顆粒物包裝系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計

目錄第一章課題設(shè)計背景與要求1.1課題設(shè)計背景 ………………11.2顆粒物包裝系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)與工藝要求……2第二章接觸器控制顆粒物包裝系統(tǒng)的設(shè)計2.1控制電器圖的設(shè)計…………32.2控制原理…………………42.3控制系統(tǒng)元件明細表………52.4簡述系統(tǒng)時間設(shè)定及系統(tǒng)優(yōu)缺點…………72.5PLC相對于接觸器線路的比較……………7第三章PLC控制顆粒物包裝系統(tǒng)的設(shè)計3.1PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計…………………83.1.1PLC的型號選擇……83.1.2PLC的外部接線示意圖……………113.2PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計………………11第四章總結(jié)--淺談PLC4.1PLC的工作原理……………18 4.2PLC的特點………………194.3PLC控制系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的總體比較…23致謝………………25參考文獻…………26第一章課題背景與控制要求1.1設(shè)計背景隨著國內(nèi)經(jīng)濟的快速發(fā)展，生產(chǎn)方式由純粹的手工生產(chǎn)，半自動生產(chǎn)一直到融合著信息、技術(shù)、CAM/D等多種資源的自動化生產(chǎn)，無一不透露著一個問題。那就是只有不斷生產(chǎn)方式，整合生產(chǎn)資源，盡可能的減少生產(chǎn)成本，企業(yè)才能在商海的競爭濃潮中立于不敗之地。在生產(chǎn)實際過程中，只有從實體上改變物料的活動才能減少成本，增加價值。而物料的改變實際上是改變生產(chǎn)資源的設(shè)計要求及工藝控物過程?？紤]到當今社會，生活離不開產(chǎn)品，產(chǎn)品離不開包裝。物料包裝應用十分之廣泛，也是生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)之一。如何設(shè)計出一個，良好的包裝控制系統(tǒng)，從而減少包裝時間，減少在人力、物力上的投入，對于產(chǎn)品在市場上的競爭優(yōu)勢是非常有利的。因此，我選擇了顆粒物包裝系統(tǒng)，設(shè)計作為我的設(shè)計內(nèi)容。1.2顆粒物包裝系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)與工藝要求一、裝置結(jié)構(gòu)和工藝要求顆粒物包裝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示,系統(tǒng)由儲料、計量、裝袋、縫袋與物料傳送及電控柜等組成，其計量控制和物料給定在時間繼電器（外購）上完成。當準備工作就緒后，發(fā)出啟動命令，自動打開快加料、慢加料電磁閥YV1、YV2，當物料達到快加給定植時關(guān)閉YV1，當物料達到慢加給定植時關(guān)閉YV2，當SQ檢測到袋夾好時打開卸料電磁閥YV3，并啟動另一輪加料；關(guān)閉YV3延時后松開夾袋器，并打開物料袋傳送帶。二、控制要求1.本系統(tǒng)有自動和手動兩種工作方式：在自動方式下，按下啟動按鈕，自動循環(huán)；在手動方式下，可手動加、慢加、卸料、松袋。2.儲料倉物料超過SL2時停止物料輸送；低于SL1時報警提示；再一次超過SL1時重新啟動自動加料。3.20秒無物料袋落下時自動停止物料袋輸送帶。4.緊急情況下可瞬時停止一切動作。5.有物料袋計數(shù)和指示功能。6.面板指示電源和各種運行狀態(tài)。7.夾袋和縫袋由人工完成?？