【正文】 PLC可以用于不同的控制系統(tǒng)中，只不過改變了其中的程序罷了。、可靠性高繼電器控制系統(tǒng)中，由于器件老化、脫焊、觸點的抖動以及觸點電弧等現(xiàn)象是不可避免的，大大降低了系統(tǒng)的可靠性。而在PLC控制系統(tǒng)中大量的開關動作是由無觸點的半導體電路來完成，因此PLC可以直接安裝在工業(yè)現(xiàn)場而穩(wěn)定的工作。因此PLC被譽為“專為適應惡劣的工業(yè)環(huán)境而設計的計算機”。(2)軟件方面采取的措施其一，對掉電、欠電壓、后備電池電壓過低及強干擾信號等，PLC通過監(jiān)控程序定時的進行檢測。故障排除后立即恢復到故障前的狀態(tài)繼續(xù)執(zhí)行程序。其三，加強對程序的檢查和校驗，發(fā)現(xiàn)錯誤立即報警，并停止程序的執(zhí)行。由于采取了以上措施，PLC的抗干擾能力和可靠性得到了大大的提高。大多數(shù)PLC采用類似繼電器控制電路的“梯形圖”語言編程，清晰直觀，簡單易學，了解繼電器控制線路的電氣技術人員很容易接受。而PLC的輸入/輸出接口已經做好，其輸入接口具有較強的驅動能力，可以直接與繼電器、接觸器、電磁閥等強電電器連接，接線簡單，使用方便。而用繼電器控制時，需使用大量時間繼電器、計數(shù)器、進步控制開關等設備，其準確性與可靠性無法與PLC相比。因此它即可對開關量進行控制，又可對模擬量進行控制，也可遠距離對生產過程進行控制。由于PLC是通過程序實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制，所以設計人員可以在實驗室里設計和修改程序。而繼電器控制系統(tǒng)是靠調整電路的接線來改變控制功能的，調試時費時又費力。. PLC基本工作原理各與單元的作用 PLC與普通微機在許多方面有相似之處，但其工作方式卻與微機有很大的不同。PLC則采用循環(huán)工作方式，在PLC中用戶程序按先后順序存放，其工作方式如圖32所示，掃描周期如圖33所示，即CPU從第一條指令開始執(zhí)行程序，直至遇到結束符后又返回第一條指令，如此周而復始不斷循環(huán)。整個工作過程可分為5個階段：自診斷，與編程器或計算機等的通信，現(xiàn)場輸入信號的采集，用戶程序執(zhí)行，輸出結果。第一階段：自診斷。洗診斷內容分為I/O、存儲器、CPU等，發(fā)現(xiàn)異常停機顯示出錯。第二階段：與編程器或計算機通信。如果有與計算機的通信請求，也在這段時間內發(fā)送完成數(shù)據的接受和發(fā)送任務。PLC的中央處理器對各個輸入端進行掃描，將輸入端的狀態(tài)送到狀態(tài)存儲器，也即輸入采樣階段。CPU將指令逐條調出并執(zhí)行，以對輸入和輸出的狀態(tài)進行處理，即按程序對數(shù)據進行邏輯、運算，再將正確的結果送到輸出狀態(tài)存儲器中，這就是程序執(zhí)行階段。當所有的指令執(zhí)行完畢時，集中把輸出狀態(tài)存儲器的狀態(tài)通過輸出部件轉換成被控制設備所能接受的電壓或電流信號，以驅動被控設備，這就是輸出刷新階段。完成一個掃描周期后，又重新執(zhí)行上述過程，掃描周期周而復始的進行。由于PLC是采用循環(huán)掃描的工作方式，所以它的輸入輸出響應速度受掃描周期的影響較大。而PLC上一以反復掃描的方式工作的，這是循環(huán)地連續(xù)逐條執(zhí)行程序，任意時刻它只能執(zhí)行一條指令，這就是說PLC是以串行方式工作的。最初研制生產的PLC主要用于替代傳統(tǒng)的繼電器接觸器構成的控制裝置，但這兩者的運行方式是不相同的。(2)PLC的CPU則采用順序邏輯掃描用戶程序的運行方式，即如果一個輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點（包括其常開或常閉觸點）不會立即動作，必須等掃描到該觸點時才會動作。因此，PLC采用了一種不同于一般微型計算機的運行方式——掃描方式。當PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。輸入采樣結束后，轉入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，并按先左后右，先上后下的順序對由各觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據邏輯運算的序對由各觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據邏輯運算的結果刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)內的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該程序過程中，只有輸入點在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內的狀態(tài)和數(shù)據都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內對應的狀態(tài)和數(shù)據刷新所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應外設。