【正文】 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。 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(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)。 河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 4 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。 PLC 的特點(diǎn) 抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高 繼電接觸器控制系統(tǒng)雖具有較好的抗干擾能力，但使用了大量的機(jī)械觸頭，使設(shè)備連線復(fù)雜，由于器件的老化、脫焊、觸頭的抖動(dòng)及觸頭在開(kāi)閉時(shí)受電弧的損害大大降低了系統(tǒng)的可靠性。傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器。由于觸點(diǎn)接觸不良，容易出現(xiàn)故障，PLC 用軟件代替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，接線可減少互繼電器控制系統(tǒng)的 1/101/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。 而 PLC 采用微電子技術(shù)，大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的電子存儲(chǔ)器件來(lái)完成，大部分繼電器和復(fù)雜的連線被軟件程序所取代，故壽命長(zhǎng)，可靠性大大提高。 配套齊全，功能完善 PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 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。近年來(lái) PLC 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。 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 5 PLC 作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，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，只用 PLC 的少量開(kāi)關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門。 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，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)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)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。 體積小，重量輕，能耗低 以超小型 PLC 為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。 PLC 的結(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)相似 。 PLC 按其結(jié)構(gòu)形式可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。 PLC 編程語(yǔ)言 采用面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題、簡(jiǎn)單直觀的 PLC 進(jìn)行編程，其編程語(yǔ)言常用的有：梯形圖、語(yǔ)句表、功能圖等。 梯形圖 河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 6 梯形圖是使用最多的 PLC 圖形編程語(yǔ)言。梯形圖與繼電器電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，特別適合于 數(shù)字量邏輯控制。梯形圖由觸點(diǎn)、線圈和用方框表示的指令框組成。觸點(diǎn)電表邏輯輸入條件，例如外部的開(kāi)關(guān)、按鈕和內(nèi)部條件等。線圈通常代表邏輯運(yùn)算的結(jié)果，常用來(lái)控制外部的指示燈、交流接觸器和內(nèi)部的標(biāo)志位等。指令框用來(lái)表示定時(shí)器、計(jì)數(shù)器或者數(shù)學(xué)運(yùn)算等附加指令。使用編程軟件可以直接生成和編輯梯形圖，并將它下載到 PLC。 語(yǔ)句表 語(yǔ)句表又叫指令表，它是一種類似于微機(jī)的匯編語(yǔ)言中的文本語(yǔ)言，用指令的助記符編程，由多條語(yǔ)句組成一個(gè)程序段，可以實(shí)現(xiàn)某些不能用梯形圖或功能塊圖表示的功能。 功能塊圖 功能塊圖使用 類似于布爾代數(shù)的圖形邏輯符號(hào)來(lái)表示控制邏輯。即用類似于與門、或門的方框來(lái)表示邏輯運(yùn)算關(guān)系，方框的左側(cè)為邏輯運(yùn)算的輸入變量，右側(cè)為輸出變量，輸入、輸出端的小圓圈表示“非”運(yùn)算，方框被“導(dǎo)線”連接在一起，信號(hào)自左向右流動(dòng)。 信號(hào)燈的排列方式通常分為兩種： 從道路的中心線一側(cè)起以紅，黃，綠的順序向路邊排列。常用于路面較寬的道路。 從上往下依次是紅，黃，綠燈。這樣方式常用于路面較窄的道路。按固定方式排列信號(hào)燈有兩個(gè)好處：一是把紅燈信號(hào)放在最醒目的位置；二是把可使 患色盲的人憑借位置來(lái)判斷信號(hào)的含義。