可编程序机床控制器（精选12篇）
可编程序机床控制器 篇1
一、引言
随着微电子技术的突飞猛进, 可编程序控制器在工业领域的应用非常广泛, 既有单机作为继电器逻辑电路的替代品, 又有作为控制设备的核心部件。随着自动化程度的提高, 它既可以作为现场控制的部件, 又可以作为现场更高一级管理的控制部件。随着网络技术的发展, 作为成熟技术, 可编程序控制器已被广泛应用到机床、冶金、化工、石化、等各个领域, 极大提高了劳动生产率和自动化程度。
二、可编程序控制器原理
以下分3个方面介绍PLC的工作原理
1.输入输出信息变换、可靠物理实现可以说是PLC实现控制的两个基本要点。输入输出信息变换靠运行存储于PLC内存中的程序实现。PLC程序有生产厂家开发的内装在PLC内部的系统程序, 又有用户自行开发的, 后装入PLC中的应用程序。系统程序为用户提供运行平台, 同时进行必要的公共处理, 如自检、I/O刷新, 与外设、上位计算机或其他PLC通信管理。用户程序由用户按照控制的要求进行设计。
可靠物理实现主要靠输入 (I) 及输出 (O) 电路。PLC的I O电路都是专门设计的。输入电路要对输入信号进行滤波, 以去掉高频干扰, 而且与内部计算机电路是电隔离的, 靠光的耦合建立联系。输出电路与内部也是电隔离的, 用光或磁的耦合建立联系。输出电路还要进行功率放大, 使其足以带动一般的工业控制元器件, 如电磁阀、接触器等。
PLC的输入电路时刻监视着输入点的通断状态, 并将此状态暂存于每一输入点所对应的输入暂存器中。输出电路有输出锁存器。每一个输出点都有一个与其对应的输出锁存器, 它也有两个状态:高和低电位状态。
2.PLC实现控制的过程。速度快、执行指令短是PLC实现控制的基础没有PLC。电器触点与PLC的输入点相接, 一般都用常开触点, 如图1所示。从电路上说, 00000接按钮SB1, 00001接停止按钮SB2, 两个按钮的另一端接直流电源+24V端。而直流电源0V接COM (公共回路端) 端, 实现对YA进行控制。只要启动按钮SB1合上, 输入点00000将置1, 当然, 如果未按下, 回路不通, 即置为0。输入点有状态, 则对应的就有一个输出点响应。只要输出锁存器置1, 输出点与COM间即可成为通路。置成0, 则这个通路不通。从图1可知, 只要01000与COM构成通路, 即可使电磁铁YA得电, 开始工作。其程序共有五条指令, 如表1所示。
3.PLC实现控制的方式。由于扫描加中断与立即刷新, 加上PLC工作速度的提高, 当今较先进的PLC在毫秒内实现对外部信号的响应, 检测到每秒几十、几百KHZ的脉冲信息。
三、可编程序控制器的应用
这里介绍一下PLC在机床行业中的应用。在机床行业中, 对PLC的使用非常广泛, 也是必不可少的。在减少机床控制元器件的同时, 也大大实现了机床自动化控制。在PLC没盛行之前, 所有机床的动作都靠接触器、继电器等元器件的相互关联来实现。自从PLC出现以后, 大大减少了机床电气元件的使用数量, 这些元器件所完成的动作全部由PLC自身来完成。下面, 本文以镗床 (T6216A) 的一部分电气控制作为范例, 说明PLC在机床行业中的应用。
T6216A的主轴和进给部分是整个机床的核心。主轴转进给才能有, 它们是互锁的。反过来, 主轴停止了进给也就停。
四、可编程序控制器面临的挑战和发展前景
挑战。在工业控制中, 除了PLC, 还有不少其他工业控制器。最常用的有集散控制 (DCS) 、现场总线 (FCS) 、计算机控制 (PCC) 、数字控制 (NC) 等。这些控制各出现在不同的年代, 各有其特点和运用范围。但都是基于计算机或微处理器、信息处理、数据存储、图像显示及联网通信技术, 都是通过运行程序实现控制及信息处理。
发展前景。PLC是现代工业自动化的三大支柱之一, PLC的生命力是强大的。它控制范围可大也可小, 几乎所有的控制领域都可用它;它控制的对象可也是开关量、模拟量、脉冲量等数据;它可用作控制也可用作数据终端、系统诊断, 几乎什么工程任务都可用到它。并且几乎每年都有新品种问世, PLC自身的概念还在不断的更新, 产品价格较低, 社会需求量大。所以, PLC的发展前景是无限量的。
参考文献
[1]宋伯生.PLC编程理论、算法及技巧[M].北京:机械工业出版社, 2005.
