【plc在工業(yè)自動化中的作用淺論13000字】

PAGE1plc在工業(yè)自動化中的作用淺析摘要：在現(xiàn)代工業(yè)生產設備中，采取了許多模擬控制設備還有數(shù)字量，例如，電閥的打開和關閉，產品數(shù)量，變量：氣溫、壓力、電流設置和控制以及發(fā)電機的啟動和停止等。可編程控制器PLC技術對于以上提及的的問題，是實現(xiàn)解決的最顯著、最有效的控制器。因此，PLC已被廣泛地用于工業(yè)控制領域。關鍵詞：可編程序控制器（PLC）；控制；自動化；發(fā)展；作用目錄TOC\o"1-3"\h\u28314前言 34550第一章可編程序控制器概述 3130331.1定義 3209881.2PLC的產生 4179121.3PLC的組成及分類 4113501.4PLC的工作原理 5205991.5PLC的編程 717365第二章PLC的現(xiàn)狀 8230822.1PLC的來源 8222202.2典型的PLC產品 9120842.3PLC在我國的作用 9213852.4PLC發(fā)展的重點 1021648第三章PLC技術的作用 11254313.1PLC工業(yè)自動化作用 11116743.2PLC作用中需要注意的問題——工作環(huán)境和抗干擾 129850第四章PLC實際作用舉例 13170434.1接觸器聯(lián)鎖正反轉控制使用PLC控制 14289414.2復合聯(lián)鎖正反轉能耗制動使用PLC控制 15226554.3斷電延時型星角降壓啟動能耗制動控制使用PLC控制 166134第五章PLC的發(fā)展趨勢和前景 1819674結語 185701參考文獻 19前言在這飛速發(fā)展，科技不斷創(chuàng)新進步的信息化時代，可編程控制器逐步為大眾熟知，可編程控制器又被人們叫做被稱之為Programmable

logic

Controller簡稱PLC，PLC的自動化產品被很廣泛的應用到了工業(yè)自動化的生產中，它為工業(yè)自動化的生產帶來了各式各樣可信的控制程序。它很好的解決了在工業(yè)自動化生產生活中操作不方便，不可靠等實際問題，而當今自動化生產的工業(yè)企業(yè)家就非常需要PLC這種先進的技術，來使自己的工業(yè)生產得到恰當?shù)目刂?，以提高生產效率及經濟效益。現(xiàn)如今，隨著社會的發(fā)展，人類的進步，科學技術越來越先進，計算機技術和通訊技術越來越發(fā)展，創(chuàng)新。在工業(yè)生產自動化中的控制方式也是發(fā)生了不斷的更迭，也就是優(yōu)勝劣汰，適者生存的例子在工業(yè)生產自動化中的實在的樣子。而PLC就像“臺柱子”一樣，在工業(yè)生產自動化中屹立不倒，還是在工業(yè)自動化生產中發(fā)揮著舉足輕重的作用。就是因為PLC不斷的吐故納新，不斷的采取新技術來充實自己，不斷的提高自身系統(tǒng)的開放性，來適應這高要求的自動化控制領域。PLC是計算機技術為基礎的新型工業(yè)自動化控制裝置。PLC通過不斷的發(fā)展與進步，自身同時具備了計算機的功能，自動化控制的本事以及通訊的能力。也就是這些因素，使PLC成為工業(yè)自動化控制領域的佼佼者。成為了工業(yè)自動化生產中的核心技術。除此之外，PLC還擁有著眾多的優(yōu)點，就比如說在可靠性這一方面特別的先進，有著完美的控制技術，在抗干擾這一方面更是不用多說，可以正常工作在有很強干擾的環(huán)境，在組合方式方面有著多變的選擇，最重要的是PLC編程容易，并且好操作。跟隨著科學技術的發(fā)展，PLC在工業(yè)自動化生產中控制的方式從開始的順序控制，邏輯控制進步到了連續(xù)的連續(xù)控制以及過程控制，從而使PLC技術正式成為工業(yè)自動化生產控制領域的重要技術！尤其是在CAD/CAM機器人開發(fā)研究技術中，它得到了廣泛的運用。PLC技術運用所涉及的領域面極其廣泛，主要領域涵蓋：順序、過程、位置的控制領域，還包括生產過程監(jiān)視、管理和網絡技術領域。系統(tǒng)集成是一種最優(yōu)化的綜合統(tǒng)籌設計，被應用于PLC領域，發(fā)展成為PLC技術。在最近這些年來，自動化計算機程序比如集散控制系統(tǒng)（DCS）和數(shù)控機床（CNC）的領域得到發(fā)展。PC技術被用作PLC中的一項附加技術，并已集成到嵌入式應用程序中。它是一種軟控制器，可以執(zhí)行實時擴展，并且只能使用便宜的芯片組來執(zhí)行浮點運算。