【正文】 84 目 錄 摘要 關鍵字 第一章 概述 第二章 可編程控制器簡介 可編程控制器的特點 PLC 的控制功能 第三章 可編程控制器梯形圖編程規(guī)則 第四章 基本指令簡介 第五章 電梯控制系統(tǒng) ＰＬＣ在電梯控制中的應用 5.. 2 電梯控制的模擬面板圖 第六章 可編程控制器的安裝和維護 第七章 附錄 摘 要 85 可 編 程控制器是以微 處 器 為 核心， 綜 合 計 算機技 術 、自 動 控制和通信技 術發(fā) 展起來的一種 新型工 業(yè) 自 動 控制裝置。 經(jīng)過 30 多年 的 發(fā) 展，在工 業(yè) 生 產(chǎn) 中 獲 得 極 其廣泛的 應 用。目前，可 編 程控制器成 為 工 業(yè) 自 動 化 領 域中最重要、 應 用最多的控制裝置，居工 業(yè) 生 產(chǎn) 自 動 化三大支柱（可 編 程控制器、機器人、 計 算機 輔 助 設計 與制造）的首位。其 應 用的深度和廣度成 為衡量一個國家工 業(yè) 自 動 化程度高低的 標 志。 可 編 程控制器的定 義 早期的可 編 程控制器主要是用來替可 編 程控制器（ Programmable Controller）縮寫為PC ，為了與個人計算機的 PC（ Personal Computer）相區(qū)別，有時在 PC 中人為地增加 L 而寫成 PLC。 自 1969 年第一臺可編程控制器面 世以來，經(jīng)歷了 30 多年的發(fā)展，可編程控制器已經(jīng)成為一種最重要、最普及、應用場合最多的工業(yè)控制器，可以說只有可編程控制器才是真正的工業(yè)控制計算機。初期可編程控制器只是用于邏輯控制器，用于代替繼電控制盤，但現(xiàn)在可編程控制器已進入包括過程控制、位置控制等場合的所有控制領域?，F(xiàn)在可編程控制器繼續(xù)保留了原來邏輯控制器的所有優(yōu)點，同時它吸收發(fā)展了其它控制器（如過程儀表、計算機、集散系統(tǒng)、分散系統(tǒng)等）的優(yōu)點，在許多場合只需可編程控制器即可構(gòu)成包括邏輯控制、過程控制、數(shù)據(jù)采集及控制和圖形工作站的經(jīng)濟合算、體積小巧、設計調(diào)試 方便的綜合控制系統(tǒng)。 關鍵詞 ：傳統(tǒng)控制、 PLC控制、控制指令、智能、計算機、機器人等。 第一章 概 述 可編程控制器是采用微機技術的通用工業(yè)自動化裝置，近幾年來，在國內(nèi)已得到迅速推廣普及。正改變著工廠自動控制的面貌，對傳統(tǒng)的技術改造、發(fā)展新型工業(yè)具有重大的實際意義。 可編程控制器是 60 年代末在美國首先出現(xiàn)的，當時叫可編程邏輯控制器，目的是用來取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計時、計數(shù)等順序控制功能。其基本設計思想是把計算機功能完善、靈活、通用等優(yōu)點和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等 優(yōu)點結(jié)合起來，控制器的硬件是標準的、通用的。根據(jù)實際應用對象，將控制內(nèi)容寫入控制器的用戶程序內(nèi)，控制器和被控對象連接也很方便。 隨著半導體技術，尤其是微處理器和微型計算機技術的發(fā)展，到 70 年代中期以后，已廣泛地使用微處理器作為中央處理器，輸入輸出塊和外圍電路都采用了中、大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路，這時的已不再是僅有邏輯判斷功能，還同時具有數(shù)據(jù)處理、調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能。 可編程控制器對用戶來說，是一種無觸點備，改變程序即可改變生產(chǎn)工藝，因此可在初步設計階段選用可編程控制器，在實施階段再確定工藝過程。另一方面 ，從制造生產(chǎn)可編程控制器，適合批量生產(chǎn)。