比較下面這兩段程序執(zhí)行的結果完全一樣，但在PLC中執(zhí)行的過程卻不一樣。這兩個例子說明：同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結果也不同。程序1程序2當然，如果掃描周期所占用的時間對整個運行來說可以忽略，那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。2．PLC的I/O響應時間為了增強PLC的抗干擾能力，提高其可靠性，PLC的每個開關量輸入端都采用光電藕等技術。以上兩個主要原因，使得PLC的I/O響應比一般微型計算機構成的工業(yè)控制系統(tǒng)滿得多，其響應時間至少等于一個掃描周期，一般均大于一個掃描周期甚至更長。其最短的I/O響應時間與最長I/O響應時間如圖所示： I/O響應時間以上是一般的PLC的工作原理，但在現(xiàn)代出現(xiàn)的比較先進的PLC中，輸入映象刷新循環(huán)、程序執(zhí)行循環(huán)和輸出映象刷新循環(huán)已經各自獨立工作，提高了PLC的執(zhí)行效率。(1)CPU的組成CPU一般是由控制電路、運算器和總線等部件組成，這些電路一般都集成在一個芯片上。不同型號的PLC使用不同的CPU部件，制造廠家使用CPU部件的系統(tǒng)指令編寫系統(tǒng)程序，并固化到只讀存儲器RAM中。CPU按掃描方式工作，從規(guī)定著的地址存放的第一條用戶程序開始，到用戶程序的最后一個地址，不停的周期性掃描，每掃描一次，用戶程序就執(zhí)行一次。PLC運行時首先CPU從地址總線上給出存儲地址，從控制總線上給出存儲地址，從控制總線上給出讀命令，從數(shù)據總線上得到讀出行譯碼，最后，CPU執(zhí)行指令規(guī)定的操作，如讀取輸入信號，取操作數(shù)，進行邏輯運算或算術運算，并將運算結果輸出給有關部件。若PLC設置在中斷主程序轉而執(zhí)行中斷服務程序。②接受程序：PLC的系統(tǒng)程序由廠家提供并固化在CPU內部存儲器ROM中，它除了能編譯、運行用戶程序以外，還對PLC進行上電初始化、I/O刷新及公共處理。CPU通過系統(tǒng)程序對用戶程序進行編輯或計算機來實現(xiàn)上訴過程。CPU則根據系統(tǒng)設置來實現(xiàn)上訴功能。如西門子的PLC編程軟件STEP5，即是通過組織塊來實現(xiàn)分段程序的連接，通過功能來實現(xiàn)各種控制功能。此時，PLC即可實現(xiàn)對系統(tǒng)的監(jiān)控，也可通過編程和計算機修改程序或改變程序。存儲器是具有記憶功能的半導體電路，用來存放系統(tǒng)程序、用戶程序、邏輯程序、邏輯變量和其他一些信息。用戶程序存儲用來存放由編輯器或計算機輸入的用戶程序。在PLC中主要使用兩種類型的儲存器，即ROM和RAM儲存器，部分PLC也使用EEPROM和EPROM儲存器。系統(tǒng)主要包括檢查程序、編譯程序和監(jiān)控程序。例如用編程器選擇了程序工作方式，則監(jiān)控程序就調入“鍵盤輸入處理程序”，將用戶輸入的程序送到RAM中；若用編程選擇運行工作方式，則監(jiān)控程序將啟動用戶程序。(2)隨機儲存器RAMRAM是可讀寫儲存器。RAM中一般存入用戶程序、邏輯變量、中間結果、最終運算結果及供內部監(jiān)控、管理程序使用的系數(shù)數(shù)據等內容。而邏輯變量則指在輸出繼電器、內部輔助繼電器、保持繼電器、定時器、移位電器等。內部監(jiān)控、管理程序也要使用部分存儲單元存放系數(shù)數(shù)據。RAM通常和鋰電池配合使用，這樣在斷電時可起到對用戶程序的保存作用。電源部件將交流轉換成供PLC的中央處理器、存儲器等電路工作需要的直流電源，使PLC能正常工作。這是PLC與被控設備相連接的接口電路。輸出接口電路將中央處理器送出的弱電控制信號輸出，以驅動電磁閥、接觸器、電機等被控執(zhí)行元件。①光電耦合電路：采用光電偶合電路和現(xiàn)場輸入信號相連的目的是防止現(xiàn)場的強電干擾進入PLC，也防止傳導性干擾，從而起到對電信號的隔離作用。②微電腦輸入接口電路：它一般是數(shù)據輸入存儲器、選通電路和中斷請求邏輯電路構成，這些電路集成在一個芯片上。(2)輸出接口電路PLC的輸出接口電路是一般由微電腦輸出接口電路和功率放大電路組成。