可編程序控制器概述定義可編程控制器也稱為PLC，IEC(InternationalElectrotechnicalCommission)即國際電工委員會。其在1982年11月至1987年2月間，共發(fā)布了三稿關于可編程控制器標準（草案）。其中，第三稿將PLC定義為一種能夠應用到工業(yè)自動化生產的數(shù)字操作電子系統(tǒng)。PLC儲存指令的是較為先進的可編程內部存儲器，用來執(zhí)行PLC內部的邏輯操作、順序控制、定時、計數(shù)和算術操作，以及利用數(shù)字或模擬的輸入和輸出，來對機械或生產過程中的各種操作進行控制。PLC的產生工業(yè)自動化生產的時候，很多開關都是在統(tǒng)一的控制之下。比如，它們是根據(jù)邏輯條件，來實現(xiàn)順序操作。根據(jù)邏輯關系控制鏈，來實現(xiàn)保護操作。另外，還會收集很多離散的數(shù)據(jù)。此前，在傳統(tǒng)的工業(yè)生產中，這些操作是通過氣動控制系統(tǒng)，或者是電氣控制系統(tǒng)來進行的。但在1968年，美國先向通用汽車公司提供了電氣控制設備的替代品。等到了1969年的時候，美國數(shù)字公司發(fā)明了一種基于集成電路和電子技術的控制裝置，其開啟了使用這個程序進行電氣控制的時代。隨著科技的快速發(fā)展，可編程控制器的性能已經極大的超過了順序控制的范圍。曾有段時期PLC被稱作是可編程控制器PC(Programmable

Controlle)。但是，為了能夠和個人電腦PersonalComputer(PC)進行區(qū)分，被人們改為PLC（Programmable

logic

Controller）。在上個世紀末，PLC發(fā)展的勢頭是最為迅猛的，平均每年以30%-40%的速度在增長。也是在這個時候，PLC的處理模擬量、數(shù)字計算功能、人機界面功能和網絡功能等功能得到了很大的完善。隨后，PLC逐漸被使用到控制領域，甚至取代了以前的散裝控制系統(tǒng)（DCS），現(xiàn)如今在控制領域發(fā)揮著重要的作用。PLC的組成及分類從結構上劃分，可以將PLC上分為兩種分別是固定式和組合式，其中組合式又稱為模塊式。我們所熟知的電源、顯示板、處理器板、存儲塊等元素就屬于固定式的PLC。另外I/0模塊、內存，CPU模塊、機架等元素均屬于組合式的PLC，其中固定式元素組合成一個不存在的整體，組合式元素能按照一定規(guī)則組合、配置。根據(jù)設備中I/0點數(shù)的大小劃分，一般而言點數(shù)小于128屬于小型PLC；點數(shù)在256——1024之間屬于中型PLC；點數(shù)大于1024稱之為大型PLC。小型PLC不僅具有I/0切換功能，還可以與模擬I/0相連以及其他功能。小型PLC可進行算術運算、邏輯運算、數(shù)據(jù)傳輸、發(fā)出程序指令等；中型PLC與上文提及的組合式PLC相結合，在掃描過程中其處理方法包括兩類：一類是一般的PLC掃描處理方法；另一類被稱為直接處理方法，直接處理方法能對用戶程序輸入直接讀取，并且能對用戶程序進行更新。相比小型PLC，中型PLC的內存較為豐富，掃描速率也相應更高；一般而言大型PLC比起前兩種類型PLC不論是軟件功能還是硬件功能都更具優(yōu)越性，不僅是內存和掃描效率方面優(yōu)化，而且具有更多的程序指令系統(tǒng)可操作，同時強化了通信網絡功能。大型PLC能進行自我診斷，具有較大的自動化管理工廠。因為大型PLC可以同時采用三個中央處理器合成一個投票系統(tǒng)，所以能讓設備具有更高的可靠性。PLC的工作原理繼電器接觸器是最原始的控制設備，最初設計PLC是為了優(yōu)化繼電器接觸器，但是PLC與繼電器接觸器的運行原理不盡相同，繼電器接觸器使用并執(zhí)行的是固態(tài)邏輯換言之,倘若沒有接通電源或是沒有接通繼電器接觸器的開關，那么繼電器所控制電路都是處于開放狀態(tài)；然而與繼電器接觸器不同，PLC所采用、執(zhí)行的程序都是一致的模式：邏輯掃描用戶程序，換言之，輸出線圈和邏輯線圈是處于開啟狀態(tài)還是處關閉狀態(tài),不論線圈接觸是開放接觸點還是常閉觸點都會馬上見效,不會進行掃描?；赑LC與繼電器接觸器的工作原理不同，在自動化過程中，為防止二者之間的差異，PLC和繼電器控制觸點工作時間也不同，繼電器控制觸點的時長超過100ms，PLC掃描時長短不超過100ms?？梢?，在要求不高的情況下，PLC與繼電器接觸器的加工結果就不會不同。