【導(dǎo)讀】隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐，我國的工程建筑發(fā)展越來越快，對石料的需求也快速增加。又要定期對設(shè)備時(shí)行檢修。對此需要開發(fā)一種在連續(xù)工作時(shí)由機(jī)器自動控制，檢修時(shí)由。人工控制的控制系統(tǒng)。本文介紹一種由PLC控制的系統(tǒng)，在實(shí)際工作中，通過選擇開關(guān)。切換自動和手動，在自動時(shí)，啟動按規(guī)定的順序啟動，停止時(shí)，按工藝流程順次停機(jī)。手動時(shí)，由操作者控制。該方案具有技術(shù)先進(jìn)，運(yùn)行可靠、自動化程度高、操作使用簡單、維護(hù)方便等特點(diǎn)。以在手動方式下可對每臺生產(chǎn)設(shè)備單。所以這種生產(chǎn)控制器特別適合于某些安裝場地偏僻、工作環(huán)境惡劣、設(shè)備投產(chǎn)。后不能停頓的工作場合使用，值得廣泛推廣。

　　

【正文】 模擬屏和電控柜內(nèi)大量的中間繼電器和端子排 .所有操作都可以在顯示屏上的操作元件上進(jìn)行 .PLC 可以方便、快捷地對生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理 ,并可對要顯示的參數(shù)以二進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制、 ASCII 字符等方式進(jìn)行顯示 .在顯示畫面上 ,通過圖標(biāo)的顏色變化反應(yīng)現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài) ,如閥門的開與關(guān) ,電機(jī)的啟動與停止 ,位置開關(guān)的狀態(tài)等 .PID 回路控制用數(shù)據(jù)、棒圖等綜合方法反映生產(chǎn)過程中量的變化 ,操作人員通過參數(shù)設(shè)定可進(jìn)行參數(shù)調(diào)整 ,通過數(shù)據(jù)查詢可查找任一時(shí)刻的數(shù)據(jù)記錄 ,通過打印可保存相關(guān)的生產(chǎn)數(shù)據(jù) ,為今后的生產(chǎn)管理和工藝參數(shù)的分析帶來便利 . （ 2） 閉環(huán)過程控制 以往對于過程控制的模擬量均采用硬件電路構(gòu)成的 PID 模擬調(diào)節(jié)器來實(shí)現(xiàn)開、閉環(huán)控制 .而現(xiàn)在完全可以采用 PLC控制系統(tǒng) ,選用模擬量控制模塊 ,關(guān)于時(shí)間繼電器的用途 ,其功能由軟件完成 ,系統(tǒng)的精度由位數(shù)決定 ,不受元件影響 ,因而可靠性更高 ,容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制和先進(jìn)的控制方法 ,可以同時(shí)控制多個(gè)控制回路和多個(gè)控制參數(shù) .例如生產(chǎn)過程中的溫度、流量、壓力、速度等 . （ 3） 順序控制 順序控制是 PLC最基本、應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域 .所謂的順序控制 ,就是按照工藝流程的順序 ,在控制信號的作用下 ,使得生產(chǎn)過程的各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動地按照順序動作 .由于它還具有編程設(shè)計(jì)靈活、速度快、可靠性高、成本低、 便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn) ,所以在實(shí)現(xiàn)單機(jī)控制、多機(jī)群控制、生產(chǎn)流程控制中可以完全取代傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制系統(tǒng) .它主要是根據(jù)操作按扭、限位開關(guān)及其它現(xiàn)場給來的指令信號和傳感器信號 ,控制機(jī)械運(yùn)動部件進(jìn)行相應(yīng)的操作 ,從而達(dá)到了自動化生產(chǎn)線控制 .比較典型應(yīng)用在自動電梯的控制、管道上電磁伐的自動開啟和關(guān)閉、皮帶運(yùn)輸機(jī)的順序啟動等 .