刂剖疽鈭D如下：第二章電器控制顆粒物包裝系統(tǒng)的設(shè)計2.1控制系統(tǒng)電器圖的設(shè)計電器控制面板示意圖如下：QSHL0HL0HL1HL2HL3HL4QSQS1SQQS2SB1SB2SB3SB4SB5SB6SB7SB0QS1自動/手動QS2控制電路電源SQ物料袋夾緊SB0自動快/慢加料SB1手動物料輸送SB2手動物料袋輸送SB3手動停止物料輸送SB4手動停止物料袋輸送SB5手動快加料SB6手動慢加料SB7手動卸料2.2控制電路原理分析自動控制：在電器安裝完畢后，按下總電源開關(guān)QS，接通總電源。（電源指示燈HL0亮）將單刀開關(guān)打上，再將雙聯(lián)開關(guān)QS1撥到自動檔。若物料低于SL1時（料位指示燈HL4亮），將自動啟動物料輸送電動機M1，輸送物料。此后，若物料再次低于，還是會自動完成物料輸送。若是物料高于SL2位時，料位傳感器的常閉觸頭將斷開，使得電動機M1控制線圈KM1斷電，停止物料輸送。低于SL2位后，又自動接通KM1線圈，開始物料輸送。自動加料過程：當觀察到HL4不亮時，則可以按下自動快加/慢加料按鈕SB0。此時中間繼電器KA1，電磁閥YV1、YV2，通電延時繼電器KT1、KT2接通。接通后，中間繼電器KA1的常開觸點KA1閉合，實現(xiàn)自鎖；YV1、YV2的閥門吸合后，開始快加料，慢加料；KT1、KT2開始延時。當KT1延時到S1秒后，KT1延時斷開常閉觸點斷開，電磁閥YV1線圈斷電，閥門閉合，慢加料停止。當KT2延時S2秒后，KT2延時斷開常閉觸點斷開，電磁閥線圈斷電，閥門閉合，慢加料停止。到此，已完成自動快/慢加料；與KA1線圈串聯(lián)的延時斷開常閉觸點KT2斷開，KA1線圈失電，常閉觸點KA1解除自鎖。卸料過程：當工作人員將物料袋上位后，按下物料夾緊裝置的點動開關(guān)SQ后，物料袋夾緊（物料袋夾緊指示燈HL3亮）。按下SQ松開后，中間繼電器KA2線圈，電磁閥YV3線圈，通電延時繼電器KT3、KT4的線圈同時得電。KA2的線圈得電，它的常開觸點KA2閉合，實現(xiàn)自鎖；YV3的閥門吸合，開始卸料；時間繼電器KT3、KT4延時開始。當KT3延時到S3秒后，延時斷開常閉觸點KT3斷開，使得YV3線圈斷電，YV3閥門閉合，停止卸料，同時時間繼電器KT3的延時閉合常開觸點KT3閉合，啟動新一輪加料，此效果等同于自動快/慢加料過程。當時間繼電器KT4延時S4秒后，時間繼電器KT4也在此時閉合，使物料袋輸送電動機控制KM2線圈接通，開始物料袋輸送（物料袋輸送指示燈HL2亮）。輔助常開觸點KM2閉合，實現(xiàn)自鎖。手動控制按下接通總電源，控制電源后，將雙聯(lián)開關(guān)QS1撥向手動檔。按下SB5按鈕后松開，時間繼電器KT5接通，KT5的立即觸點動作實現(xiàn)自鎖，YV1電磁閥接通，開始快加料。當延時S5秒后，延時斷開常閉觸點KT5斷開，時間繼電器KT5線圈失電，自鎖解除，YV1斷開停止快加料。此動作完成一個S6秒的慢加料過程。按下SB6按鈕松開，此原理類似手動快加料控制過程，但是完成一個S6秒的慢加料過程。按下SB7按鈕松開，時間繼電器KT7接通，KT7的立即觸點閉合，實現(xiàn)自鎖，YV3接通開始卸料，當延時S7秒后，延時斷開常閉觸點KT7斷開，KT7線圈失電，立即觸點斷開，解除自鎖，YV3斷開，停止卸料，此動作完成一個S7秒的卸料過程。2.3顆粒物包裝系統(tǒng)元件明細表：元件代號元件名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注QS電源開關(guān)HZ1-25/35A1三極M1三相交流電動機YEJ80-21400r/min1功率0.75-4kW380V50HZM21FU1~FU2熔斷器RL1-60/252配熔體25AFU3~FU4L1-15/22配熔體2AFR1熱繼電器JR10-10熱元件編號101整定電流2.71AFR21TC控制變壓器BK-200380V/135V110V24V6V1SB0~SB7按鈕H25-218KM1~KM2交流接觸器KMC-50S線圈電壓110V50HZ2SL1~SL2料位傳感器ELN-032KA1~KA2中間繼電器DZ-30C1線圈電壓110V2YV1~YV3電磁閥2CLF線圈電壓110V3KT1~KT7時間繼電器KTL-8A線圈電壓110-240VAC750/60HZQS1單刀雙擲開關(guān)NLAS52231最大的靜態(tài)電流為±1μA（25℃）QS2閘刀開關(guān)UTF-81HL0~HL4指示燈XD1型6V5SQ組合開關(guān)HZ4-221板后接線定時器的時間設(shè)定：對于顆粒物包裝控制系統(tǒng)，延時控制在整個控制的比例相對較大。