掃描技術在我們的主角PLC正常實行掃描技術的時候，它有三個步驟來完成操作，第一個步驟為信息的輸入，第二部為用戶程序的進行，第三部為輸出通過掃描得到的結果，把這三個步驟進行完算一個掃描周期，在這一掃描過程中，PLC的處理器會以某一速度反復的進行這三個階段。當PLC進行第一個步驟即信息的輸入的時候，所有的信息以及信息的格式會被PLC統(tǒng)一的識別，并統(tǒng)一的將這些數(shù)據(jù)記憶在I/O圖像區(qū)域的某一單元模塊中。當PLC進行完第一個步驟之后，就會接著進行用戶的程序步驟和輸出步驟，在進行第二步和第三步的時候，就算是輸入的信息或格式發(fā)生了變化，第一步記憶在I/O圖像區(qū)域中的信息也不會跟著改變。所以，當我們輸入PLC中的信息是脈沖的時候，為了能夠很好讓PLC進行識別這一信息，輸入的脈沖信息的寬度一定要大于PLC的一個掃描周期即PLC進行完這三個步驟所需要的時間。PLC的掃描結果呈現(xiàn)梯形圖形式，掃描方向是從上到下，在執(zhí)行第二個步驟用戶程序的進行階段就是采取此種掃描形式。在PLC對每一個用戶程序進行掃描的時候，PLC總是掃描以梯形圖中左邊觸點生成的控制電路，并且運用邏輯運算的方式在梯形圖上進行操作，從而產生四個觸點即上下，前后各一個。接著，PLC就會依照內部運算的結論，在內部存儲中進行存儲。然后在I/O的圖像區(qū)域顯示出狀態(tài)結果，或是在梯形圖中顯示特別的罕見的功能分析。用另外一種方式說，在PLC進行第二步進行用戶程序操作的時候，只有輸入的信息或信息格式被存儲在I/O圖像區(qū)域中才不會在后面的運行中發(fā)生改變，而其他輸出信息位于軟件設備中，信息或信息的格式有可能會發(fā)生改變。PLC在執(zhí)行完第一個步驟和第二個步驟之后，就進入了第三個步驟即輸出結果信息，當PLC掃描進入到了這一階段，PLC中CPU會按照I/O圖像區(qū)域中的相應的信息或信息狀態(tài)更新全部的輸出鎖存電路，然后通過相應的外圍機械設備顯示結果數(shù)據(jù)，這就是掃描得到的結果！PLC的I/O響應時間PLC系統(tǒng)里之所以每個開關端子的成分中都含有光伏絕緣。目的就是為增強其可靠性，提高其抵抗干擾能力。之所以采取固態(tài)并聯(lián)電路，是為了實現(xiàn)繼電器控制電路。PLC從通用微型計算機獲取用于各種目的（掃描技術）的樣本。PLC開光端子采用光伏絕緣并用微型計算器獲取樣本的目的是為了讓PLCI/O響應比普通（僅由通用微型計算器組成的）工業(yè)管理系統(tǒng)更具完善性。然而有得必有失，受PLC系統(tǒng)工作邏輯的制約，它的響應時間至少要經過一個掃描周期，通常情況下，它的響應時間都大于一個掃描周期。一般所說的I/O響應時間是指將一些輸入信號從可編程控制器（PLC）傳輸?shù)较到y(tǒng)的相應輸出信號所要用到的時間。PLC的編程PLC軟件系統(tǒng)主要包括兩個部分，一部分是系統(tǒng)程序，另一部分是用戶程序。系統(tǒng)程序主要由監(jiān)視軟件，編譯器軟件，診斷軟件等組成。該系統(tǒng)軟件由PLC制造商提供，并且包含一個無法訪問或篡改的EPROM。用戶程序是用戶根據(jù)現(xiàn)場控制要求以PLC編程語言編譯的軟件程序用戶程序是現(xiàn)場根據(jù)用戶需求，結合現(xiàn)場硬件設施，以PLC編程語言編譯的控制程序（這是邏輯控制），從而完成所有的控制。PLC系統(tǒng)最常用的編程語言是標準語言階梯語言。它的工作原理如下：下圖的觸點狀態(tài)分為常開和常閉兩種。這些觸點不但能夠連接到PLC輸入點上，還能夠連接到PLC內部繼電器的觸點上，還可以連接到處于內部寄存器狀態(tài)、儀表等的開關。梯形圖上的觸點連接方式包括兩種，一種是串聯(lián)方式，另一種是并聯(lián)方式。而線圈不能使用串聯(lián)的方式，只能使用并聯(lián)來連接。內部繼電器、儀表、寄存器等元件無法控制外部負載，此類元件只能反映使用處理器的中間結果。。PLC系統(tǒng)會自動定期檢查事件，并根據(jù)梯形圖指示，準確無誤地執(zhí)行事件。如果出現(xiàn)掃描周期相同的情況，會將該情況存儲在輸出狀態(tài)寄存器里面，可以將輸出狀態(tài)寄存器的輸出點值用作用戶程序中的條件。1、梯形圖和繼電器控制差異電路圖符號如下所示：繼電器是工業(yè)生產中常見的元件，在自動化中也常見，通常在簡單的自動控制中使用，其組件極少，只有常開觸點，常閉觸點和線圈三部分。為了在生活實際生產中簡化說明提高效率，國際上指定特定的字符來表示，如線圈KM等。