CPU通過數(shù)據總線將要輸出的信號放到輸出儲存器中，并通過光電耦合器隔離后輸出。PLC一般采用繼電器輸出,部分PLC采用晶閘管輸出。繼電器輸出電路抗干擾能力強，負載能力大（工作電流可達25A），但信號響應速度較慢，其延遲一般為810ms 。晶體管輸出電路負載能力較大（工作電流僅1A左右），其響應速度較快，延遲一般為導通12ms，關斷810ms。晶體管輸出電路負載能力小（），但響應速度快，.除了上面介紹的這幾個主要單元以外，PLC上還配有各種與外圍設備連接用的并行、串行接口，通常用插座引出到外殼上，可通過電纜或通過底板方便的配接編程器、計算機、打印機、觸摸屏、顯示器以及A/D，D/A，高速計數(shù)等模塊。但是，每種PLC都有自己的工作環(huán)境技術條件，用戶在選用時，特別在設計控制系統(tǒng)時，對環(huán)境條件要給予充分的考慮。一般PLC及外部電路（I/O模塊、輔助電源等）都能在下列工作條件下可靠地工作：濕度：相對濕度為5%—95%（無凝結霜）：震動和沖擊：滿足國際電工委員會標準： 電源：220V交流，允許變化上下15%頻率47~53HZ，瞬間停電保持為10ms；周圍空氣：周圍空氣不能混有可燃性、爆炸性和腐蝕性氣體。溫度高時容易產生下列問題：IC晶體管等到半導體器件性能惡化，故障率增加和壽命降低：模擬回路的漂移變大，精度降低等。別是溫度的急劇變化（高低溫沖擊），由于電子器件熱脹冷縮，更容易引起電子器件的惡化和溫度特性變壞。控制器不運行時，溫度、濕度的急劇變化，會引起結露，結露后會使絕緣電阻大大降低，容易引發(fā)高壓的泄露，使金屬表面生銹，從而導致絕緣惡化，特別是交流會20V，110V的I/O模塊，由于絕緣的惡化，可能產生預料不到的事故。超過這個極限時,可能會引發(fā)電磁閥或斷路器誤動作、機械結構松動、電氣部件疲勞損壞以及連接器的接觸不良等后果。導電煤炭煤田粉末、腐蝕性氣體、水分，油分、油霧、有機溶劑和鹽分等，否則會引起下列不良現(xiàn)象：塵?？梢鸾佑|部分的接觸不良，或使濾波器的網眼堵住，使盤內溫度上升；導電性粉末可引起誤動作，絕緣性能變差和短路等；油和油霧可能會引起接觸不良和腐蝕塑料；腐蝕性氣體和鹽分可能引起印刷電路板的底部或引線腐蝕，造成繼電路或開頭的可動部件接觸不良。下面是幾種常用、可行的有效措施。①控制盤、柜內設置風扇或冷風機，通過濾波器一起把自然風引入盤、柜內。②控制系統(tǒng)置于有空調的控制室內，降低工作環(huán)境溫度。③ PLC主控制器的安裝應考慮良好的通風和散熱，主控制器的上下左右都要留有不小于50mm的距離，各I/O框架之間應有足夠的空間，用于通風、散熱和信號的進出。Iv安裝時要把發(fā)熱休，如電阻器或電磁接觸器等遠離主控制器，或者把主控制器安裝在發(fā)熱體的下面。一般化情況下，PLC主控制器與電源模塊分別安裝在框架的兩端。設置加熱時要選擇適當?shù)臏囟葌鞲衅?，以便能在高溫自動切斷加熱電源，低溫時自動接通電源。③驟變化的場合，不要打開控制盤、柜的門，以防冷空氣進入。②把外部干燥的空氣引入控制盤、柜內。④在濕度低，即干燥的場合進行檢修時，人體應盡量不接觸模塊，以防感應電損壞器件。在有振動和沖擊時，應弄清振動源是什么，以便采取相應的防振措施。同時也把控制盤、柜設置在遠離震源的地方。③緊靠主控制器或I/O模塊印刷板、連接器等可能產生松動的部件或器件，連接線也要固定牢靠。如果周圍環(huán)境空氣不清潔，可采取下面一定相應措施：①將控制盤、柜采用密封型結構。③印刷板表面涂一層保護層,如松香水等。紙張切割機的加工工藝如下：①啟動設備，切割機導輥從造紙機上接到紙板傳到預想位置。③導輥向接紙傳送切割完畢的紙板。刀車再由另一側向原方向運動進行下一次切割過程，如此反復。主傳動電機是YCT4型三相交流電磁調速電動機。由電位器W1設定。（2）當紙板切割機導輥從造紙機上接到紙板傳到預想的位置時，由光電管E1向時間繼電器SJ2發(fā)出信號,經過中間繼電器K1,控制繼電器Z3,，導輥停止導紙。當?shù)盾囯x開紙板，運動到光電管側端后,由光電管發(fā)出切割完畢信號,刀車電機與切刀電機均斷電停機。由調速器和電位器W1投入來實現(xiàn)。該PLC是日本三電器工司生產的。原電路所用器件名 稱型 號符 號數(shù) 量注 釋斷路器DZ4769/25e113P斷路器DZ4760/15Ae213P斷路器DZ4760/29Ae313P斷路器DZ4760/5Ae412P斷路器DZ4760/3Ae512P接觸器CJX116/22C11AC220V接觸器NC11210C2C32AC220V接觸器CJX12/22C4C52AC220V中間繼電器JZC144Z12AC220V電磁繼電器JQX10/220VZ2Z4Z5Z6411腳電磁繼電器JQX10/220VZ3Z728腳電磁繼電器JQX10/24VZ8Z9k1k3511腳按鈕NP2BA42TA1按