例如我分廠的原料混料系統(tǒng)就是利用了 PLC 的順序控制功能 . （ 4） 運(yùn)動位置控制 第 三 章 PLC 程序設(shè)計(jì)概況 19 PLC 可以支持?jǐn)?shù)控機(jī)床的控制和管理 ,在機(jī)械加工行業(yè) ,可編程控制器與計(jì)算機(jī)數(shù)控 (CNC)集成在一起 ,用以完成機(jī)床的運(yùn)動位 置控制 ,它的功能是接受輸入裝置輸入的加工信息 ,經(jīng)處理與計(jì)算 ,發(fā)出相應(yīng)的脈沖給驅(qū)動裝置 ,通過步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī) ,使機(jī)床按預(yù)定的軌道運(yùn)動 ,以完成多軸伺服電機(jī)的自控 .目前以用于控制無心磨削、沖壓、復(fù)雜零件分段沖裁、滾削磨削等應(yīng)用中 . PLC 與繼電器控制 兩種控制方法的不同之處 （ 1） 控制方式： 繼電器的控制是采用硬件接線實(shí)現(xiàn)的，是利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)極延時(shí)繼電器的滯后動作等組合形成控制邏輯，只能完成既定的邏輯控制。 PLC 采用存儲邏輯，其控制邏輯是以程序方式存儲在內(nèi)存中，要改變控制邏 輯，只需改變程序即可，稱軟接線。 （ 2） 控制速度 繼電器控制邏輯是依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低，毫秒級，機(jī)械觸點(diǎn)有抖動現(xiàn)象。 PLC 是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來實(shí)現(xiàn)控制，速度快，微秒級，嚴(yán)格同步，無抖動。 （ 3） 延時(shí)控制 繼電器控制系統(tǒng)是靠時(shí)間繼電器的滯后動作實(shí)現(xiàn)延時(shí)控制，而時(shí)間繼電器定時(shí)精度不高，受環(huán)境影響大，調(diào)整時(shí)間困難。 PLC 用半導(dǎo)體集成電路作定時(shí)器，時(shí)鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，調(diào)整時(shí)間方便，不受環(huán)境影響。 PLC(可編程控制器 )與 MC(微機(jī) )控制的區(qū)別 微 型計(jì)算機(jī)是在以往計(jì)算機(jī)與大規(guī)模集成電路的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其最大特點(diǎn)是運(yùn)算速度快，功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，在科學(xué)計(jì)算，科學(xué)管理和工業(yè)控制中都得到廣泛應(yīng)用。所以說， MC 是通用計(jì)算機(jī)。 而 PLC 是一種為適應(yīng)工業(yè)控制環(huán)境而設(shè)計(jì)的專用計(jì)算機(jī)。但人工業(yè)控制的角度來看， PLC 又是一種通用機(jī)，只要選配對應(yīng)的模塊便可適用于各種工業(yè)控制系統(tǒng)，而用戶只需改變用戶程序即可滿足工業(yè)控制系統(tǒng)的具體控制要求。而 MC 就必須根據(jù)實(shí)際需要考慮抗干擾問題及硬件軟件的設(shè)計(jì)，以適應(yīng)設(shè)備控制的專門需要。所以說 MC 是通用的專用機(jī)。 基于以上理解，便可以得 出 MC 與 PLC 具有以下幾點(diǎn)區(qū)別： （ 1） PLC 抗干擾性能為 MC 高 （ 2） PLC 編程比 MC 編程簡單 （ 3） PLC 設(shè)計(jì)調(diào)試周期短 （ 4） PLC 的 I/0 響應(yīng)速度慢，有較大的滯后現(xiàn)象（ MS），而 MC 的響應(yīng)速度快（ US）。 （ 5） PLC 易于操作，人員培訓(xùn)時(shí)間短；而 MC 則較難人員培訓(xùn)時(shí)間長； 茂 名學(xué)院 專科 畢業(yè)設(shè)計(jì)：一種高可靠性生產(chǎn)線控制器的設(shè)計(jì) 20 （ 6） PLC 易于維修， MC 則較困難 隨著 PLC 技術(shù)的發(fā)展，其功能越來越強(qiáng)；同時(shí) MC 也逐漸提高和改進(jìn)兩者之間將相互滲透，使 PLC 與 MC 的差距越來越小，但在今后很長一段時(shí)間內(nèi)，兩者將繼續(xù)共存。