[2]柴瑞娟, 陈海霞.西门子PLC编程技术及工程应用[M].北京:机械工业出版社, 2006.
可编程序机床控制器 篇2
《机电控制与可编程序控制器技术》课程设计说明
课程设计是本专业集中实践环节的主要内容之一，是学习专业技术课所需的必要教学环节。通过课程设计的教学实践，使学生所学的基础理论和专业知识得到巩固，并使学生得到运用所学理论知识解决实际问题的初步训练；课程设计的设置应使学生接触和了解实际局部设计从收集资料、方案比较、计算、绘图的全过程，进一步提高学生的分析、综合能力以及工程设计中计算和绘图的基本能力，为今后毕业设计做必要的准备。
通过本课程的学习使学生掌握可编程控制器的工作原理及基本构成，掌握可编程控制器的应用范围与应用环境等。着重培养学生设计、安装、调试、运营、管理以可编程控制器为核心的自动控制系统的能力。要求学生能够运用可编程控制器改造继电控制系统，提高生产设备可靠性和生产效率的能力。同时培养学生运用以可编程控制器为核心的自动控制系统的技术标准、技术规范、技术手册等技术资料的能力。
可编程序控制器的比较使用 篇3
目前世界上生产PLC的厂家很多,美国通用电气公司、德国的西门子公司、日本的三菱、欧姆龙等公司都比较著名。市面上常用的有三菱FX2系列、松下FP1系列、欧姆龙C系列和西门子S7系列等机型。尽管不同厂家生产的PLC种类和功能不尽相同,但其基本结构与工作原理却大体相同。结合近几年的教学,笔者就常用四种机型的基本使用作简单的比较,不当之处请读者批评指正。
一、内部继电器的比较
1. 输入/输出继电器功能及编号
输入继电器是PLC接收来自外部输入设备开关信号的接口,由外接开关信号来控制。输出继电器是PLC向外部负载传送信号的器件,其通断是由程序执行结果决定的。不同的PLC其输入和输出继电器的编号和个数是不相同的。
(1)三菱FX2系列。FX2系列PLC最多有128个输入继电器,128个输出继电器。其输入(X)、输出(Y)继电器编号采用八进制,即X000～X177 ,Y000～Y177。以FX2-24M为例,其输入12点:X0～X13,输出12点:Y0～Y13。
(2)松下FP1系列。FP1系列PLC有C14、C16、C24、C40、C56、C72等型号,其中C16输入:X0～X7 ,输出:Y0～Y7; C24 输入:X0～XF ,输出:Y0～Y7; C40输入:X0～XF、 X10～X17,输出:Y0～YF。
(3)欧姆龙C系列。C系列P型PLC输入继电器占有5个通道,CH00～CH04,编号为:0000～0415,最多80个。输出继电器占有5个通道,CH05～CH09,编号为0500～0915。以P20为例,其输入12点:0000～0011,输出8点:0500～0507。
(4)西门子S7-200。输入继电器用I表示,输出继电器用Q表示。继电器的存储范围与CPU种类有关,如CPU212 的PLC输入:I0.0～I7.7,输出: Q0.0～Q7.7;CPU221 的PLC输入:I0.0～I15.7,输出: Q0.0～Q15.7。
2.辅助继电器功能及编号
辅助继电器起信号转换作用,类似继电控制中的中间继电器,不能直接驱动外部负载。
(1)三菱FX2 系列 。FX2系列辅助继电器可分为通用辅助继电器、失电保持辅助继电器和特殊辅助继电器三种,其地址按十进制编号。
通用辅助继电器编号为M0～M499,没有后备电池支持。失电保持辅助继电器的编号为M500～M1023。还有256个特殊辅助继电器,编号为M8000～M8255。如运行监视继电器M8000,初始化脉冲继电器M8002。还有状态元件S0～S899,报警器S900～S999等。
(2)松下FP1系列。FP1系列寄存器配置有内部通用继电器R0～R62F,特殊继电器编号R9000～R903F,通用“字”继电器WR0～WR62,专用“字”继电器WR900～WR903,通用数据寄存器DT0～DT8999,专用数据寄存器DT9000～9067等及其他。
(3)欧姆龙C系列。内部辅助继电器只有基本单元有,分配在CH10～CH18通道,18通道仅用到00～07位。内部继电器编号为1000～1807,共136个。专用内部辅助继电器16个,编号1808～1907。
保持继电器共160个。编号为:HR0000～HR0915。暂存继电器8个,编号为TR0～TR7。数据存储继电器DM以通道为单位使用,编号为DM00～DM63。
