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　　plc技術(shù)論文篇一

　　PLC論文

　　一、摘要 PLC是一種專門在工業(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。

　　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?，F(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)需要已開發(fā)了各種簡易、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，近年來不斷開發(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的編程語言也越來越豐富，功能也不斷提高。除了大多數(shù)PLC使用的梯形圖語言外，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)編程語言、面向過程控制的流程圖語言、與計(jì)算機(jī)兼容的高級(jí)語言(BASIC、C語言等)等。多種編程語言的并存、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 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)和編程過程中的語法錯(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，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。如果沒有一個(gè)良好的可靠得電源系統(tǒng)是無法正常工作的，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分為開關(guān)量輸入(DI)，開關(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、行程開關(guān)、接近開關(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，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，通過修改或重新編寫應(yīng)用軟件，就可以用一臺(tái)PLC實(shí)現(xiàn)不同的控制功能。

　　4.編程簡單易學(xué)

　　PLC大多數(shù)用梯形圖作為主要的編程語言。梯形圖是一種面向用戶的編程語言，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)安裝簡單，維修方便

　　PLC不需要專門的機(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. 過程控制

　　過程控制是指對(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≈票怼?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng);也可用于過程控制系統(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)國家工業(yè)先進(jìn)的重要標(biāo)志之一。

　　plc技術(shù)論文篇二

　　摘要： 本文主要介紹PLC在煤礦生產(chǎn)領(lǐng)域礦井提升機(jī)中的具體應(yīng)用。探討如何使用PLC控制技術(shù)來完成礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)的改造，實(shí)現(xiàn)提升機(jī)的監(jiān)測(cè)、控制、保護(hù)等，既增加控制功能，又提高系統(tǒng)的綜合性能和生產(chǎn)效率，達(dá)到低投入高產(chǎn)出。以更安全、更可靠、更高效，形成比較先進(jìn)的控制方案。

　　1、PLC概述

　　PLC是可編程的控制器。是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的,并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心,把自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。它能完成邏輯控制、定是控制、計(jì)數(shù)控制、步進(jìn)控制、A/D和D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、通訊聯(lián)絡(luò)、監(jiān)控等，且具有如下特點(diǎn)。

　　1)﹑高可靠性、準(zhǔn)確性

　　到目前為止沒有任何一種工業(yè)控制設(shè)備可以達(dá)到PLC的可靠性。如果某種控制裝置可以連續(xù)運(yùn)行20年以上不出問題,在當(dāng)前技術(shù)更新、瞬息萬變的世界上,則可認(rèn)為是永遠(yuǎn)不會(huì)壞的裝置了。PLC用于機(jī)械的

　　自動(dòng)控制，具有體積小、功耗低、 速度快、可靠性高、抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)。

　　2)、編程方便、操作簡單

　　PLC采用與實(shí)際電路接線圖非常接近的梯形圖,這種圖形編程方式易懂易編,就是普通的工人,也能在很短的時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)使用。 從硬件方面來說,無論是接線、配置都極其簡單,只用簡單的工具即可進(jìn)行全部接線工作。通常經(jīng)實(shí)驗(yàn)室編程,模擬調(diào)試后,在現(xiàn)場(chǎng)很快就能安裝調(diào)試成功。

　　3)﹑環(huán)境要求低

　　PLC抗粉塵、抗沖擊、抗干擾,適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境。

　　4)、功能完善

　　按照操作工藝要求及系統(tǒng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)主令操作控制軟接線網(wǎng)絡(luò)和操作臺(tái)之間的信息傳遞、操作聯(lián)鎖，產(chǎn)生輸出全數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)命令(設(shè)定速度、運(yùn)行種類、運(yùn)行方向、故障復(fù)位及閘瓦系統(tǒng)、安全保護(hù)等指令)。對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控并根據(jù)故障種類(緊急停車、事故停車、一次提升、事故報(bào)警)作出相應(yīng)的處理，并發(fā)出聲光報(bào)警，指出故障類型、部位。