在交叉路口中央上空安裝信號(hào)燈時(shí)應(yīng)符合車輛通行凈空高度界限的要求。信號(hào)燈的亮度應(yīng)保證人們?cè)?100M 以外能看清。 河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 7 第 2 章 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)概要 設(shè)計(jì)的基本原則和內(nèi)容 我們?cè)趯W(xué)習(xí)了 PLC 的大量相關(guān)知識(shí)后，要能夠把其運(yùn)用在實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中。當(dāng)然，要設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)、可靠、簡(jiǎn)潔的 PLC 控制系統(tǒng)，需要豐富的專業(yè)知識(shí)和實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)。我們首先來(lái)看一下 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則和內(nèi)容。 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 （ 1） 最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求； （ 2） 保證控制系統(tǒng)的高可靠、安全； （ 3） 滿足上面條件的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用和維修方便； （ 4） 選擇 PLC 時(shí)，要考慮生產(chǎn)和工藝改進(jìn)所需的余量。 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 （ 1） 選擇合適的用戶輸入設(shè)備、輸出設(shè)備以及輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的控制對(duì)象； （ 2） 分配 I/O，設(shè)計(jì)電氣接線圖，考慮安全措施； （ 3） 選擇適合系統(tǒng)的 PLC； （ 4） 設(shè)計(jì)程序； （ 5） 調(diào)試程序，一個(gè)是模擬調(diào)試，一個(gè)是聯(lián)機(jī)調(diào)試； （ 6） 設(shè)計(jì)控制柜，編寫(xiě)系統(tǒng)交付使用的技術(shù)文件，說(shuō)明書(shū)、電氣圖、電氣元件明細(xì)表。 （ 7） 驗(yàn)收、交付使用。 設(shè)計(jì)的步驟和實(shí)現(xiàn)過(guò)程 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟 （ 1)對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，最好繪制編程流程圖，相當(dāng)于設(shè)計(jì)思路； 河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 8 （ 2） 設(shè)計(jì)梯形圖； （ 3） 程序輸入 PLC 模擬調(diào)試，修改，直到滿足要求為止； （ 4） 現(xiàn)場(chǎng)施工完畢后進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試，直至可靠地滿足控制要求； （ 5） 編寫(xiě)技術(shù)文件； （ 6） 交付使用。 我們?cè)谠O(shè)計(jì)流程圖時(shí)，也要遵循以下過(guò)程： （ 1) 分析生產(chǎn)工藝過(guò)程； （ 2) 根據(jù)控制要求確定所需的用戶輸入、輸出設(shè)備，分配 I/O； （ 3) 選擇 PLC； （ 4) 設(shè)計(jì) PLC 接線圖以及電氣施工圖； （ 5) 程序設(shè)計(jì)和控制柜接線施工。 PLC 控制系統(tǒng)執(zhí)行程序的過(guò)程及特點(diǎn) PLC 執(zhí)行程序的過(guò)程分為三個(gè)階段，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階。 （ 1） 輸入采樣階段 在輸入采樣階段， PLC 以掃描工作方式按順序?qū)λ休斎攵说妮斎霠顟B(tài)進(jìn)行采樣，并存入輸入映象寄存器中，此時(shí)輸入映象寄存器被刷新。接著進(jìn)入程序處理階段，在程序執(zhí)行階段或其它階段，即使輸入狀態(tài)發(fā)生變化，輸入映象寄存器的內(nèi)容也不會(huì)改變，輸入狀態(tài)的變化只有在下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段才能被采樣到。 （ 2） 程序執(zhí)行階段 在程序執(zhí)行階段， PLC 對(duì)程序按順序進(jìn)行掃描執(zhí)行。若程序用梯形圖來(lái)表示，則總是按先上后下，先左后右的順序進(jìn)行。當(dāng)遇到程序跳轉(zhuǎn)指令時(shí)，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來(lái)決定程序是否跳轉(zhuǎn)。當(dāng)指令中涉及到輸入、輸出狀態(tài)時(shí)， PLC 從輸入映像寄存器和元件映象寄存器中讀出，根據(jù)用戶程序進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果再存入元件映象寄存器中。對(duì)于元件映象寄存器來(lái)河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 9