在PLC的使用中也是如此，PLC程序通常采用簡單易懂的梯形圖來作為寫入程序，在plc梯形圖中也是具有常開和常閉觸點的符號表示，各種軟設備表示也可以通過帶有側面標記的X，Y，M，S，T和C表示。Plc它最大優(yōu)點是可以在不同的步驟中多次重復使用一個意義的觸點，而在繼電器卻很難實現(xiàn)這一目標，畢竟觸點不可能無限的并列下去。2、編程元件類型：PLC軟件的編程組件總共有八種類型，分別為：第一，輸入繼電器（X）；第二，輸出繼電器（Y）；第三，輔助繼電器（M）；第四，狀態(tài)繼電器（S）；第五，計時器（T）；第六，計數(shù)器（C）；第七，數(shù)據(jù)寄存器和指針（D）。關于這些組件的功能，可以通過網絡或者介紹不同版本的PLC書籍中找到相關的內容，因此在這里我們就不進行衍生拓展。3、編程元件指令：編程元件指令主要分為LD(功能含意)和X000(元件地址)，表達式一般為LDX000，LDIY000……4、掌握PLC基本指令：學習與使用PLC從簡單開始，上文介紹了指令組成，這里對功能含義進行拓展，LD為取指令功能，LDN為取反指令功能，OUT為輸出指令功能；在電工LD和LDI條件下，第一個常開，第二個常閉。這兩個指令最常用于每個圓的第一次接觸（這是左總線的第一次接觸），當然，它也可以出現(xiàn)在圓形塊和其他并聯(lián)連接的第一次接觸中。第二章PLC的現(xiàn)狀2.1PLC的來源1.在不同的制造業(yè)（以幾何形狀和機械特性的變化為特征和以從原材料到原材料的物理和化學變化為特征）中，需要統(tǒng)一的控制大量數(shù)據(jù)以及變量，并且有時需要按順序執(zhí)行大量的順序操作與邏輯控制，以及收集在這過程中產生的一些分散數(shù)據(jù)。在傳統(tǒng)制造方式中，這些操作能夠經過氣動或電動控制系統(tǒng)來實現(xiàn)，但這要消耗大量的資源，并且控制系統(tǒng)會異常龐大與復雜。為了解決這個問題，在1968年，美國的企業(yè)便提出希望采用電子控制設備代替GM（通用汽車）的龐大控制系統(tǒng)。隨后便招標公司來完成這一目標，隨著時間推移，一年內，美國數(shù)字公司（AmericanDigitalCorporation）便創(chuàng)造了一種基于集成電路和電子技術的電子控制設備，該設備可以實現(xiàn)電氣控制功能，并且通過編程可以極為簡便的改變控制系統(tǒng)。由此，開啟了第一代PLC的篇章。2.隨著計算機技術和電子技術的發(fā)展，計算機承載的功能越來越多，這些功能越來越強大，PLC的外延也隨之不斷擴展。3.因為個人計算機和可編程控制器容易產生混淆，所以為了能夠將可編程控制器與個人計算機相區(qū)分，美國的AB公司于是把可編程控制器稱為可編程邏輯控制器（PLC），并為之注冊了商標。即便如此，當今，PLC仍然有部分人經常被稱為PC。4.自1980年以來的十年，在這段期間PLC增長的最為快速，幾乎每年的使用率能夠增長30%-40%。此外，PLC在處理模擬量數(shù)據(jù)，數(shù)字計算功能方面，人機界面功能方面和聯(lián)網功能的能力都大大的提高了。在這之后，PLC漸漸的被運用到過程控制領域，并以迅雷不及掩耳盜鈴之勢替換了過程控制領域中占主導地位的DCS系統(tǒng)，如今兩種系統(tǒng)基本五五開。5.這些年來，PC在工業(yè)計算技術（IPC）和現(xiàn)場總線技術（FCS）方面得到了極大的發(fā)展，這在一定程度上遏制了PLC的增長速度，將來PLC將更多的用于控制工業(yè)自動化。6.當今世界，全球大約有200多家PLC的制造商，他們貢獻并生產大約300多種類型的優(yōu)質的PLC產品，用于全世界企業(yè)的自動控制系統(tǒng)，例如汽車業(yè)占了23％、食品加工業(yè)占了16.4％、化學和制藥業(yè)占了14.6％、金屬和采礦業(yè)占了11.5％以及紙漿和造紙業(yè)占了11.3％。2.2典型的PLC產品1.國外在國外plc具有許多優(yōu)秀的廠家，他們都有優(yōu)秀的產品，也成就了許多經典的型號。施耐德公司，其優(yōu)秀的PLC系列有NEZAPLC（TSX08系列）、QuantumPLC（140系列）、MicroPLC（TSX37系列）、PremiumPLC（tsx57系列）等；羅克韋爾公司，其優(yōu)秀的PLC系列有SLC、MicroLogix、ControlLogix等；西門子公司，其優(yōu)秀的PLC系列有SIMATICS7-400/300/200系列；另外較為厲害的PLC生產廠商還有GE公司、歐姆龍公司、三菱公司、富士公司、松下公司等。