(4)西门子S7-200。通用辅助继电器称位存储区用M来表示,一般以位单位使用,但也可以用作其他单位作用,如字节、字、双字。存储区的存储范围与CPU有关,如CPU212的PLC位存储区M0.0～M15.7,CPU216的PLC位存储区M0.0～M31.7
3.定时器与计数器
PLC中设有定时器,用于延时控制。定时器的预置时间为:单位 预置值。不同型号和规格PLC的定时器的用法不尽相同。
(1)三菱FX2系列。FX2系列PLC的定时器是根据时钟脉冲(即时基)的累积计时的,时钟脉冲有1ms、10ms、100ms三种。其中:100ms非积算定时器T0～T199共200点;10ms非积算定时器T200～T245共46点;1ms积算定时器T246～T249共4点;100ms积算定时器T250～T255共6点。
FX2系列PLC中全部计数器均有机内电池支持,起断电保持作用。通用计数器 C0～C99共100点,保持计数器C100～C199共100点。
(2)松下FP1 系列。FP1系列定时器100点T0～T99,计数器44点C100～C143,计数器的个数与定时器分享,通过设置系统寄存器可改变计数器起始编号。预置值范围:K0～K32767。
定时器TM指令是一减数型预置定时器。TMR以0.01s为单位设置延时ON定时器,TMX以0.1s为单位设置延时ON定时器,TMY以1s为单位设置延时ON定时器。指令CT为预置计数器,完成减计数操作。
(3)欧姆龙C系列。C系列P型机有48个定时器和计数器,编号为TIM00～TIM47或CNT00～CNT47,设定值0000～9999,同一个编号用于定时器就不能用作计数器。
(4)西门子S7-200。定时器的精度有3个等级:1ms、10ms、100ms。如CPU212有64点(T0～T63),其中1ms有记忆通电延迟T0、10ms有记忆通电延迟T1～T4、100ms有记忆通电延迟T5～T31、1ms通电延迟T32、10ms通电延迟T33～T36、100ms通电延迟T37～T63。
计数器的类型有3种:增计数(CTU)、减计数(CTD)、可增可减计数(CTUD)
二、编程实例Y-△降压启动控制的梯形图及指令语句表的比较
可编程序控制器用编程语言编制程序才能进行工作。PLC常用的编程语言有四种:梯形图语言,指令助记符语言,逻辑功能图语言和某些高级语言。目前使用最多的是梯形图语言和指令助记符语言。不同厂家和类型的PLC的编程基本原理和方法相同或相仿,基本指令和部分功能指令、控制指令也有差异。
笔者以编程实例Y-△降压启动控制为例,分别用三菱FX2系列、松下FP1系列、欧姆龙C系列及西门子S7-200系列实现该控制,如图1至图4所示。
从编程实例可以看出:FX2系列(图1)、FP1系列(图2)、西门子S7系列(图4)用进栈、出栈语句解决分支问题,而欧姆龙C系列(图3)用暂存继电器TR0解决分支问题。
可编程序机床控制器 篇4
最常用、传统的继电器控制系统存在电子元件和接线复杂、效率低、寿命短、可靠性较差的问题,尤其是出现故障时,诊断和排除比较困难,严重影响生产,对工厂的生产效率非常不利。随着计算机和科学的发展,将继电器控制的机床进行改装,将计算机和继电器、接触器控制技术很好的结合。它与I/O和低压电器关系密切,采用可编程序控制器,能够克服传统机床的缺点,提升性能和效率,增强机床的灵活性和可编程,益处良多。
本文介绍一种自动化控制组合机床。主控制器采用三菱电机的FX2N系列PLC。机床的主要组成部分包括:铣削动力头、液压动力滑台和工件松紧油缸等。组合机床一共有5台电机,都是单向旋转的。整个机床一共包括三种工作方式:单循环自动、单动力头自动循环和点动方式。单循环工作循环过程如图1所示。单动力头方式有:左铣头、立铣头、右1铣头、右2铣头单循环工作。液压系统原理图如图2所示,具体工作流程是:将加工零件放置在工作台上,准备好后向机床发出加工指令。等到工件夹紧后压力继电器开始动作,液压动力滑台执行快进,到位转工进,并且起动左1铣头、右1铣头开始加工,到达某一个位置的时候,立铣头开始工作,又过了一定位置后右1铣头停止,右2铣头开始,到终点时电机同时终止。滑台立即回到原位,工件松开,一次循环工作结束。将加工的工件取下,再放上未加工的工件,发送加工指令重复执行。
1 PLC技术
