器的智能I/O模塊，既擴(kuò)展了PLC功能，又使用靈活方便，擴(kuò)大了PLC應(yīng)用范圍。

　　加強(qiáng)PLC聯(lián)網(wǎng)通信的能力，是PLC技術(shù)進(jìn)步的潮流。PLC的聯(lián)網(wǎng)通信有兩類：一類是PLC之間聯(lián)網(wǎng)通信，各PLC生產(chǎn)廠家都有自己的專有聯(lián)網(wǎng)手段;另一類是PLC與計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)通信，一般PLC都有專用通信模塊與計(jì)算機(jī)通信。為了加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信能力，PLC生產(chǎn)廠家之間也在協(xié)商制訂通用的通信標(biāo)準(zhǔn)，以構(gòu)成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，PLC已成為集散控制系統(tǒng)(DCS)不可缺少的重要組成部分。

　　4.增強(qiáng)外部故障的檢測(cè)與處理能力

　　根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明：在PLC控制系統(tǒng)的故障中，CPU占5%，I/O接口占15%，輸入設(shè)備占45%，輸出設(shè)備占30%，線路占5%。前二項(xiàng)共20%故障屬于PLC的內(nèi)部故障，它可通過(guò)PLC本身的軟、硬件實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、處理;而其余80%的故障屬于PLC的外部故障。因此，PLC生產(chǎn)廠家都致力于研制、發(fā)展用于檢測(cè)外部故障的專用智能模塊，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。

　　5.編程語(yǔ)言多樣化

　　在PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時(shí)，PLC的編程語(yǔ)言也越來(lái)越豐富，功能也不斷提高。除了大多數(shù)PLC使用的梯形圖語(yǔ)言外，為了適應(yīng)各種控制要求，出現(xiàn)了面向順序控制的步進(jìn)編程語(yǔ)言、面向過(guò)程控制的流程圖語(yǔ)言、與計(jì)算機(jī)兼容的高級(jí)語(yǔ)言(BASIC、C語(yǔ)言等)等。多種編程語(yǔ)言的并存、互補(bǔ)與發(fā)展是PLC進(jìn)步的一種趨勢(shì)。

　　關(guān)鍵詞：PLC、應(yīng)用、邏輯控制電路

　　二、結(jié)構(gòu) PLC 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式(模塊式)兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。

　　(1)中央處理單元(CPU)

　　中央處理單元(CPU)是PLC 的控制中樞，它按照PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)、檢查電源、存儲(chǔ)器I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài);并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC 投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后，按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)，等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行直到停止運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高PLC 的可靠性近年來(lái) 對(duì)大型PLC 還采用雙CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)或采用三CPU 的表決式系統(tǒng)，這樣即使某個(gè)CPU 出現(xiàn)故障整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。

　　CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個(gè)CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來(lái)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。

　　CPU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。

　　在使用者看來(lái)，不必要詳細(xì)分析CPU的內(nèi)部電路，但對(duì)各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)控制。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。

　　CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。

　　(2) 存儲(chǔ)器

　　存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器;存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。

　　1.PLC 常用的存儲(chǔ)器類型

　　(1) RAM (Random Assess Memory)，這是一種讀/寫(xiě)存儲(chǔ)器(隨機(jī)存儲(chǔ)器) ，其存取速度最快，由鋰電池支持。

　　(2) EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)，這是一種可擦除的只讀存儲(chǔ)器，在斷電情況下存儲(chǔ)器內(nèi)的所有內(nèi)容保持不變(在紫外線連續(xù)照射下可擦除存儲(chǔ)器內(nèi)容)。

　　(3) EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)，這是一種電可擦除的只讀存儲(chǔ)器，使用編程器就能很容易地對(duì)其所存儲(chǔ)的內(nèi)容進(jìn)行修改。

　　2.PLC 存儲(chǔ)空間的分配 雖然各種PLC 的CPU 的最大尋址空間各不相同，但是根據(jù)PLC 的工作原理其存儲(chǔ)空間一般包括以下三個(gè)區(qū)域：系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū);系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)(包括I/O 映象區(qū)和系統(tǒng)軟設(shè)備等);用戶程序存儲(chǔ)區(qū)。

　　(1)系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)