各個時間繼電器對應延時時間表如圖（2.3.1）所示，由于對于不同的包裝量，時間設(shè)定值不同。因此時間設(shè)定由投入使用時，由工作人員根據(jù)流量及包裝量設(shè)定實際時間。但為滿足控制要求需滿足（S1〈S2，S3〈S4時間繼電器時間/s實際時間/sKT1S1KT2S2KT3S3KT4S4KT5S5KT6S6KT7S7圖22.4顆粒物包裝系統(tǒng)的優(yōu)點與缺點該系統(tǒng)在物料裝袋過程中,擁有一定的自動性.因此裝袋過程只需少量的工作人員即可完成。計量過程也不需使用傳統(tǒng)的計量器，只需按照流量配之以一定的時間比例關(guān)系就可以達到計量要求。不過,這也是該系統(tǒng)的缺點之一，因為流量具有一定的變化因素，從而直接影響到計量。因此對于工作人員的經(jīng)驗要求有一定的依賴性。其次從電氣控制原理圖可發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)使用了大量的繼電接觸器和時間繼電器，在使用過程中可能有競爭冒險現(xiàn)象，同時也使使系統(tǒng)的硬件體積增大,同時也增加了一定的生產(chǎn)成本。2.5PLC相對于接觸器線路的比較PLC相對與接觸器線路的比較主要有以下幾個方面的優(yōu)勢：1、功能強，性能價格比高一臺小型PLC內(nèi)有成百上千個可供用戶使用的編程元件，有很強的功能，可以實現(xiàn)非常復雜的控制功能。與相同功能的繼電器相比，具有很高的性能價格比?？善绦蚩刂破骺梢酝ㄟ^通信聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)分散控制，集中管理。2、硬件配套齊全，用戶使用方便，適應性強可編程序控制器產(chǎn)品已經(jīng)標準化，系列化，模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用。用戶能靈活方便的進行系統(tǒng)配置，組成不同的功能、不規(guī)模的系統(tǒng)。楞編程序控制器的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC有很強的帶負載能力，可以直接驅(qū)動一般的電磁閥和交流接觸器。3、可靠性高，抗干擾能力強傳統(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(guān)的少量硬件，接線可減少互繼電器控制系統(tǒng)的1/10--1/100，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(chǎn)現(xiàn)場，PLC已被廣大用戶公認為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。4、系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)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(shè)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(shè)計方法。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)，梯形圖的設(shè)計時間比設(shè)計繼電器系統(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(diào)試，輸入信號用小開關(guān)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(diào)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(diào)試時間比繼電器系統(tǒng)少得多。5、編程方法簡單梯形圖是使用得最多的可編程序控制器的編程語言，其電路符號和表達方式與繼電器電路原理圖相似，梯形圖語言形象直觀，易學易懂，熟悉繼電器電路圖的電氣技術(shù)人員只要花幾天時間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序。