可编程控制器(PLC),是采用计算机技术为基础的一种新型的控制装置。PLC选择可以编程的存储器,在内部执行逻辑运算、计数、计时、算术等指令,并且通过输入输出控制各类机械或者生产的过程。在过去几十年,PLC技术已经有了很大的进展,到了21世纪,PLC将会有更大的进步。计算机技术将更多地应用在可编程控制器的设计和制造上,今后的产品容量会更大、速度会更快、智能性更好;产品的规模将是超小型或者超大型;品种也将更丰富、更齐全,能很好地适应工业控制的需求。PLC今后将成为国际通用和自动化控制网络的重要组成,在工业甚至更多领域发挥巨大作用。在选择PLC时,要考虑机型、I/O、容量、I/O端口分配、继电器和计数器的地址分配。通常PLC的控制流程如图3所示。
可编程控制技术的特点主要有:
1)高可靠性,抗干扰
PLC采用大规模集成电路,生产工艺严格,内部的电路具有抗干扰性,可靠性很高。采用PLC所构成的控制系统的开关和电气接线的接点大大减少,也就降低了故障的发生。PLC同时还具备自我故障检测,一旦发生故障就发出警报。使用者还能采用外围设备自我诊断,整个系统的可靠性就非常高了。
2)功能完善,适用性强
PLC已经拥有各种规模的一系列产品,适合于各种工业控制系统使用。PLC的数据运算能力都较完善,数字控制方面应用广泛。PLC功能单元的不断强化,使得它也被用在温度控制、位置控制和CNC等方面。
3)简单易用
PLC编程语言简单,做接口方便,容易开发。它的梯形图语言和继电器的电路图十分接近,只需要很少的开关量逻辑指令就能实现继电器电路的功能。
4)设计工作量小,容易维护、改造
PLC使用存储逻辑减少了相当多的外部接线,大大缩短了系统设计、建造周期,维护也很容易。最重要的是可以通过改变程序而改变整个生产过程。
5)低能耗、轻便小巧
超小型的PLC功耗很小,只有几瓦。体积很小,装入机械内部很方便,容易实现机电一体化。
2 可编程控制技术设计
2.1 系统硬件设计
本文采用日本三菱的FX2N系列控制器,根据机床对输入和输出要求,控制系统设计选择FX2N系列中的FX2N–80MR-001。输入点和输出点分别为40个,输出形式是R-继电器输出,能够很好的满足本设计的要求,还具有一定的升级空间。
PLC的I/O分配具体情况:
1)PLC的输入端口主要有:自动循环工作按钮、点动按钮、总停按钮、油泵启动、SA1等,此外还有电动机的热保护继电器,输入形式是常开触点。
2)输出端口主要有:交流接触器、继电器、运行指示灯等。
2.2 软件设计
GX-Developer是一款通用性很强的编程软件,它能够完成编辑PLC梯形图、控制CPU、指令表、SFC等工作。该软件将编辑的程序转成GPPQ、GPPA格式,遇到FX系列时,程序又可以存储文档为DOS、WIN格式。该软件又能兼容Excel、Word等说明性文字、数据导入到程序中,使用、编辑更加方便、快捷。
三面铣组合机床有三种工作方式,这里只介绍自动工作循环的工作过程控制。其设计流程如图4所示。
首先将转换开关选择“单循环自动工作SA1-1”,油泵电机启动运行,液压滑台的夹具中放上需要加工的零件后,开始按下加工指令按钮加工夹紧零件,压力继电器的触点开始判断是否动作,是则滑台执行快进,复位开关SQ1动作;等到压下滑台快进位置开关SQ2转工进,同时起动左铣头和右1铣头进行加工;当移动到达位置开关SQ3时,立铣头开始加工;当到达SQ4位置开关时,右2铣头开始加工,右1铣头停止工作,等到终点的三台电动机同时停止工作。这时,由压力继电器BP1的触点执行动作,液压动力滑台就会自动回到原位,复位开关SQ1受到压力,就将工件松开,这样就完成一个自动循环。判断是否继续加工,是则重复上述流程,否则油泵电机停止,机床工作结束。
3 结束语
继电器控制系统具有种种弊端,不利于工厂的生产,可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。由于PLC体积小、结构简单、功能强大、易编译、可靠性强、抗干扰等优点而被广泛用于自动控制以及其他许多行业中。本文的PLC选择了日本三菱电机的FX2N系列,通过工作原理、硬件和软件方面的设计,三面铣组合机床生产周期短、灵活性强,整个系统简单、实用、自动化程度高。
摘要：本文介绍了基于PLC的三面铣组合机床,详细讲述了PLC技术及特点,采用三菱电机的FX2N系列PLC,从工作原理、机床工作流程、PLC的I/O分配和硬件软件设计。整个控制系统结构简单、轻巧、灵活性强、效率高,具有很高的自动化程度。
关键词：可编程控制器,机床控制,软件设计
参考文献
[1]宋世光,等.机床电气自动控制[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2001.