2.國內PLC在中國大約有30個左右的生產工廠，但都沒形成大規(guī)模的產能和名牌，其中有部分廠家基本就是是通過仿造，組裝或貼別人的牌子生產的，這不經使得國人有點遺憾。2.3PLC在我國的作用盡管我國的在PLC生產中較為薄弱，但我國在PLC中起到的作用是不可忽視的。這些年來，我國每年投資PLC相關的產品約10萬套左右，每年銷售金額高達30億元，由此可見這是個非常賺錢的行業(yè)。在我國，由于使用的需要，便根據(jù)輸入/輸出點數(shù)，將plc系列分為如下級別（該級別僅為參考級別，并不絕對，并且這與國外分類方法還是有一些差異的）：迷你的PLC系列：32左右的輸入或輸出點數(shù)小型的PLC系列：256左右的輸入或輸出點數(shù)中型的PLC系列：1024左右的輸入或輸出點數(shù)大型的PLC系列：4096左右的輸入或輸出點數(shù)兆型的PLC系列：8192左右的輸入或輸出點數(shù)在我國，企業(yè)所使用的PLC幾乎囊括了世界上所有的品牌，這不但令人驕傲，同時也令人深思。從工業(yè)使用和生產角度出發(fā)，可以看出每個國家的PLC都具有自己的閃光點。使用大中型集中控制系統(tǒng)的企業(yè)大多使用歐州與美國生產制造的PLC。在像機床、設備自動化和OEM類似的需要使用中小型控制系統(tǒng)的產品中，這方面通常使用日本的PLC。為何會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象呢？這其實是與企業(yè)的實際需求所決定的，歐洲與美國所生產的PLC在計算機網絡和所配套的軟件方面具有較大優(yōu)勢，問題少且使用舒心。而日本所生產的PLC在設備的靈活性和售賣價格方面具有顯著優(yōu)勢。在國內PLC的供應渠道大致可以分為五個環(huán)節(jié)：生產商、經銷商、系統(tǒng)集成商、OEM用戶和終端用戶。在五個環(huán)節(jié)中，其實很多PLC設備只需要經過經銷商和系統(tǒng)集成商就可以到達終端用戶。2.4PLC發(fā)展的重點1.人機界面更加人性化隨著軟件行業(yè)的蓬勃發(fā)展，PLC制造商的軟件水平得到極大的提高，比如：很多PLC品牌已經有了自己的開發(fā)平臺和配置程序，這種軟、硬件同時組合的形式使得系統(tǒng)性能得到不斷提高。并且，這種組合方式可以減少系統(tǒng)的開發(fā)、運行和維護成本，它促進了人類車輛系統(tǒng)的出現(xiàn)。如今，在人類生產、生活中對于PLC+網絡+IPC+CRT的模型使用很普遍，在便利我們生活的同時，也能提高生產力。2.網絡通訊能力的提高在初始的中央控制器模板提供的RS232/422/485接口的基礎上，PLC生產商不斷革新技術，對各類通信接口進行改進，以此來創(chuàng)建完備的通訊網絡。在通信技術得以不斷提高的同時，用戶提高了對開源的使用需求，因此，同樣使得現(xiàn)場總線技術和以太網技術不斷完善。最典型的例子是羅克韋爾AB主要支持三層網絡結構，主要是SiemensProfibus-DP、Profibus-FMS、EtherNet，ControlNet，DeviceNet網絡。3.開放性和兼容性取得了長足的進步在設計PLC時，為了壟斷和擴展各自的市場，每個PLC制造商都占據(jù)統(tǒng)治地位，每個人都有自己的標準，兼容性差，不僅給客戶帶去不好的體驗，還增加了他們的使用成本。開放性能夠帶來持續(xù)的折衷和競爭，并可以解決前述的這些問題，所以得到了很多制造商的認可。開放過程具體表現(xiàn)為：第一，IEC設定了現(xiàn)場總線標準，該標準共有8個。雖然有人說在這8個標準中，有些不能稱之為“標準”，但這是爭辯后達成的統(tǒng)一標準。在達成統(tǒng)一的標準后，制造商也只能根據(jù)這些標準進行相應的新產品開發(fā)。IEC根據(jù)Windows研發(fā)了編程語言標準IEC61131-3，這個編程語言標準涉及了五種編程語言，分別為：IL，即指令列表；LD，即梯形圖；SFC，即順序功能圖；FBD，即功能框圖；ST，即結構化文本。其是一個標準化的文件，根據(jù)該文件，基于數(shù)字技術的可編程邏輯控制設備將具有高度的開放性。雖然PLC開發(fā)工具并不是最重要的，但基于此用戶可以在使用過程中根據(jù)自身需求，對不同品牌的產品進行選擇。OPC基金會引進了OLE過程控制標準，其可以使得軟件和硬件快速交互。