梯形圖語言實際上是一種面向用戶的一種高級語言，可編程序控制器在執(zhí)行梯形圖的程序時，用解釋程序?qū)⑺胺g”成匯編語言后再去執(zhí)行。6、維修工作量少，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(gòu)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住處迅速的查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故障7、體積小，能耗低對于復雜的控制系統(tǒng)，使用PLC后，可以減少大量的中間繼電器和時間繼電器，小型PLC的體積相當于幾個繼電器大小，因此可將開關(guān)柜的體積縮小到原來的確1/2-1/10。PLC的配線比繼電器控制系統(tǒng)的配線要少得多，故可以省下大量的配線和附件，減少大量的安裝接線工時，可以減少大量費用。學得辛苦，做得舒服第三章PLC控制顆粒物包裝系統(tǒng)的設(shè)計3.1PLC的硬件選擇一、PLC的類型PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，按應用環(huán)境分為現(xiàn)場安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應用角度出發(fā)，通常可按控制功能或輸入出點數(shù)選型。整體型PLC的I/O點數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O點數(shù)，功能擴展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。二、輸入輸出模塊的選擇輸入輸出模塊的選擇應考慮與應用要求的統(tǒng)一。例如對輸入模塊,應考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等應用要求。對輸出模塊，應考慮選用的輸出，模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應時間較常等特點；可控制輸出模塊適應與開關(guān)頻繁，電感性低功率因數(shù)荷場合，但價格較貴，過載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應用要求應一致。可根據(jù)應用要求，合理選用智能型輸入輸出模塊，以便提高控制水平和降低應用成本。考慮是否需要擴展機架或遠程I/O機架等。三、電源的選擇PLC的供電電源，除了引進設(shè)備時同時引進PLC應根據(jù)產(chǎn)品說明書要求設(shè)計和選用外，一般PLC的供電電源設(shè)計選用220VAC電源，與國內(nèi)電網(wǎng)電壓一致。重要的應用場合，應采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。如果PLC本身帶有可使用電源時，應核對提供的電流是否滿足應用要求，否則應設(shè)計外接供電電源。為防止外部高壓電源因誤操作而引入PLC，對輸入和輸出信號的隔離是必要的，有時也可采用簡單的二極管或熔絲管隔離。四、存儲器的選擇由于計算機集成芯片技術(shù)的發(fā)展，存儲器的價格已下降，因此，為保證應用項目的正常選擇。需要復雜控制功能時，應選擇容量更大，檔次更高的存儲器。五、冗余功能的選擇控制單元的冗余重要的過程單元:CPU(包括存儲器)及電源均應1B1冗余在需要時也可選用PLC硬件與熱備軟件構(gòu)成的熱備冗余系統(tǒng)、2重化或3重化冗余容錯系統(tǒng)等。2．I/O接口單元的冗余（1）控制回路的多點I/O卡應冗余配置。（2）重要檢測點的多點I/O卡可冗余配置。3）根據(jù)需要對重要的I/O信號，可選用2重化或3重化的I/O接口單元。六、經(jīng)濟性的考慮選擇PLC時，應考慮性能價格比?？紤]經(jīng)濟性時，應同時考慮應用的可擴展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進行比較和兼顧，最終選出較滿意的產(chǎn)品。輸入輸出點數(shù)對價格有直接影響。