[2]孙振强,等.可编程控制器原理及应用教程[M].北京:清华大学出版社,2005.
[3]祝红芳.PLC及其在数控机床中的应用[M].人民邮电出版社.2007.
[4]王宇,任思璟,李忠勤.PLC电气控制与组态设计[M].电子工业出版社.2010.
可编程序控制器在选煤厂的应用 篇5
赵立民
摘要 介绍了以可编程序控制器为核心的集控系统在选煤厂的应用，着重分析了该控制系统的硬件结构和软件设计思想，并对控制过程中出现的问题提出了改进意见。
关键词 可编程序控制器 集控系统 程序软件 引 言
黑岱沟露天矿选煤厂是年设计处理能力1200万t的大型选煤厂，主要由原煤破碎筛分、跳汰洗选和煤泥水等几个系统组成。该厂对这几个系统进行综合管理、协调生产的电气控制系统自动化程度较高，采用计算机和可编程序控制器（PLC）作为控制系统的核心，对全厂近400台设备实现了集中控制，统一管理。本文从设计角度介绍了该控制系统硬件和软件的构成特点以及实际使用情况。控制系统方案
2.1 硬件构成
选煤厂的生产工艺流程为：①毛煤仓中的原煤首先经过破碎筛分，筛下物直接进入产品煤仓，筛上物则进入跳汰系统；②跳汰机分选出矸石、中煤和块精煤，分别送入矸石仓和产品仓，同时精煤筛下物排入斗子捞坑，经离心机脱水后产出末精煤，也送入产品仓；③斗子捞坑的溢流自流进入浓缩池，池中下沉的煤泥水由底流泵打入压滤机处理，上部的澄清水则由循环泵注入跳汰机循环使用，形成洗水闭路循环系统。
控制系统的结构见图1。根据上述工艺流程特点，以生产设备为控制对象，集控系统设置了3个远程分站，对各分站内的设备分别进行控制。按照集中控制方式，可编程序控制系统由调度管理中心和过程控制单元两部分组成。
图1 计算机与PLC控制系统网络 2.1.1 调度管理中心
上位机采用IBM系列微机。作为管理级计算机，该机可实现对生产过程的实时监控，调度人员根据生产需要对运行设备进行调整时，通过计算机发出各种指令来完成；上位机也可对生产过程的主要数据进行统计、分析、处理，将结果在CRT上显示或打印输出。
上位机也是PLC的编程器，对可编程序控制器进行组态配置，离线编制系统的应用程序或在线修改梯形图逻辑程序，使PLC能够准确地控制设备。
大屏幕用于全面地显示生产系统的工艺流程和设备的运行状态。2.1.2 过程控制单元
下位机采用美国莫迪康公司984—785可编程序控制器，通过处理现场的反馈信号，对生产过程进行自动控制，并生成图文资料，供调度人员指挥生产。该PLC通过S908远程处理器与I/O模块构成高速远程I/O网络，最多可建立31个远程分站，可处理开关量点数达16384点，解算1K用户逻辑仅需1.5ms，而且可在恶劣的环境中可靠地运行。
各I/O功能块均选用莫迪康800系列模块，包括开关量模块（220VAC）和模拟量模块（4～20mA）。模块面板上均设有指示灯，显示模块的实际工作状态。所有模块都符合IEEE—472电冲击保护标准。
输入模块采集现场设备的状态信息并送入可编程序控制器，按照梯形图程序，984—785内部的CPU对输入数据进行逻辑运算，处理结果经输出模块输出，直接驱动交流接触器线圈或声光设备，实现了生产的自动化。2.2 软件构成
应用程序是用来完成生产工艺全部控制任务的，借助于莫迪康公司提供的强功能编程软件Modsoft和工程软件Modfix可开发出符合生产实际的自动控制程序。本系统软件设计的指导思想是：既要节省硬件投资，以软件代替硬件，又要提高软件的可靠性和运行速度。因此在编制程序时，将全厂设备按车间划分为多个子系统，便于顺序启停设备；而生产过程的监控则要面向整个选煤厂。根据这一原则，该软件包括以下三个主要部分： 2.2.1 集控启停设备程序
严格遵守逆煤流启动，顺煤流停止的闭锁关系。启动系统前，岗位人员首先在现场按钮箱上将“就地/禁止/集控”转换开关置于“集控”位，确认此台设备投入集控方式运行。在各种保护开关处于正常工作状态时，操作人员便可发出集中起车指令，于是PLC依次延时输出各台设备的启动指令，但发出的启动指令必须以上1台设备可靠启动为前提。2.2.2 生产过程监控程序