它是一個以微處理器為核心的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場應用而設計，它采用可編程序的存儲器，用以在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時 /計數(shù)和算術運算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 PLC是微機技術與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機械觸點的接線復雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用了微處理器的優(yōu)點，又照顧到現(xiàn)場電氣操作維修人員的技能與習慣，特別是 PLC的程 序編制，不需要專門的計算機編程語言知識，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎的簡單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學；調(diào)試與查錯也都很方便。用戶在購到所需的 PLC后，只需按說明書的提示，做少量的接線和簡易的用戶程序的編制工作，就可靈活方便地將 PLC應用于生產(chǎn)實踐。 86 由于這些特點，可編程控制器問世以后很快受到工業(yè)控制界的歡迎，并得到迅速的發(fā)展。目前，可編程控制器已成為工廠自動化的強有力工具，得到了廣泛的普及推廣應用。 第二章 可編程控制器簡介 可編程控制器的特點 ，抗干擾 能力強 現(xiàn)代 PLC采用了集成度很高的微電子器件，大量的開關動作由無觸點的半導體電路來完成，其可靠程度是使用機械觸點的繼電器所無法比較的。為了保證 PLC能在惡劣的工業(yè)環(huán) 璄下可靠工作，在其設計和制造過程中采取了一系列硬件和軟件主面的抗干擾措施。 硬件主面采取的主要措施有 ： 隔離 PLC 的輸入、輸出接口電路一般都采用光電耦合器來傳遞信號，這種光電隔措施使外部電路與 PLC內(nèi)部之間完全避免了電的聯(lián)系，有效的抑制了外部的干擾源對 PLC的影響，還可防止外部強電竄入內(nèi)部 CPU。 濾波 在 PLC電路 電源和輸入、輸出 (I/O)電路中設置多種濾波電路，可有效抑制高頻干擾信號。 在 PLC 內(nèi)部對 CPU供電電源采取屏蔽、穩(wěn)壓、保護等措施，防止干擾信號通過供電電源進入 PLC 內(nèi)部，另外各個輸入、輸出（ I/O）接口電路的電源彼此獨立，以避免電源之間的互相干擾。 內(nèi)部設置連鎖、環(huán)璄檢測與診斷等電路，一旦發(fā)生故障，立即報警。 外部采用密封、防塵、抗振的外殼封裝結(jié)構(gòu)，以適應惡劣的工作環(huán)璄。 在軟件方面采取的主要措施有： 設置故障檢測與診斷程序，每次掃描都對系統(tǒng)狀態(tài)、用戶程序、工作環(huán)璄和故障進行檢測與診斷，發(fā) 現(xiàn)出錯后，立即自動做出相應的處理，以適應惡劣的工作環(huán)璄。 對用戶程序及動態(tài)數(shù)據(jù)進行電池后備 ,以保障停電后有相關狀態(tài)及信息人不會因此而丟失。 采用以上抗干擾措施后，一般 PLC的抗電平干擾強度可達 峰 值 1000V，脈 寬 10US，其平均無故障 時間 可高 達 3050萬小 時 以上。 編 程 簡單 易 學 PLC采用與 繼電 器控制 線 路 圖 非常接近的梯形 圖 作 為編 程 語 言，它既有 繼電 器 電 路清淅直觀 的特點，又充分考 慮 到 電 氣工人和技 術 人 員 的 讀圖習慣 ， 對 于使用者來 說 ，幾乎不需要 專門 的計 算機知 識 ，因此，易學易 懂 ，程序改 變 也容易修改。 功能 完善， 適應 性 強 目前 PLC 產(chǎn)品已 經(jīng)標 準化、系列化和模 塊 化，不 僅 具有 邏輯運 算、 計時 、 計 數(shù)、 順序控制等功能，還具有 A/D、 D/A轉(zhuǎn)換、算術運算及數(shù)據(jù)處理、通信聯(lián)網(wǎng)和生產(chǎn)過程監(jiān)控等功能。它能根椐實際需要，方便靈活地組裝成大小各異、功能不一的控制系統(tǒng)：既可控制一臺單機、一條生產(chǎn)線、以可以控制一個機群、多條生產(chǎn)線；既可以現(xiàn)場控制，以可以遠程控制。 針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，如交流或直流、開關量或模擬量、電流或電壓、脈沖或電位、強電或弱電等， PLC都有相應的 I/O接口模塊與工業(yè)現(xiàn)場控制器件和設備直接連接，用戶可以根據(jù)需要 方便地進行配置，組成實用、緊湊的控制系統(tǒng)。 