每增加一塊輸入輸出卡件就需要增加一定的費用。當點數(shù)增加帶某一數(shù)值后，相應的存儲器容量、機架、母板等也要相應增加，因此，點數(shù)的增加對CPU選用、控制功能范圍等選擇都有影響，在估算和選用時應充分考慮，使整個控制系統(tǒng)有較合理的性能價格比。.綜合以上所述及輸入輸出點數(shù)選擇S7-200CPU,主要性能指標如下：模塊名稱和I/O點數(shù)尺寸/(mm/mm/mm)質(zhì)量/g功耗/w供電能力/mA+5VDC+24VDCCPU226AC/DC/Relay24輸入/16繼電器輸出196*80*62660171000400PLC編程元件明細表：元件代號名稱型號數(shù)量QS開關(guān)HZ1-25/35A1QS2但級開關(guān)UTF-81QS1雙聯(lián)開關(guān)NLAS52231SQ按鈕H25-211SB0~SB7按鈕H25-218SL1料位傳感器ELN-031SL2料位傳感器ELN-031KM1接觸器YEJ80-21KM2接觸器YEJ80-21YV1~YV3電磁閥2CLF110V4KA1~KA2中間繼電器DZ-30C1110V2HL0~HL4指示燈XD型110V5PLC內(nèi)部軟器件T33定時器快加料控制預置值：5001T34慢加料控制預置值：7001T35自動卸料控制預置值：8001T36物料袋輸送控制預置值：10001T97手動快加料控制預置值：5001T98手動慢加料控制預置值：7001T99手動卸料控制預置值：8001PLC外部接線示意圖如下所示：I0.0I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7I1.0I1.1I1.2I1.3I1.4I1.5I1.624V24VQ0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7Q1.0Q1.1Q1.2Q1.3KM1KM2YV1YV2YV3KA1KA1HL0HL1HL2HL3HL4110VQSQS2QS1自動SL1SL2SB7SB6SB5SB4SB3SB2SB1SB0SQQS1手動PLC3.2PLC的軟件設(shè)計PLCI/O分配：輸入：I0.0QS總電源I0.1QS2 控制電路電源I0.2QS1 自動I0.3QS2 手動I0.4SQ物料袋夾緊按鈕I0.5SB0自動快/慢加料I0.6SB1手動物料輸送I0.7SB2手動物料袋輸送I1.0SB5手動快加料I1.1SB6手動慢加料I1.2SB7手動卸料I1.3SB3手動停止物料輸送I1.4SB4手動停止物料袋輸送I1.5SL1料位傳感常閉觸點I1.6SL2料位傳感常閉觸點輸出Q0.0KM1物料輸送接觸器Q0.1 KM2物料袋輸送接觸器Q0.2YV1快加料電磁閥Q0.3YV2慢加料電磁閥Q0.4YV3卸料電磁閥Q0.5KA1中間繼電器Q0.6KA2中間繼電器Q0.7HL0電源指示燈Q1.0HL3物料袋夾緊指示燈Q1.1HL4料位低于SL1時指示燈Q1.2HL1物料輸送指示燈Q1.3HL2物料袋輸送指示燈PLC控制系統(tǒng)梯形圖：PLC控制語句表：Network1LDI0.0AI0.1AI0.2=M0.0Network2LDM0.0LDNT34LDI0.5OQ0.5ALDLDT35ANQ0.5OLDALDLPSTONT33,500TONT34,700=Q0.5ANT33=Q0.2LPPANT34=Q0.3Network3LDM0.0LDI0.4OQ0.6ALDANT36TONT35,800TONT36,800=Q0.4=Q0.6Network4LDM0.0ANI1.6LDT36OQ0.1OI0.7ALD=Q0.1Network5LDM0.0ANI1.5ANI1.4LDNI1.3OI0.6OQ0.0ALD=Q0.0Network6LDM0.0ANI0.1AI0.3=M0.1Network7LDM0.1LDI1.0OM0.2ALDANT97TONT97,500=Q0.2=M0.2Network8LDM0.1LDI1.1OM0.3ALDANT98TONT98,700=Q0.2=M0.3Network9LDM0.1LDI1.2OM0.4ALDANT99TONT99,800=Q0.4=M0.4Network10LDI0.0=Q0.7Network11LDQ0.1=Q1.2Network12LDQ0.2=Q1.3Network13LDQ0.6=Q1.0Network14LDNI0.3=Q1.1