采取画面动态显示方式。在CRT上可以形象地观察到参与集控的每台设备的工作情况，主要有给料机、刮板机、皮带机的运转与否和溜槽翻板的位置，用黄色、蓝色、绿色分别表示设备处于就地、集控、运行三种状态。各储煤仓用棒形图表示，图形内部充填颜色，颜色不断变化的高度反映了仓中的实际料位。2.2.3 故障报警处理程序
每个子系统在集控启动过程中以及处于正常运行状态时，一旦有任意一台设备出现故障，该设备和上游设备必须全线停车，同时启动故障报警程序，使发生故障的设备在CRT画面上用不停闪动的红色醒目地显示，并将其设备号及故障发生时间打印输出。设备故障包括皮带跑偏、打滑、拉绳和溜槽堵塞以及岗位人员就地停止设备或重使转换开关处于非“集控”位等。应用效果
投入试生产以来，可编程序控制系统的性能日趋稳定，产品质量基本达到标准要求，但也暴露出一些实际问题：
首先，要实现计算机管理生产，软件维护人员不仅需要具备一定的计算机知识，能够修改和补充应用程序，以适应生产情况的变化，而且还应懂得继电控制理论。只有这样，才能真正发挥可编程序控制器的优势。因此，必须进一步加强高素质人员的培训。
其次，因溜槽翻板位置信号不稳定，常导致生产系统在集控方式下不能连续运行。由于翻板限位开关安装在电动推杆内部，在长时间经受煤流振动的情况下，触点虚接，造成信号丢失，而且微动开关损坏后更换困难。经过摸索，现采用电液推杆驱动翻板，并将限位开关固定在推杆外部，使其受振动小亦便于维护。改进后系统运行状况良好，性能稳定。结 语
可编程序控制器将计算机技术、通信技术和自动化技术融为一体，现已被广泛地应用于各种生产过程的自动控制中，文中介绍的集中控制系统，是一个较为成功的应用实例。
可编程控制器应用程序的设计过程 篇6
1.启动、停止和保持控制
使输入信号保持时间超过一个扫描周期的自我维持电路构成有记忆功能元件控制回路的基本环节,它经常用于内部继电器、输出点控制回路,基本形式有两种。
(1)启动优先式。图1是启动优先式启动、保持和停止控制程序。
当启动信号X0=ON时,无论关断信号X1状态如何,M2总被启动,并且当X1=OFF( X1=ON )时通过M2常开触点闭合实现自锁。
当启动信号X0=OFF时,使X1=ON(X1=OFF)可实现关断M2。
因为当X0与X1同时ON时,启动信号X0有效,故称此程序为启动优先式控制程序。
(2)关断优先式。图2为关断优先式启动、保持和停止控制程序。
当关断信号X1=ON(X1=OFF),无论启动信号状态如何,内部继电器M2均被关断(状态为OFF)。
当关断信号X1=OFF(X1=On)时,使启动信号X0=ON,则可启动M2(使其状态变为ON),并通过常开触点M2闭合自锁;在X0变为OFF后仍保持M2为启动状态(状态保持为ON)。
因为当X0与X1同时为ON时,关断信号X1有效,所以此程序称为关断优先或控制程序。
2.逻辑控制的基本形式
(1)联锁控制。在生产机械的各种运动之间,往往存在着某种相互制约的关系,一般采用联锁来实现。用反映某一运动的联锁信号触点去控制另一运动相应的电路,实现两个运动的相互制约,达到联锁控制的要求。联所控制的关键是正确地选择和使用联锁信号:
不能同时发生运动的联锁控制;
互为发生条件的联锁控制;
顺序步进控制。
在实践中,顺序步进控制的实例很多。在顺序依次发生的运动之间,采用顺序步进的控制方式。选择代表前一个运动的常开触点串在后一个运动的启动线路中,作为后一个运动发生的必要条件。同时选择代表后一个运动的常闭触点串入前一个运动的关断线路里,这样,只有前一个运动发生了,才允许后一个运动可以发生,而一旦后一个运动发生了,就立即使前一个运动停止,因此可以实现各个运动严格的依赖预定的顺序发生和转换,达到顺序步进控制,保证不会发生顺序的错乱。
集中控制与分散控制。在多台单机连成的自动线上,有在总操作台上的集中控制和在单机操作台上分散控制的联锁。
自动控制与手动控制。在自动或半自动工作机械上,有自动工作控制与手动调整控制的联锁。
(2)按控制过程变化参量的控制。在工业自动化生产过程中,仅用简单的联锁控制不能满足要求,有时要用反映运动状态的物理量,像行程、时间、速度、压力、温度的量进行控制。