　　5)、PLC工作原理

　　PLC控制系統(tǒng)的控制回路采用先進(jìn)的PLC取代有繼電器邏輯控制系統(tǒng)。它采用計(jì)算機(jī)技術(shù)、按照事先編好并儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)部一段程序來完成設(shè)備的操作控制。配合一些提升機(jī)專用電子模塊組成的提升機(jī)控制設(shè)備，可供控制高壓帶動(dòng)力制動(dòng)。PLC作為工業(yè)計(jì)算機(jī)，具有獨(dú)特的微處理功能，通過采集外部的信號(hào)進(jìn)行邏輯判斷后，傳輸給各個(gè)不同的執(zhí)行元件，實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)的自動(dòng)控制功能。

　　其方框圖1所示。

　　2、 PLC技術(shù)應(yīng)用

　　1)﹑PLC在礦井提升中的應(yīng)用

　　礦井提升機(jī)是煤礦的重要設(shè)備之一, 擔(dān)負(fù)著提升煤炭、矸石、下放材料、升降人員和設(shè)備的重要任務(wù), 是煤礦生產(chǎn)的“咽喉”。其電控系統(tǒng)的技術(shù)性能和可靠性直接影響煤礦的安全生產(chǎn)。以前我國礦用交流提升機(jī)大多為TKD型, 其控制核心采用繼電器、接觸器等組成的有觸點(diǎn)控制系統(tǒng)。轉(zhuǎn)子回路串電阻，電阻分級(jí)切換，設(shè)備運(yùn)行不平穩(wěn)，容易引起電氣及機(jī)械沖擊，控制系統(tǒng)繼電器、接觸器頻繁動(dòng)作，電弧燒灼觸點(diǎn)。而且這種控制設(shè)備存在觸點(diǎn)多、接線復(fù)雜、可靠性不高、維護(hù)成本高等無法解決的缺點(diǎn)。

　　為了解決TKD型交流提升機(jī)在生產(chǎn)中存在的諸多問題 ，我們建議生產(chǎn)礦井改造提升機(jī)控制系統(tǒng)，利用PLC處理開關(guān)量, 替代以前提

　　升機(jī)控制系統(tǒng)中眾多的繼電器、接觸器、復(fù)雜的連線以及信號(hào)顯示系統(tǒng)。由于PLC具有可靠、準(zhǔn)確、抗干擾能力強(qiáng)、易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn), 很好的解決了TKD控制系統(tǒng)無法克服的弊病, 從而保證煤礦安全生產(chǎn)并提高生產(chǎn)效率。

　　2)、PLC在礦井提升中的應(yīng)用實(shí)例

　　經(jīng)多方考察論證，我們將設(shè)計(jì)成果有效轉(zhuǎn)換成實(shí)踐效果。先后在銅川礦務(wù)局徐家溝煤礦主、副井提升機(jī)及銅川礦務(wù)局鴨口煤礦主井提升機(jī)等進(jìn)行了改造。

　　原有提升控制系統(tǒng)需要操作人員通過主令控制器、制動(dòng)手柄之間的相互配合實(shí)現(xiàn)操作控制，同時(shí)還需觀察聲光信號(hào)、提升機(jī)的深度行程指示、液壓表、電壓表、電流表等，有一點(diǎn)疏忽就有可能造成事故影響生產(chǎn)。

　　PLC利用Windows操作系統(tǒng), 在計(jì)算機(jī)屏幕上實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)反映提升機(jī)系統(tǒng)的所有運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài) , 如顯示提升速度、提升高度、液壓制動(dòng)系統(tǒng)、裝卸載系統(tǒng) 、運(yùn)行方向、故障復(fù)位、閘瓦系統(tǒng)、卡其斗、減速開關(guān)失效﹑速度繼電器失效﹑過速﹑接近井口失效﹑過卷開關(guān)與終點(diǎn)開關(guān)失效﹑反向下墜等保護(hù)和故障信息等畫面, 能使司機(jī)對(duì)提升機(jī)的運(yùn)行狀況一目了然。有效的降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，確保了礦井提升機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，使煤礦安全生產(chǎn)得到了有效的保證。