第四章總結(jié)-----淺談PLC4.1PLC工作原理PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進行工作的。即在PLC運行時，CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環(huán)掃描，如無跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。PLC的一個掃描周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。PLC在輸入采樣階段：首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入，并將其寫入各對應的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入。隨即關(guān)閉輸入端口，進入程序執(zhí)行階段。PLC在程序執(zhí)行階段：按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令，經(jīng)相應的運算和處理后，其結(jié)果再寫入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài)寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。輸出刷新階段：當所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過一定的方式（繼電器、晶體管或晶閘管）輸出，驅(qū)動相應輸出設(shè)備工作。4.2PLC的基本特點從PLC的工作原理知，PLC的輸入與輸出在物理上是彼此隔開的，其間的聯(lián)系是靠運行存儲于它的內(nèi)存中的程序?qū)崿F(xiàn)。它的入出相關(guān)，不是靠物理過程，不是用線路；而是靠信息過程，用軟邏輯聯(lián)系。它的工作基礎(chǔ)是用好信息。信息不同于物質(zhì)與能量，有自身的規(guī)律。信息便于處理，便于傳遞，便于存儲；信息還可重用，等等。正是由于信息的這些特點，決定了PLC的基本特點。下面介紹PLC的四個特點：1.功能豐富PLC的功能非常豐富。這主要與它具有豐富的處理信息的指令系統(tǒng)及存儲信息的內(nèi)部器件有關(guān)。它的指令多達幾十條、幾百條，可進行各式各樣的邏輯問題的處理，還可進行各種類型數(shù)據(jù)的運算。凡普通計算機能做到的，它也都可作到。它的內(nèi)部器件，即內(nèi)存中的數(shù)據(jù)存儲區(qū)，種類繁多，容量宏大。I/O繼電器，可以用以存儲入、出點信息的，少的幾十、幾百，多的可達幾千、幾萬，以至10幾萬。這意味著它可進行這么多I/O點的入出信息變換，進行這么大規(guī)模的控制。它的內(nèi)部種種繼電器，相當于中間繼電器，數(shù)量更多。內(nèi)存中一個位就可作為一個中間繼電器，怎么不多！它的計數(shù)器、定時器也很多，是繼電電路所望塵莫及的。小小的箱體或模塊，其內(nèi)部定時器、計數(shù)器可達成百、成千。這也是因為只要用內(nèi)存中的一個字，再加一些標志位，即可成為定時器、計數(shù)器，所以才那么多。而且，這些內(nèi)部器件還可設(shè)置成丟電保持的，或丟電不保持的，即上電后予以清零的。以滿足不同的使用要求。這些也是繼電器件所難以做到的。它的數(shù)據(jù)存儲區(qū)還可用以存儲大量數(shù)據(jù)，幾百、幾千、幾萬字的信息都可以存，而且，掉電后還不丟失。PLC還有豐富的外部設(shè)備，可建立友好的人機界面，以進行信息交換?？伤腿氤绦颍腿霐?shù)據(jù)，可讀出程序，讀出數(shù)據(jù)。而且讀、寫時可在圖文并茂的畫面上進行。數(shù)據(jù)讀出后，可轉(zhuǎn)儲，可打印。數(shù)據(jù)送入可鍵入，可以讀卡入，等等。PLC還具有通訊接口，可與計算機鏈接或聯(lián)網(wǎng)，與計算機交換信息。自身也可聯(lián)網(wǎng)，以形成單機所不能有的更大的、地域更廣的控制系統(tǒng)。