在一個(gè)控制系統(tǒng)中， PLC 將集中于功能控制上，而 MC 將集中于信息處理上。 可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 ( l ）擬定控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)條件。技術(shù)條件一般以設(shè)計(jì)任務(wù)書的形式來確定，它是整個(gè)設(shè)計(jì)的依據(jù)； ( 2 ）選擇電氣傳動形式和電動機(jī)、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)； ( 3 ）選定 PLC 的型號； ( 4 ）編制 PLC 的輸入 /輸出分配表或繪制輸入 /輸出端子接線圖； ( 5 ）根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求編寫軟件規(guī)格說明書，然后再用相應(yīng)的編程語言（常用形圖）進(jìn)行程序設(shè)計(jì)； ( 6 ）了解并遵循用戶認(rèn)知心理 學(xué)，重視人機(jī)界面的設(shè)計(jì)，增強(qiáng)人與機(jī)器之間的友善關(guān)系； ( 7 ）設(shè)計(jì)操作臺、電氣柜及非標(biāo)準(zhǔn)電器元件； ( 8 ）編寫設(shè)計(jì)說明書和使川說明書。 根據(jù)具體任務(wù)，上述內(nèi)容可適當(dāng)調(diào)整。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟 可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟： ( l ）深入了解和分析被控對象的工藝條件和控制要求 a 、被控對象就是受控的機(jī)械、電氣設(shè)備、生產(chǎn)線或生產(chǎn)過程。 b 、控制要求主要指控制的基本方式、應(yīng)完成的動作、自動工作循環(huán)的組成、必要的保護(hù)和連鎖等。對較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，還可將控制任務(wù)分成幾個(gè)獨(dú) 立部分，這種可化繁為簡，有利于編程和調(diào)試。 ( 2 ）確定 I/O 設(shè)備 根據(jù)被控對象對 PLC 控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。 ( 3 ）選擇合適的 PLC 類型 根據(jù)已確定的用戶 I/O 設(shè)備，統(tǒng)計(jì)所需的輸入信號和輸出信號的點(diǎn)數(shù)，選擇合適的PLC 類型，包括機(jī)型、容量的選擇、 I/O 模塊的選擇、電源模塊的選擇等。 ( 4 ）分配 I/O 點(diǎn) 第 三 章 PLC 程序設(shè)計(jì)概況 21 分配 PLC 的輸入輸出點(diǎn)，編制出輸 入 /輸出分配表或者幽出輸入 /輸出端子的接線圖。接著就可以進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計(jì)，同時(shí)可進(jìn)行控制柜或操作臺的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工。 ( 5 ）設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)梯形圖程序 根據(jù)工作功能圖表或狀態(tài)流程圖等設(shè)計(jì)出梯形圖即編程。這一步是整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心工作，也是比較困難的一步，要設(shè)計(jì)好梯形圖，首先要熟悉控制要求，同時(shí)還要有一定的電氣設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 ( 6 ）將程序輸入 PLC 當(dāng)使用簡易編程器將程序輸入 PLC 時(shí)，需要先將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令助記符，以便輸入。當(dāng)使用可編程序控制器的輔助編程軟件在計(jì)算機(jī)上編程時(shí)，可通 過上下位機(jī)的連接電纜將程序下載到 PLC 中去。 ( 7 ）進(jìn)行軟件測試 程序輸入 PLC 后，應(yīng)先進(jìn)行測試工作。