使用簡單，調(diào)試維修方便 87 PLC的 接線極其方便，只需將產(chǎn)生輸入信號的設備（按鈕、開關等）與 PLC的輸入端子連接，將接收輸出信號的被控設備（如接觸器、電磁閥等）與的輸出端子連接，僅用螺絲刀即可完成全部接線工作。 PLC的用戶程序可在實驗室摸擬調(diào)試，輸入信號用開關來摸擬，輸出信號可以觀察 PLC的發(fā)光二極管。調(diào)試后再將 PLC在現(xiàn)場安裝通調(diào)。調(diào)試工作量要比繼電器控制系統(tǒng)少得多。 PLC的故障率很低，并且有完善的自診斷功能和運行故障指示裝置。一旦發(fā)生故障，可以通過 PLC機上各種發(fā)光二極管的亮滅狀態(tài)迅速查明原因，排除故障。 體積小、重量輕、功耗低 由于 PLC的采用半導體大規(guī)模集成電路，因此整個產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊，體積小、重量輕、功耗低，以三菱 FXON— 24M 型 PLC 為例，其外形尺寸僅為 130MM*90MM*87MM，重量只有 600G，功耗小于50W所以， PLC很容易裝入機械設備內(nèi)部，是實現(xiàn)電一體化的理想的控制設備。 PLC 的控制功能 PLC的應用范圍極其廣闊，經(jīng)過 30多年的發(fā)展，目前 PLC已經(jīng)廣泛應用于冶金、石油、化工、建材、電力、礦山、機械制造、汽 車、交通、環(huán)保等各行各業(yè)。幾乎可以說，凡是有控制系統(tǒng)存在的地主就有 PLC。概括起來， PLC的應用主要有以下 5個方面。 開關量控制 這是 PLC最基本原應用領域，可用 PLC取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，實現(xiàn)邏輯控制。在單機控制、多機群控和自動生產(chǎn)線控制方面都有很多成功的應用實例，如機床電氣控制、起重機、皮帶運輸機和包裝機械的控制、注塑機的控制、電梯的控制、飲料灌裝生產(chǎn)線、家用電器（電視機、冰箱、洗衣機等）自動裝配線的控制、汽車、化工、造紙、軋鋼自動生產(chǎn)線的控制等。 模擬量控制 目前，很多 PLC 都具有模擬量處 理功能在，通過模擬量 I/O 模塊可對溫度、壓力、速度、流量等連續(xù)變化的模擬量進行控制，而且編程和使用都很方便。大、中型的 PLC還具有 PID閉環(huán)控制功能。運用 PID子程序或使用專用的智能 PID模塊，在以實現(xiàn)對模擬量的閉環(huán)過程控制。隨著PLC規(guī)模的擴大，控制的回路已廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)各個行業(yè)，例如自動焊機控制、鍋爐運行控制、連軋機的速度和位置等都是典型的閉環(huán)過程控制的應用場合。 運動控制 運動控制是指 PLC對直線運動或圓周運動的控制，也稱為位置控制，早期 PLC通過開關量 I/O模塊與位置傳感器和執(zhí)行機構(gòu)的連接來 實現(xiàn)這一功能，現(xiàn)在一般都使用專用的運動控制模塊來完成。目前， PLC的運動控制功能廣泛應用在金屬切削機床、電梯、機器人等各種機械設備上，典型的如 PLC和計算機數(shù)控裝置 (CNC)組 合成一 體，構(gòu)成先進的數(shù)控機床。 數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代 PLC 都具有不同程度的數(shù)據(jù)處理功能，能夠完成數(shù)學運算（函數(shù)運算、矩陣運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)的移位、比較、傳遞、數(shù)值的轉(zhuǎn)換和查表等操作，對數(shù)據(jù)進行采集、分析和處理。數(shù)據(jù)處理通常用在大、中型控制系統(tǒng)中，如柔性制造系統(tǒng)、機器人的控制系統(tǒng)等。 通信聯(lián)網(wǎng) 通信聯(lián)網(wǎng)是指 PLC 與 PLC 之間 PLC 與上位計算機或其他智能設備間的通信，利用 PLC 和計算機的 RS— 232或 RS— 422接口、 PLC的專用通信模塊，用雙絞線和同軸電纜或光纜將它們聯(lián)成網(wǎng)絡，可實現(xiàn)相互間的信息交換，構(gòu)成“集中管理，分