按时间控制也是常用的。交流异步电动机采用定子绕组串接电阻实现减压起动,利用时间原则控制减压电阻串入和切除的时间。交流异步电动机星形起动。三角形联结运行的控制采用时间原则控制。交流异步电动机能耗制动时,定子绕组接入直流电的时间也可用PLC控制。按速度原则控制在电气传动中也屡见不鲜。
二、应用程序设计方法
PLC用户的设计没有固定模式,靠经验是很重要的。一般应用程序设计可分为经验设计法、逻辑设计法、利用状态流程设计法等。
1.经验设计法
利用前面介绍过的各种典型控制环节和基本单元控制电路,依靠经验直接用PLC设计电气控制系统,来满足生产机械和工艺过程的控制要求。
用经验设计法设计PLC应用的电控系统必须详细了解被控对象的控制要求才能动手设计。由于该方法的基础是利用经验,所以设计的结果往往很不规范,而且往往需经多次反复修改和完善才能符合设计要求。由于依赖经验设计,故要求设计者有丰富的经验,要能掌握、熟悉大量控制系统的实例和各种典型环节。
经验法设计用PLC程序时可以大致按下面几步来进行:分析控制要求、选择控制原则;设计主令元件和检测元件,确定输入输出信号;设计执行元件的控制程序;检查修改和完善程序。
在设计执行元件的控制程序时,一般又可分为以下几个步骤:按所给的要求,将生产机械的运动分成各自独立的简单运动,分别设计这些简单运动的基本控制程序;根据制约关系,选择联锁触点,设计联锁程序;根据运动状态选择控制原则,设计主令元件、检测元件及继电器等设置必要的保护措施。
2.PLC应用程序的逻辑设计方法
逻辑设计方法的基本含义是以逻辑组合的方法和形式设计电气控制系统。这种设计方法既有严密可循的规律性,明确可行的设计步骤,又具有简便、直观和十分规范的特点。
逻辑设计方法的理论基础是逻辑代数。而继电器控制系统的本质是逻辑线路。看一个电器控制线路会发现,线路的接通或断开,都是通过继电器等元件的触点来实现的,故控制线路的种种功能取决于这些触点的开、合二种状态。因此电控线路从本质上说是一种逻辑线路,它符合逻辑运算的各种基本规律。PLC是一种新型的工业控制计算机,在某种意义上我们可以说PLC是“与”、“或”、“非”三种逻辑线路的组合体。而PLC的梯形图程序的基本形式也是“与”、“或”、“非”的逻辑组合。它们的工作方式及其规律也完全符合逻辑运算的基本规律。因此,用变量及其函数只有“0”、“1”两种取值的逻辑代数作为研究PLC应用程序的工具就是顺理成章的事了。
我们知道,逻辑代数的三种基本运算“与”、“或”、“非”都有着非常明确的物理意义。逻辑函数表达式的线路结构与PLC语句表程序完全一样,可以直接转化。
多变量的逻辑函数“与”运算和梯形图表达式如图3所示。
FY1=∏Xi=X1•X2•…•Xn
多变量“或”运算如图4所示。
FM1=∑Xi=X1+X2+…+Xn
用逻辑设计法对PLC组的电控系统进行设计一般可分为下面几步。
首先明确控制任务和控制要求。通过分析工艺过程绘制工作循环和检测元件分布图,取得电气执行元件功能表。
其次是要详细绘制电控系统状态转换表。通常它由输出信号状态表、输入信号状态表、状态转换主令表和中间记忆装置状态表四个部分组成。状态转换表全面、完整地展示了电控系统各部分、各时刻的状态和状态之间的联系及转换,非常直观,对建立电控系统的整体联系、动态变化的概念有很大帮助,是进行电控系统的分析和设计的有效工具。
有了状态转换表,便可进行电控系统的逻辑设计。包括列写中间记忆元件的逻辑函数式和列写执行元件(输出端点)的逻辑函数式两个内容。这两个函数式组,既是生产机械或生产过程内部逻辑关系和变化规律的表达形式,又是构成电控系统实现控制目标的具体程序。
PLC程序的编制就是将逻辑设计的结果转化。PLC作为工业控制计算机,逻辑设计的结果(逻辑函数式)能够很方便的过渡到PLC程序,特别是语句表形式,其结构和形式都与逻辑函数非常相似,很容易直接由逻辑函数式转化。当然,如果设计者需要由梯形图程序作为一种过渡,或者选用的PLC的编程具有图形输入的功能,则也可以首先由逻辑函数式转化为梯形图程序。