因?yàn)樵诔绦蛟O(shè)計(jì)過程中，難免會有疏漏的地方。因此在將 PLC 連接到現(xiàn)場設(shè)備上去之前，必需進(jìn)行軟件測試，以排除程序中的錯(cuò)誤，同時(shí)也為整體調(diào)試打好基礎(chǔ)，縮短整體調(diào)試的周期。 ( 8 ）應(yīng)用系統(tǒng)整體調(diào)試 在 PLC 軟硬件設(shè)計(jì)和控制柜及現(xiàn)場施工完成后，就可以進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)調(diào)試，如果控制系統(tǒng)是由幾個(gè)部分組成，則應(yīng)先作局部調(diào)試，然后再進(jìn)行整體調(diào)試；如果控制調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題，要逐一排除，直至調(diào)試成功。 ( 9 ）編制技術(shù)文件 系統(tǒng)技術(shù)文件包括說明書、電氣原理圖、電器布置圖、電氣元件明細(xì)表、 PLC 梯形圖。 ( 10 ）分配輸入 /輸出點(diǎn) 一般輸入點(diǎn)和輸入信號、輸出點(diǎn)和輸出控制是一一對應(yīng)的。分配好后，按系統(tǒng)配置的通道與接點(diǎn)號，分配給每一個(gè)輸入信號和輸出信號，即進(jìn)行編號。在個(gè)別情況下，也有兩個(gè)信號用一個(gè)輸入點(diǎn)的，那樣就應(yīng)在接入輸入點(diǎn)前，按邏輯關(guān)系接好線（如兩個(gè)觸點(diǎn)先串聯(lián)或并聯(lián)），然后再接到輸入點(diǎn)。 ( 11 ）確定 I/O 通道范圍 不同型號的 PLC ，其輸入 /輸出通道的范圍是不一樣的，應(yīng)根據(jù)所選 PLC 型號，查閱相應(yīng)的編程手冊，決不可“張冠李戴”。必須參閱有關(guān)操作手冊。 ( 12 ）部輔助繼電器 內(nèi)部輔助繼電器不對外輸出，不能直接連接外部器件，而是在控制其他繼電器、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器時(shí)作數(shù)據(jù)存儲或數(shù)據(jù)處理用。從功能卜講，內(nèi)部輔助繼電器相當(dāng)于傳統(tǒng)電控柜中的中間繼電器。未分配模塊的輸入 /輸出繼電器區(qū)以及未使用 1 : 1 鏈接時(shí)的鏈接繼電器區(qū)等均可作為內(nèi)部輔助繼電器使用。根據(jù)程序設(shè)計(jì)的需要，應(yīng)合理安排 PLC 的茂 名學(xué)院 ?？?畢業(yè)設(shè)計(jì)：一種高可靠性生產(chǎn)線控制器的設(shè)計(jì) 22 內(nèi)部輔助繼電器，在設(shè)計(jì)說明書中應(yīng)詳細(xì)列出各內(nèi)部輔助繼電器在程序中的用途，避免重復(fù)使用。參閱有關(guān)操作 手冊。 ( 13 ）分配定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 PLC 的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器數(shù)量分別見有關(guān)操作手冊。 PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及步驟，PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法。在了解了 PLC 程序結(jié)構(gòu)之后，就要具體地編制程序了。編制 PLC 控制程序的方法很多，這里主要介紹幾種典型的編程方法。圖解法編程，圖解法是靠畫圖進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計(jì)。為此，不少 PLC 生產(chǎn)廠家在自己的 PLC 中增加了步進(jìn)順控指令。在畫完各個(gè)步進(jìn)的狀態(tài)流程圖之后，可以利用步進(jìn)順控指令方便地編寫控制程序。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)編程 計(jì)算機(jī)輔 助設(shè)計(jì)是通過 PLC 編程軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行程序設(shè)計(jì)、離線或在線編程、離線仿真和在線調(diào)試等等。