一些產品在經過OPC的資格測試之后，可以很快地、不間斷地進行數(shù)據(jù)交換?，F(xiàn)今，很多的PLC軟件產品、開發(fā)工具、執(zhí)行器和其他設備都擁有OPC功能。4.PLC的功能范圍擴大隨著PLC網絡功能、模擬處理功能、計算功能等的不斷完善，以及計算速度的不斷提高。PLC不僅僅使用于邏輯控制方面，而更多地使用在了控制過程的方方面面。PLC除了在石化工藝等相類似的領域還保有功能程序外，在其它多個程序中替換了成本較高的DCS程序，由原來的PLC（順序控制）+DCS（過程控制）方式，變成后來的PLC（順序控制）+IPC（進程間通信）方式。5.以太網技術導致PLC發(fā)生變化以太網技術的使用成本比工業(yè)網絡的使用成本要低很多，所以其應用的范圍較廣。但人們在控制領域引入以太網技術的時候也會面臨諸多困難，如：首先設備無法適用惡劣的工業(yè)環(huán)境；其次以太網設備通信的可靠性不足。目前為止，對于以太網技術到底能不能被運用到工業(yè)控制領域這個問題還存有爭議。但就形勢而言，以太網技術在工業(yè)管理系統(tǒng)中的使用越來越多，本著未雨綢繆的態(tài)度，各種PLC制造商都推出了適用于以太網的產品或中間應用程序。第三章PLC技術的作用3.1PLC工業(yè)自動化作用控制室是現(xiàn)代工業(yè)自動化中不可缺少的部分，是工業(yè)自動化中用來供配電的場所，而PLC就廣泛的用于控制設備，從而運用到了控制室中，而PLC除了用于控制室中還應用于生產現(xiàn)場的單獨設備中，使工業(yè)生產更加具備自動化，很大程度為工業(yè)生產提供了方便，大大提高了工業(yè)的生產效率。例如，在電廠中，在配電室里通斷電，或是現(xiàn)場吹灰器電動機的正反轉，都極大程度的運用了PLC。在工業(yè)生產中，有很多的設備，而在這些設備中大多數(shù)都具有強大的電路，有強大的電流，從而形成強大的電磁環(huán)境，會影響現(xiàn)場的通信，數(shù)據(jù)分析，有時候連手機電話都打不通。但似乎PLC就是專門為這一惡劣環(huán)境而生的控制設備一樣，在PLC的設計和制造過程中使用了能多級抗干擾的組件和尺寸，從而讓PLC對惡劣的的工業(yè)生產環(huán)境產生了免疫，絲毫不會因為受到惡劣環(huán)境的影響而不正常工作運行。除此之外，PLC還具有很好的操作穩(wěn)定性，可不需要特殊的工業(yè)保護措施即可正常使用。電氣控制設備很重要的一個特點是可靠性較高?？删幊炭刂破鞑捎昧爽F(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術、剛性制造技術、內環(huán)采用高可靠性防振技術等。比如，日本三菱公司生產的F系列PLC，它的壽命一般是30000小時。有些使用超額中央處理器的PLC有著很長的平均故障間隔時間。從PLC的外圈來建立管理系統(tǒng)，這種方式建立的接線觸點和開關觸點的數(shù)量，要比同等規(guī)模的繼電器觸點系統(tǒng)的少上百倍。另外，當發(fā)生事故時，PLC能夠及時的進行檢測并發(fā)送報警信息。用戶可以利用這個功能，來編寫外圍設備的自助故障程序，增加其它設備和電路的自保功能。正如前文所提及的，PLC系統(tǒng)的運用程度已經逐步擴大化，涵蓋了重工業(yè)（如石油、鋼鐵、電力等）領域和輕工業(yè)（如紡織業(yè)）領域以及第三產業(yè)（如運輸）等領域。PLC在工業(yè)自動化中的作用可以總結為四類，第一類為邏輯控制：這類是PLC在工業(yè)自動化中最為基礎和通常應用的領域。PLC代替了傳統(tǒng)模式下的繼電器電路，為工業(yè)生產提供可靠穩(wěn)定的邏輯性的控制和接連的控制；PLC控制的設備的范圍相當?shù)膹V泛，有些是用PLC控制獨立的設備，而有些是用PLC來控制由很多設備組成的設備組。比如說用來打印的機械，裝訂書的機械，以系列化、標準化的常用部件為基礎，加上寥寥無幾的專用部件組成的專用式機床等等；第二類為模擬控制：在工業(yè)生產活動中有一直在變化的變量，如溫度的測量值，壓力的測量值，流量的測量值，液位以及流速等眾多模擬量。但如果我們要把這些模擬量直觀的顯示出來，就必須要經過A/D轉換，即把模擬量轉變?yōu)閿?shù)字量?，F(xiàn)如今GC系列的可編程控制器IO模塊涉及5大類，分別為：數(shù)字量輸入和輸出、模擬量輸入和輸出、通訊擴展！