【文章內容簡介】 靈活方便地進行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。 PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。 PLC 有較強的帶負載能力，可以直接驅動一般 的電磁閥和小型交流接觸器。 硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應工藝條件的變化。 （ 4） 可靠性高，抗干擾能力強 傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)使用了大量的中間繼電器、時間繼電器，由于觸點接觸不良，容易出現(xiàn)故障。 PLC 用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關的少量硬件元件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的 1/101/100，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。 PLC 采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強的抗干擾能力，平均無故障時間達到數(shù)萬小時以上，可以直接用于有強烈干擾的工業(yè) 生產現(xiàn)場， PLC 已被廣大用戶公認為最可靠的工業(yè)控制設備之一。 （ 5） 系統(tǒng)的設計、安裝、調試工作量少 PLC 用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，使控制柜的設計、安裝、接線工作量大大減少。 PLC 的梯形圖程序一般采用順序控制設計法來設計。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對于復雜的控制系統(tǒng)，設計梯形圖的時間比設計相同功能的繼電器系統(tǒng)電路圖的時間要少得多。PLC 的用戶程序可以在實驗室模擬調試，輸入信號用小開關來模擬，通過 PLC 上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號的狀態(tài)。完成了系統(tǒng) 的安裝和接線后，在現(xiàn)場的統(tǒng)調過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通過修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調試時間比繼電器系統(tǒng)少得多。 （ 6） 維修工作量小，維修方便 PLC 的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。 PLC 或外部的輸入裝置和執(zhí)行機構發(fā)生故障時，可以根據(jù) PLC 上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故障。 PLC 的應用領域 目前， PLC 在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制 造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納 6 為 如下幾類。 （ 1） 開關量的邏輯控制 這是 PLC 最基本、最廣泛的應用領域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產線、電鍍流水線等。 （ 2） 模擬量控制 在工業(yè)生產過程當中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量（ Analog）和數(shù)字量（ Digital）之間的 A/D 轉換及 D/A 轉換。 PLC 廠家都生產配套的 A/D 和 D/A轉 換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。 （ 3） 運動控制 PLC 可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構配置來說，早期直接用于開關量 I/O 模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要 PLC 廠家的產品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。 （ 4） 過程控制 過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機，PLC 能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。 PID 調節(jié)是一般閉 環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調節(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、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。 （ 5） 數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉換、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)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，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，或將它們打印制表。數(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)。 7 （ 6） 通信及聯(lián)網(wǎng) PLC 通信含 PLC 間的通信及 PLC 與其它智能設備間的通信。新近生產的 PLC都具有通信接口，通信非常方便。 PLC 的應用領域仍在擴展，在日本， PLC 的應用范圍已從傳統(tǒng)的產業(yè)設備和機械的自動控制，擴展到以下應用領域：中小型過程控制系統(tǒng)、遠程維護服務系統(tǒng)、節(jié)能監(jiān)視控制系統(tǒng)，以及與生活關聯(lián)的機器、與環(huán)境關聯(lián)的機器，而且均有急速的上升趨勢。值得注意的是，隨著 PLC、 DCS 相互滲透，二者的界線日趨模糊的時候， PLC 從傳統(tǒng)的應用于離散制造業(yè)向應用到連續(xù)的流程工業(yè)擴展。 8 2 船閘簡介 船閘的定義 船閘（ ship lock）利用向兩端有 閘門 控制的航道內灌、泄水，以升降水位，使船舶能克服航道上的集中水位落差的廂形 通航建筑物 。又稱 “廂船閘 ”。由閘室、閘首、閘門、引航道及相應設備組成。船只上行時，先將閘室泄水，待室內水位與下游水位 齊平 ，開啟下游閘門，讓船只進入閘室，隨即關閉下游閘門，向閘室灌水，待閘室水面與上游水位相齊平時，打開上游閘門，船只駛出閘室，進入上游航道。下行時則相反。 船閘的用途 在水位集中跌落的情況下（例如，建造閘、壩處），用以保證通航的水利工程建筑物。利用河水 灌溉農田，或者利用水力推動水力發(fā)電機進行工作時需要在河流上修建 攔河壩 ，用以提高水位。這樣，河水被大壩隔斷，上下游的水位差較大，航船無法通過。于是人們就利用連通器的原理，在運輸頻繁的江河上，在大壩的旁邊修建了船閘。主要由閘室及上下游閘首所組成，閘室的兩端設置閘門，用以與上下游隔開。當船下行時，先將閘室充水，待室內水位與上游相平時，將上游閘門開啟，讓船只進入閘室。隨即關閉上游的閘 門，閘室放水，待其降至與下游水位相平時，將下游閘門開啟，船只即可出閘。上行時與上述過程相反。船閘須設有專門充水、放水系統(tǒng)及操縱閘門的設備。根據(jù)地形以及水位差的大小，船閘可做成單級或多級的。 船閘的主體結構 船閘在物理建筑上分為閘室，臨時工作閘門，上閘首工作閘門，上閘首輸水閥門，下閘首工作閘門，下閘首輸水閥門。其主體結構的平面圖如圖 21（未包括臨時閘門）。 9 圖 21 船閘的主體結構 工作閘門：是設在上、下閘首上的活動擋水設備。在閘首前后水位齊平時啟閉，運轉較為頻繁，要求操作靈活，啟閉迅速。 輸水閥門：設在輸水廊道上，用來控制灌泄水時的流量。它是在水壓力作用下開啟的，要求結構簡單 ,啟閉力小 ,操縱方便。 船閘的工作流程 船閘的工作流程主要分為兩個過程：上行過程和下行過程。 上行過程：先將閘室泄水，當下游水位與閘室的水位一致后，關閉下游閥門，下游閘門打開，船只進入閘室，當船只全部進入閘室后，關閉下游閘門，打開上游閥門，此時閘室處于充水狀態(tài)，等閘室水位與上游水位一致后，關閉上游閥門，上游閘門打開，船只離開閘室。下行過程：先向閘室灌水，當上游水位與閘室的水位一致后，關閉上游閥門，上游閘門打開， 船只進入閘室