PLC還有強大的自檢功能，可進行自診斷。其結(jié)果可自動記錄。這為它的維修增加了透明度，提供了方便。豐富的功能為PLC的廣泛應用提供了可能；同時，也為工業(yè)系統(tǒng)的自動化、遠動化及其控制的智能化創(chuàng)造了條件。像PLC這樣集豐富功能于一身，是別的電控制器所沒有的；更是傳統(tǒng)的繼電控制電路所無法比擬的。2.使用方便用PLC實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制是非常方便的。這是因為：首先PLC控制邏輯的建立是程序,用程序代替硬件接線。編程序比接線，更改程序比更改接線，當然要方便得多！其次PLC的硬件是高度集成化的，已集成為種種小型化的模塊。而且，這些模塊是配套的，已實現(xiàn)了系列化與規(guī)格化。種種控制系統(tǒng)所需的模塊，PLC廠家多有現(xiàn)貨供應，市場上即可購得。所以，硬件系統(tǒng)配置與建造也非常方便。正因如此，用可編程序控制器才有這個"可"字。對軟件講，它的程序可編，也不難編。對硬件講，它的配置可變，而且也易于變。具體地講，PLC有五個方面的方便：（1）配置方便：可接控制系統(tǒng)的需要確定要使用哪家的PLC，那種類型的，用什么模塊，要多少模塊，確定后，到市場上定貨購買即可。（2）安裝方便：PLC硬件安裝簡單，組裝容易。外部接線有接線器，接線簡單，而且一次接好后，更換模塊時，把接線器安裝到新模塊上即可，都不必再接線。內(nèi)部什么線都不要接，只要作些必要的DIP開關(guān)設(shè)定或軟件設(shè)定，以及編制好用戶程序就可工作。（3）編程方便：PLC內(nèi)部雖然沒有什么實際的繼電器、時間繼電器、計數(shù)器，但它通過程序（軟件）與系統(tǒng)內(nèi)存，這些器件卻實實在在地存在著。其數(shù)量之多是繼電器控制系統(tǒng)難以想象的。即使是小型的PLC，內(nèi)部繼電器數(shù)都可以千計，時間繼電器、計數(shù)也以百計。而且，這些繼電器的接點可無限次地使用。PLC內(nèi)部邏輯器件之多，用戶用起來已不感到有什么限制。唯一考慮的只是入出點。而這個內(nèi)部入出點即使用得再多，也無關(guān)緊要。大型PLC的控制點數(shù)可達萬點以上，哪有那么大的現(xiàn)實系統(tǒng)？若實在不夠，還可聯(lián)網(wǎng)進行控制，不受什么限制。PLC的指令系統(tǒng)也非常豐富，可毫不困難地實現(xiàn)種種開關(guān)量，以及模擬量的控制。PLC還有存儲數(shù)據(jù)的內(nèi)存區(qū)，可存儲控制過程的所有要保存的信息?！傊?，由于PLC功能之強，發(fā)揮其在控制系統(tǒng)的作用，所受的限制已不是PLC本身，而是人們的想象力，或與其配套的其它硬件設(shè)施了。PLC的外設(shè)很豐富，編程器種類很多，用起來都較方便，還有數(shù)據(jù)監(jiān)控器，可監(jiān)控PLC的工作。使用PLC的軟件也很多，不僅可用類似于繼電電路設(shè)計的梯形圖語言，有的還可用BASIC語言、C語言，以至于自然語言。這些也為PLC編程提供了方便。PLC的程序也便于存儲、移植及再使用。某定型產(chǎn)品用的PLC的程序完善之后，凡這種產(chǎn)品都可使用。生產(chǎn)一臺，拷貝一份即可。這比起繼電器電路臺臺設(shè)備都要接線、調(diào)試，要省事及簡單得多。（4）維修方便：這是因為：①PLC工作可靠，出現(xiàn)故障的情況不多，這大大減輕了維修的工作量。這在講述PLC的第三個特點時，還將進一步介紹。②即使PLC出現(xiàn)故障，維修也很方便。這是因為PLC都設(shè)有很多故障提示信號，如PLC支持內(nèi)存保持數(shù)據(jù)的電池電壓不足，相應的就有電壓低信號指示。而且，PLC本身還可作故障情況記錄。所以，PLC出了故障，很易診斷。同時，診斷出故障后排故也很簡單?？砂茨K排故，而模塊的備件市場可以買到，進行簡單的更換就可以。至于軟件，調(diào)試好后不會出故障，再多只要依據(jù)使用經(jīng)驗進行調(diào)整，使之完善就是了。（5）改用方便：PLC用于某設(shè)備，若這個設(shè)備不再使用了，其所用的PLC還可給別的設(shè)備使用，只要改編一下程序，就可辦到。