使用編程軟件可以十分方便地在計(jì)算機(jī)上離線或在線編程、在線調(diào)試，使用編程軟件可以十分方便地在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行程序的存取、加密以及形成 EXE 運(yùn)行文件。 PLC 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟 在了解了程序結(jié)構(gòu)和編程方法的基礎(chǔ)上，就要實(shí)際地編寫 PLC 程序了。編寫 PLC 程序和編寫其他計(jì)算機(jī)程序一樣，都需要經(jīng)歷如下過程。對系統(tǒng)任務(wù)分塊 ,分塊的目的就是把一個(gè)復(fù)雜的工程，分解成多個(gè)比較簡單的小任務(wù)。這樣就把一個(gè)復(fù)雜的大問題化為 多個(gè)簡單的小問題。這樣可便于編制程序。 編制控制系統(tǒng)的邏輯關(guān)系圖 從邏輯關(guān)系圖上，可以反應(yīng)出某一邏輯關(guān)系的結(jié)果是什么，這一結(jié)果又引導(dǎo)出哪些動作。這個(gè)邏輯關(guān)系可以是以各個(gè)控制活動順序?yàn)榛鶞?zhǔn)，也可能是以整個(gè)活動的時(shí)間節(jié)拍為基準(zhǔn)。邏輯關(guān)系圖反映了控制過程中控制作用與被控對象的活動，也反應(yīng)了輸入與輸出的關(guān)系。 繪制各種電路圖 繪制各種電路的口的，是把系統(tǒng)的輸入輸出所設(shè)計(jì)的地址和名稱聯(lián)系起來。這是很關(guān)鍵的一步。在繪制 PLC 的輸入電路時(shí)，不僅要考慮到信號的連接點(diǎn)是否與命名一致，還要 考慮到輸入端的電壓和電流是否合適，也要考慮到在特殊條件下運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定條件等問題。特別要考慮到能否把高壓引導(dǎo)到 PLC 的輸入端，把高壓引入 PLC 輸入端，會對 PLC 造成比較大的傷害。在繪制 PLC 的輸出電路時(shí)，不僅要考慮到輸出信號的連接點(diǎn)是否與命名一致，還要考慮到 PLC 輸出模塊的帶負(fù)載能力和耐電壓能力。此外，還要考慮到電源的輸出功率和極性問題。在整個(gè)電路的繪制中，還要考慮設(shè)計(jì)的原則努力提高其穩(wěn)定性和可靠性。雖然用 PLC 進(jìn)行控制方便、靈活。但是在電路的設(shè)計(jì)上仍然需要謹(jǐn)慎、全面。因此，在繪制電路圖時(shí)要考 慮周全，何處該裝按鈕，何處該裝開關(guān)，都第 三 章 PLC 程序設(shè)計(jì)概況 23 要一絲不茍。 編制 PLC 程序并進(jìn)行模擬調(diào)試 在繪制完電路圖之后，就可以著手編制 PLC 程序了。當(dāng)然可以用上述方法編程。在編程時(shí)，除了要注意程序要正確、可靠之外，還要考慮程序要簡捷、省時(shí)、便于閱讀、便于修改。編好一個(gè)程序塊要進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，這樣便于查找問題，便于及時(shí)修改。 制臺與控制柜 在繪制完電器、編完程序之后，就可以制作控制臺和控制柜了。在時(shí)間緊張的時(shí)候，這項(xiàng)工作也可以和編制程序并列進(jìn)行。在制作控制臺和控制柜的時(shí)候要注意選擇開關(guān)、按鈕、繼電器等器件的質(zhì)量，規(guī)格必須滿足要求。設(shè)備的安裝必須注意安全、可靠。比如說屏蔽問題、接地問題、高壓隔離等問題必須妥善處理。 現(xiàn)場調(diào)試是整個(gè)控制系統(tǒng)完成的重要環(huán)節(jié)。任何程序的設(shè)計(jì)場調(diào)試就能使用的。只有通過現(xiàn)場調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)控制回路和控制程序不能滿足系統(tǒng)要求之處；只有通過現(xiàn)場調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)控制電路和控制程序發(fā)生矛盾之處；只有進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試才能最后實(shí)地測試和最后調(diào)整控制電路和控制程序，以適應(yīng)控制系統(tǒng)的要求。 附件 ： 英文文獻(xiàn) 24