　　在系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)中存放著相當(dāng)于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的系統(tǒng)程序，包括監(jiān)控程序、管理程序、命令解釋程序、功能子程序、系統(tǒng)診斷子程序、等由制造廠商將其固化在EPROM 中，用戶不能直接存取，它和硬件一起決定了該P(yáng)LC 的性能。

　　(2)系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)

　　系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)包括I/O 映象區(qū)以及各類軟設(shè)備如：邏輯線圈、數(shù)據(jù)寄存器、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、變址寄存器、累加器、等存儲(chǔ)器。

　　I/O 映象區(qū)，由于PLC 投入運(yùn)行后只是在輸入采樣階段才依次讀入各輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)在輸出刷新階段才將輸出的狀態(tài)和數(shù)據(jù)送至相應(yīng)的外設(shè)，因此它需要一定數(shù)量的存儲(chǔ)單元(RAM)以存放I/O 的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，這些單元稱作I/O 映象區(qū)，一個(gè)開(kāi)關(guān)量I/O 占用存儲(chǔ)單元中的一個(gè)位(bit)，一個(gè)模擬量I/O 占用存儲(chǔ)單元中的一個(gè)字(16 個(gè)bit)， 因此整個(gè)I/O 映象區(qū)可看作兩個(gè)部分組成：開(kāi)關(guān)量I/O 映象區(qū)，模擬量I/O 映象區(qū)。

　　系統(tǒng)軟設(shè)備存儲(chǔ)區(qū)除了I/O 映象區(qū)區(qū)以外，系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)還包括PLC 內(nèi)部各類軟設(shè)備(邏輯線圈、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器和累加器等)的存儲(chǔ)區(qū)，該存儲(chǔ)區(qū)又分為具有失電保持的存儲(chǔ)區(qū)域和無(wú)失電保持的存儲(chǔ)區(qū)域，前者在PLC 斷電時(shí)由內(nèi)部的鋰電池供電，數(shù)據(jù)不會(huì)遺失，后者當(dāng)PLC 斷電時(shí)數(shù)據(jù)被清零

　　1) 邏輯線圈

　　與開(kāi)關(guān)輸出一樣，每個(gè)邏輯線圈占用系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)中的一個(gè)位，但不能直接驅(qū)動(dòng)外設(shè)，只供用戶在編程中使用，其作用類似于電器控制線路中的繼電器，另外不同的PLC 還提供數(shù)量不等的特殊邏輯線圈，具有不同的功能。

　　2) 數(shù)據(jù)寄存器

　　與模擬量I/O 一樣，每個(gè)數(shù)據(jù)寄存器占用系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)中的一個(gè)字(16bits) ，另外PLC 還提供數(shù)量不的特殊數(shù)據(jù)寄存器，具有不同的功能。

　　3) 計(jì)時(shí)器

　　4) 計(jì)數(shù)器

　　(3) 用戶程序存儲(chǔ)區(qū) 用戶程序存儲(chǔ)區(qū)存放用戶編制的用戶程序，不同類型的PLC 其存儲(chǔ)容量各不相同。

　　(3) 電源

　　PLC 的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒(méi)有一個(gè)良好的可靠得電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此PLC 的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視，一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi)可以不采取其它措施，而將PLC 直接連接到交流電網(wǎng)上去。

　　(4) I/O 模塊

　　PLC與電氣回路的接口，是通過(guò)輸入輸出部分(I/O)完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開(kāi)關(guān)量輸入(DI)，開(kāi)關(guān)量輸出(DO)，模擬量輸入(AI)，模擬量輸出(AO)等模塊。

　　常用的I/O分類如下：

　　1.開(kāi)關(guān)量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。

　　2.模擬量：按信號(hào)類型分，有電流型(4-20mA,0-20mA)、電壓型(0-10V,0-5V,-10-10V)等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。

　　3.除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。

　　4.按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。

　　(5)PLC系統(tǒng)的其它設(shè)備

　　編程設(shè)備：編程器是PLC開(kāi)發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編程、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)(運(yùn)行編程軟件)充當(dāng)編程器。也就是我們系統(tǒng)的上位機(jī)。

　　人機(jī)界面：最簡(jiǎn)單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏(或觸摸屏)式的一體式操作員終端應(yīng)用越來(lái)越廣泛，由計(jì)算機(jī)(運(yùn)行組態(tài)軟件)充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。