因此PLC具備輕松的完成將模擬量轉變?yōu)閿?shù)字量，將數(shù)字量轉變?yōu)槟M量的A/D，D/A的轉換模塊，轉化后在進行變量控制的環(huán)節(jié)就顯得較為容易；第三類為運動控制：可編程控制器可以控制線性運動（如圓周運動），在轉向設計的初期階段，PLC的I/O模塊僅僅被用來連接發(fā)動機和位置傳感器，而現(xiàn)如今已很大程度的應用于線性運動的控制單元。例如，用PLC來控制步進電機的運行，和控制伺服電機的單軸或多軸模塊。全球很多的高科技產品幾乎都具有運動控制模塊。例如各種設備的制造，機床的制造，機器人的開發(fā)開發(fā)與研究，電梯的制造等場合。第四類為過程控制：PLC可以用模擬量I/O模塊，來控制不斷發(fā)生變化的溫度、流量、壓力等的模擬量。因為大中型PLC都具備比例-積分-微分控制器（PID）閉環(huán)控制功能，所以PLC被廣泛的用到電力、化工、機械、冶金等行業(yè)。3.2PLC作用中需要注意的問題——工作環(huán)境和抗干擾1.溫度PLC系統(tǒng)設計的工作時環(huán)境溫度在0攝氏度至55攝氏度之間。故在安裝環(huán)節(jié)，組件不能接觸高溫熱源，并且保證有良好的通風散熱條件。主體與加寬部分之間的距離應大于30毫米；用通風鎖阻止日光暴曬；當安裝時外界溫度超過55℃時，必須有配套的通風散熱系統(tǒng)，如大功率風扇，2.濕度為了PLC系統(tǒng)正常穩(wěn)定的運行，空氣相對濕度應小于85％確保PLC絕緣性能。3.振動振動頻率范圍在10至55赫茲之間時PLC系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定的運行，應盡可能讓PLC遠離振動源。當不可避免的振動時，應采取適當?shù)臏p震措施。4.天線天線應避免接觸腐蝕性和可燃性燃氣體，如HCl(g)和H2S(g)。當使用環(huán)境無法滿足上述要求時，可以采用空氣凈化器改善使用環(huán)境，5.電源PLC電源為50赫茲，220伏（1±10％）交流電源。PLC本身就具有較強的抵抗電力線干擾的能力。在對可靠性要求較高或是現(xiàn)場干擾能量比較強的環(huán)境中，可以采用具有保護層和1：1轉換系數(shù)的絕緣變壓器，用來減少地面與設備之間的互相干擾，LC濾波電路也可采用串聯(lián)方式連接到電源輸入。FX系列PLC系統(tǒng)具有DC24伏輸出端子，可將直流24V電源輸入提供給傳感器（例如光伏或接近開關）。在輸入過程中使用外部直流電源時，必須使用穩(wěn)定的直流電源。由于傳統(tǒng)凈化器和過濾器的電源會受到波動的影響，因此容易使PLC接收到錯誤的信息。PLC應遠強干擾源，如電焊機，大功率整流器等，同時不可以和高電壓電氣設備近距離安裝在一起。PLC系統(tǒng)的輸入、輸出必須分別指定，并且開關號和模擬號也必須分別顯示。傳輸模擬信號時，必須保護電線，保護層的一端或兩端必須接地，并且接地電阻必須比保護層的電阻小1/10。連接電纜應分開放置在PLC主機與擴展單元和功能模塊之間，以防止受到外部信號的干擾。第四章PLC實際作用舉例PLC在工業(yè)自動化生產中擁有著舉足輕重的作用，下面是PLC在工業(yè)自動化生產中運用到的經典例子。4.1PLC控制——接觸器聯(lián)鎖正反轉控制在第一層和第二層的X000和X001總線旁邊，存在一些由PLC外部按鈕SB2和SB3控制的斷開觸點，這些觸點在收到斷開信號后，相關的X000或X001總線就會被關閉。作為輸出繼電器的Y000或Y001，通過第一級或第二級相應電路的串聯(lián)連接閉合。輸出繼電器線圈閉合后，將其連接到常開觸點Y000或Y001。一次關閉會創(chuàng)建出一種關系，這種關系叫做自我保險關系。連接上輸出繼電器外圍設備的相關接觸器，就可以使電動機開始運行工作。停止SB1外部按鈕上的控制，該按鈕斷開常閉觸點X002的連接，該常閉觸點連接到第一級和第二級時，就可以關閉發(fā)動機（前部或后部）。通過外部FR提供熱保護，該外部FR斷開連接到第一級和第二級上的常閉觸點X003時，也可以導致發(fā)動機的停止。以此來確保第一級和第二級中的常閉觸點Y001和Y000的功能，在旋轉過程中停止反向旋轉。類似地，在反向旋轉期間發(fā)生反向旋轉，這只是其中的一種類型。它在狀態(tài)操作中的本質是相互聯(lián)系的。在此特別要注意：由于PLC的運行速度非?？?，如果在前后控制位置不需要外圍鎖定，則會導致短路。所以必須記住的是，僅通過鎖定PLC內部是不會達到效果的。