　　提升機(jī)在運(yùn)行中電器出現(xiàn)故障時(shí)，運(yùn)用軟件程序中的梯形圖在界面上能及時(shí)準(zhǔn)確查找故障點(diǎn)，處理簡單方便。我們安裝的PLC均采用80點(diǎn)加16點(diǎn)擴(kuò)展的歐姆龍PLC機(jī)頭，控制點(diǎn)均有富余點(diǎn)備用，當(dāng)使用點(diǎn)燒壞出現(xiàn)故障時(shí)，能及時(shí)編程切換到其他備用點(diǎn)，減少故障影響時(shí)間，為礦井生產(chǎn)節(jié)約了時(shí)間。得到了廣大用戶的積極認(rèn)可。

　　3)、系統(tǒng)培訓(xùn)及注意事項(xiàng)

　　完成了對(duì)以上礦井提升機(jī)的改造后，我們積極對(duì)相關(guān)人員的進(jìn)行培訓(xùn)，講述新系統(tǒng)與原系統(tǒng)的區(qū)別、系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)怎樣使用查詢系統(tǒng)進(jìn)行故障的處理以及在操作中應(yīng)注意的事項(xiàng)，使操作人員盡快了解并掌握PLC控制系統(tǒng)，更好的為礦井生產(chǎn)服務(wù)。

　　4)﹑PLC控制提升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

　　(1)系統(tǒng)主要控制邏輯由PLC實(shí)現(xiàn)，靈活性強(qiáng)﹑控制功能多，其可擴(kuò)展性﹑可變性﹑工藝指標(biāo)的先進(jìn)性有較大提高。

　　(2)PLC輸入輸出均有光電隔離等抗干擾和過載保護(hù)措施，程序運(yùn)行為循環(huán)掃描工作方式，而且有自診斷機(jī)制，可靠性高。

　　(3)系統(tǒng)組成是模塊化結(jié)構(gòu)，并可顯示故障類型，維護(hù)方便。

　　(4)只對(duì)系統(tǒng)中的主要關(guān)鍵控制邏輯加以改造﹑系統(tǒng)改造成本低，適合用戶的需求。

　　(5)安全保護(hù)有特色，實(shí)現(xiàn)了卡其斗保護(hù)，減速開關(guān)失效保護(hù)﹑速度繼電器失效保護(hù)﹑過速保護(hù)﹑接近井口失效保護(hù)﹑過卷開關(guān)與終點(diǎn)開關(guān)失效保護(hù)﹑反向下墜保護(hù)。主要接觸器﹑加速接觸器﹑動(dòng)力制動(dòng)接觸故障保護(hù)等保護(hù)措施。安全性更高，運(yùn)行平穩(wěn)﹑準(zhǔn)確。

　　(6)安全回路由PLC內(nèi)部和外部AC回路串聯(lián)實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)具有更完善的軟件保護(hù)環(huán)節(jié)，提升操作系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)運(yùn)行，除常規(guī)的保護(hù)外，還增加了記憶保護(hù)、減速段超速保護(hù)、軟件安全等功能。

　　3﹑結(jié)束語

　　采用PLC實(shí)現(xiàn)礦井提升機(jī)的控制邏輯，既增加控制功能，又提高系統(tǒng)性能。利用PLC綜合測(cè)控機(jī)制，解決測(cè)速、保護(hù)等問題，實(shí)現(xiàn)與原系統(tǒng)的良好銜接，提高了系統(tǒng)的綜合性能和生產(chǎn)效率，達(dá)到低投入高產(chǎn)出。同時(shí)提高了提升機(jī)的自動(dòng)化程度，減輕了的勞動(dòng)強(qiáng)度，使企業(yè)自動(dòng)化和現(xiàn)代化管理水平有很大提升。