如果原設(shè)備與新設(shè)備差別較大，它的一些模塊還可重用。3.工作可靠用PLC實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制是非?？煽康?。這是因為PLC在硬件與軟件兩個方面都采取了很多措施，確保它能可靠工作。事實上，如果PLC工作不可靠，就無法在工業(yè)環(huán)境下運用，也就不成其為PLC了。(1)在硬件方面：PLC的輸入輸出電路與內(nèi)部CPU是電隔離。其信息靠光耦器件或電磁器件傳遞。而且，CPU板還有抗電磁干擾的屏蔽措施。故可確保PLC程序的運行不受外界的電與磁干擾，能正常地工作。PLC使用的元器件多為無觸點的，而且為高度集成的，數(shù)量并不太多，也為其可靠工作提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造工藝上，為使PLC能安全可靠地工作，也采取了很多措施，可確保PLC耐振動、耐沖擊。使用環(huán)境溫度可高達攝氏50多度，有的PLC可高達80--90度。有的PLC的模塊可熱備，一個主機工作，另一個主機也運轉(zhuǎn)，但不參與控制，僅作備份。一旦工作主機出現(xiàn)故障，熱備的可自動接替其工作。還有更進一步冗余的，采用三取一的設(shè)計，CPU、I/O模塊、電源模塊都冗余或其中的部分冗余。三套同時工作，最終輸出取決于三者中的多數(shù)決定的結(jié)果。這可使系統(tǒng)出故障的機率幾乎為零，做到萬無一失。當然，這樣的系統(tǒng)成本是很高的，只用于特別重要的場合，如鐵路車站的道叉控制系統(tǒng)。（2）軟件方面：PLC的工作方式為掃描加中斷，這既可保證它能有序地工作，避免繼電控制系統(tǒng)常出現(xiàn)的"冒險競爭"，其控制結(jié)果總是確定的；而且又能應急處理急于處理的控制，保證了PLC對應急情況的及時響應，使PLC能可靠地工作。為監(jiān)控PLC運行程序是否正常，PLC系統(tǒng)都設(shè)置了"看門狗"（Watchingdog）監(jiān)控程序。運行用戶程序開始時，先清"看門狗"定時器，并開始計時。當用戶程序一個循環(huán)運行完了，則查看定時器的計時值。若超時（一般不超過100ms），則報警。嚴重超時，還可使PLC停止工作。用戶可依報警信號采取相應的應急措施。定時器的計時值若不超時，則重復起始的過程，PLC將正常工作。顯然，有了這個"看門狗"監(jiān)控程序，可保證PLC用戶程序的正常運行，可避免出現(xiàn)"死循環(huán)"而影響其工作的可靠性。PLC還有很多防止及檢測故障的指令，以產(chǎn)生各重要模塊工作正常與否的提示信號?？赏ㄟ^編制相應的用戶程序，對PLC的工作狀況，以及PLC所控制的系統(tǒng)進行監(jiān)控，以確保其可靠工作。PLC每次上電后，還都要運行自檢程序及對系統(tǒng)進行初始化。這是系統(tǒng)程序配置了的，用戶可不干預。出現(xiàn)故障時有相應的出錯信號提示。正是PLC在軟、硬件諸方面有強有力的可靠性措施，才確保了PLC具有可靠工作的特點。它的平均無故障時間可達幾萬小時以上；出了故障平均修復時間也很短，幾小時以至于幾分鐘即可。曾有人做過為什么要使用PLC的問卷調(diào)查。在回答中，多數(shù)用戶把PLC工作可靠作為選用它的主要原因，即把PLC能可靠工作，作為它的首選指標。4.經(jīng)濟合算高新技術(shù)的使用必將帶來巨大的社會效益與經(jīng)濟效益，這是科技是第一生產(chǎn)力的體現(xiàn)，也是高新技術(shù)生命力之所在。PLC也是如此。盡管使用PLC首次投資要大些，但從全面及長遠看，使用PLC還是經(jīng)濟的。這是因為：使用PLC的投資雖大，但它的體積小、所占空間小，輔助設(shè)施的投入少；使用時省電，運行費少；工作可靠，停工損失少；維修簡單，維修費少；還可再次使用以及能帶來附加價值等等，從中可得更大的回報。所以，在多數(shù)情況下，它的效益是可觀的。4.3電器控制系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)的比較1.電器控制系統(tǒng)的組成通過第一章的學習可知，任何一個電器控制系統(tǒng)，都是由輸入部分、輸出部分和控制部分