4.2PLC控制——復合聯(lián)鎖正反轉能耗制動該圖顯示了后制動動態(tài)控制和前制動動態(tài)控制被PLC控制替代。工作原理：當連接到外部SB1按鈕時，第二步X000正常，一般第一步X000打開觸點以使其閉合，閉合觸點同時打開，并且具有連接效果的可逆功能通?？梢蚤]合觸點X00001。，X001和Y002串聯(lián)連接才能閉合。一旦Y000腳踝閉合，Y000與第一步的常開觸點閉合頁面相互平行，此時對Y000頭部產生保護（當串行連接到第二步時，Y000的常閉觸點斷開）以允許反向旋轉。）基于Y000是處于閉合狀態(tài)，前旋轉接觸器打開，從而使發(fā)動機運轉。第二步的操作類似于第一步：在第二步中，按下SB2外部換向按鈕X001以正常打開觸點（在第一步中，常閉觸點X001立即斷開，可以將其停止旋轉以充當鎖），斷開Y001輸出繼電器線圈，然后閉合Y001線圈，以便第二級連接到通常平行于斷開觸點的母線側Y001。該點閉合以創(chuàng)建一個自線（將Y001常閉觸點連接到第一側）。步驟，懸掛連接，以便在反向旋轉的情況下不允許反向旋轉。互連的作用）。當Y001閉合時，往復接觸器打開以啟動發(fā)動機。要停止，必須先關閉SB3按鈕，第三步的常開觸點X002（打開第一步和第二步的常閉觸點X002并停止前或后旋轉操作）。定時器的常閉觸點與輸出繼電器繞組Y002和定時器繞組T0相連。當定時器的常閉觸點與Y002相連時，第三級母線上的常開觸點Y002被鎖定，進而形成資自制Y002線圈。（在這個時候，Y002二級常閉觸點處于斷開狀態(tài)，并且可以安全地完成前后旋轉），因此Y002連接到外部接觸器KM3，并且KM3以動態(tài)直流能量運行制動力。上述定時器和Y002同時鎖定。計時器在關閉時間開始。計時器時間為4S（計算方法：T0的單位時間為100m，K的值為40：10040=4000ms1S=1000ms）。當4S到期時，斷開與第三液位點T0串聯(lián)的常閉觸點，關閉操作將終止。這些樓梯圖上沒有熱繼電器。常閉觸點X003可以安裝在第一級和第二級Y000和Y001線圈的前端，而FR通常從外部連接到斷開觸點。類似地，由于該圓是前后圓，因此必須在圓的外部設置所需的觸點輔助觸點百葉窗。4.3PLC控制——斷電延時型星角降壓啟動能耗制動PLC對延時定時器不能關閉，只能起啟動作用。其工作原理可用梯形圖表示:當SB2外部開關被打開時，此時的第一級常開觸點狀態(tài)是處于閉合，其中在常開觸點中，X001、T1、T0、Y002連接到輸出繼電器。合上Y000線圈將使第一個分支的第一個分支常閉，形成Y000線圈并且Y000線圈與常開觸點相互平行，此時再將Y000驅動接觸器連接到類似電機形狀的KM3。在這期間第二階段，閉合位于母線左側常開觸點Y000，輸出繼電器Y001與Y002的常閉觸點相連，其他支路與X001、Y003的常閉觸點相連。相位串計時器螺旋T0(K值40)。因基于Y001線圈處于閉合狀態(tài)，因此Y001與支路相平行并且也是處于閉合狀態(tài)，進而形成了Y001螺旋?；赮001線圈處于閉合狀態(tài)，因此外部接觸器KM1也是閉合的，且KM1與Y001相連，發(fā)動機以星形連接開始狀態(tài)起動。Y001處于關閉轉態(tài)，計時器開始倒計時。經過4S之后，定時器T0是關閉狀態(tài)。在第一階段，當輸出繼電器Y000斷開時，星形連接也會處于斷開狀態(tài)。在這期間，把位于總線左側的T0常開觸點鎖定到第三步，并將輸出繼電器Y002系列連接到其他常開觸點X001和Y000。當觸點連接到Y002，同時將Y002一端與左側總線通道相連，此時Y002線圈將為其提供保護。與Y002線圈相連后，連接的接觸器KM2以完成星形角轉換并進入發(fā)動機角連接狀態(tài)。Y002和Y001常閉觸點串聯(lián)連接，第一步和第三步主要是星形和角形互連。停止時按下SB1按鈕。最終結果顯示，在梯形圖中關閉SB1后，的第一步之后，第二步和第三步串聯(lián)到X001的常閉觸點。目的是為了確保發(fā)動機不論處于何種情況下，都能安全停止其正在運行的工作形態(tài)。第四步是將X001連接到常開觸點。閉合后，輸出繼電器Y003接通，定時器采取串聯(lián)方式連接到下一個定時器的常閉觸點。一旦Y003線圈閉合，則Y003通常將打開的觸點連接到第一級，將第二分支連接到Y000線圈，從而閉合KM3，以使電動機處于星形連接位置以固定DC通道。電動機關閉交流電源后，砧座閉合后，外部接觸器KM4驅動電動機以提供直流能量以進行動態(tài)制動。當線圈Y00