　　三、PLC特點(diǎn)

　　作為一種新型的工業(yè)自動(dòng)控制裝置，PLC有以下一些特點(diǎn)。

　　1.高可靠性和強(qiáng)抗干擾能力

　　高可靠性和強(qiáng)抗干擾能力是PLC最突出的特點(diǎn)之一，主要表現(xiàn)在：用軟件代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線大大減少，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少;所有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離;各輸入端均采用RC濾波器，并采取屏蔽措施;采用性能優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源;對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選;良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟、硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防故障擴(kuò)大;大型PLC還可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或3個(gè)CPU構(gòu)成的表決系統(tǒng)，使可靠性更進(jìn)一步增強(qiáng)。

　　2.豐富的I/O接口模塊

　　為了實(shí)現(xiàn)與工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制中的各種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的相互連接，PLC除具有普通計(jì)算機(jī)的基本部分(如CPU、存儲(chǔ)器等)外，還有豐富的I/O接口模塊。對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)(交流或直流、開(kāi)關(guān)量或模擬量、電壓或電流、脈沖或電位、強(qiáng)電或弱點(diǎn)等)，設(shè)計(jì)有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備(按鈕、行程開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、傳感器及變送器、電磁線圈、控制閥等)直接連接就。

　　3.靈活性

　　為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了一些小型PLC以外，絕大多數(shù)PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)。PLC的各個(gè)部件，包括CPU、電源、I/O等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來(lái)，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。

　　相對(duì)于傳統(tǒng)的電氣控制線路，PLC為改進(jìn)和修改原設(shè)備提供了極其方便的手段，通過(guò)修改或重新編寫(xiě)應(yīng)用軟件，就可以用一臺(tái)PLC實(shí)現(xiàn)不同的控制功能。

　　4.編程簡(jiǎn)單易學(xué)

　　PLC大多數(shù)用梯形圖作為主要的編程語(yǔ)言。梯形圖是一種面向用戶的編程語(yǔ)言，它的表達(dá)方式類似于繼電器控制系統(tǒng)電路圖，具有形象直觀、易學(xué)易懂的特點(diǎn)。

　　5.系統(tǒng)安裝簡(jiǎn)單，維修方便

　　PLC不需要專門(mén)的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接，即可投入運(yùn)行。

　　PLC的各種模塊上大多都有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過(guò)更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。

　　四、應(yīng)用

　　由于PLC自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)控制中PLC以得到了廣泛應(yīng)用，包括機(jī)械、冶金、化工、運(yùn)輸、建筑等眾多領(lǐng)域，應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。PLC主要的應(yīng)用領(lǐng)域包括以下幾個(gè)方面。

　　1. 邏輯控制

　　邏輯控制室PLC最基本的應(yīng)用，它可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制裝置，如機(jī)床電氣控制、各種電機(jī)控制等，可實(shí)現(xiàn)組合邏輯控制、定時(shí)控制和順序邏輯控制等功能。

　　2. 運(yùn)動(dòng)控制

　　PLC使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，可對(duì)直線運(yùn)動(dòng)或圓周運(yùn)動(dòng)的位置、速度和加速度進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)單軸、雙軸和多軸位置的控制，使運(yùn)動(dòng)控制和順序控制功能有機(jī)的結(jié)合在一起。

　　3. 過(guò)程控制

　　過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行專用的PID子程序。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。

　　4.通信聯(lián)網(wǎng)

　　PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。

　　5. 數(shù)據(jù)處理

　　現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算(含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算)、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用

　　通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng);也可用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 PLC現(xiàn)已成為工業(yè)控制三大支柱(PLC、CAD/CAM、ROBOT)之一，以其可靠性高、邏輯功能強(qiáng)、體積小、可在線修改控制程序、具有遠(yuǎn)程通信聯(lián)網(wǎng)功能、以易與計(jì)算機(jī)接口、能對(duì)模擬量進(jìn)行控制，具備高速計(jì)數(shù)與位控等性能模塊等優(yōu)異性能，日益取代由大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)繼電器等組成的傳統(tǒng)繼電—接觸控制系統(tǒng)，在機(jī)械、化工、石油、冶金、電力、輕工、電子、紡織、食品、交通等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。PLC應(yīng)用深度和廣度已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)先進(jìn)的重要標(biāo)志之一。