程序的完善和补充是逻辑设计法的最后一步。包括手动调整工作方式的设计、手动与自动工作方式的选择、自动工作循环、保护措施等。
3.利用状态流程图的程序设计方法
如前所述,状态流程图又叫状态转移图,它是完整地描述控制系统的工作过程、功能和特性的一种图形,是分析和设计电控系统控制程序的重要工具。利用状态流程图进行程序设计时可以按以下几步进行。一是按照机械运动或工艺过程的工作内容、步骤、顺序和控制要求画出状态流程图。二是在画出的状态流程图上以PLC输入点或其它元件定义状态转换条件。当转换条件的实际内容不止一个时,每个具体内容定义一个PLC元件编号,并以逻辑组合形式表现为有效转换条件。三是按照机械或工艺提供的电气执行元件功能表,在状态流程图上对每个状态和动作命令配上图上实现该状态或动作命令的控制功能的电气执行元件,并以对应的PLC输出点的编号定义这些电气执行元件。
很多PLC生产厂家都专门设计了用于编制步进顺序控制程序的指令。三菱FX2系列PLC和配置的大量状态器(S0—S899)就可用于步进顺序控制程序的设计。
用步进指令设计PLC程序时,通常是利用状态流程图,而且设计的程序与状态流程图有严格的而明确的对应关系。
设计时,首先要按工艺及控制要求画出系统的状态流程图,用状态器(S0—S899)对各状态命名,标出与各状态对应的执行元件的PLC输出编号和各状态条件的PLC输入编号。然后就可以用STL/RET指令编程。
图5是一个包含用选择性分支、跳转和局部循环的自动工作机械的状态流程图。
4.程序调试和模拟运行
PLC应用程序设计完成以后,可以在实验室里或办公室里进行模拟调试和运行。程序检验是第一步,将编好的应用程序输入编程器,经过程序检验,改正编程语法和数据错误,再逐条搜索与所设计程序核对无误后传入CPU模块RAM存储器中。
(1)信号的模拟。用模拟开关模拟输入信号,开关的一端接入相对应的输入端点,另一端作为公共端,接在PLC输入信号电源的负端(当要求输入信号公共端为正端电源时)输入程序后,扳动开关,接通后断开输入信号,来模拟机械动作使检测元件状态发生变化,并通过输入、输出端点的指示灯来观察输入输出端点的状态变化。
(2)按状态转换表进行模拟运行。首先对照输入信号状态表,设置好原始状态情况下所有输入信号的状态,再使PLC运行。按工步状态在一个工作循环里逐步转换的顺序,依次发出状态转换主令信号,则系统将依次进行工步状态转换。每发出一个状态转换主令信号,系统将结束一个工步状态转入下一个工步状态。仔细观察输出端点指示灯,并与执行元件动作节拍表对照,看各输出端点的状态是否在每个工步状态里都与执行元件动作节拍表里要求的状态一致。如果是一致,说明PLC应用程序设计正确,符合控制要求。这样逐步检查,以使其都达到状态。
检查和修正编程错误。当模拟运行带某一工步状态,发现某个输出点的显示与执行元件动作节拍表要求的状态不一致时,则编程有错需要修改。这里首先检查标号是否有错;逻辑函数是否正确;PLC程序是否有误;输入程序是否正确,一般说来,经过上述几点检查,定会找出并改正存在的错误。
用户程序通过调试和修改,正确通过模拟运行,设计任务即告完成,转入现场使用调试。
可编程序机床控制器 篇7
修建一个好的地线网有如下要求:地线网用四根或三根接地棒正方形或正三角形埋设, 接地棒长L, 两接地棒间隔距离为2r, 接地棒为空心管状, 内外添入土、水和盐, 并深埋于地面以下, 几根接地棒之间用钢排、铜线连接牢固, 连接时设置一个接线铜排。从原始铜排上引出一次接地线。接地棒和一次接地线敷设完毕后, 在接地末端测量接地电阻应小于2Ω。地面固有电阻为ρ时接地电阻大致上符合公式:
机房和用电现场关键地域设置集中接地铜排, 从地线网引出 (A) 型铜导线到中央控制室, 各个机房。在那里安装一个PEB铜排, 并将其绝缘地挂于工作场所。从房间PEB铜排, 以放射状连接, 用 (B) 型铜导线接入各个机框。 (B) 型铜导线截面积为53.5mm2~55mm2。如果机框较小或铜导线直接连接至可编程序控制器的外挂式、集成式模块, (B) 型铜导线截面积可视情况改变。图中的PE就是每台机架、机框, 可编程序控制器, 用电, 用地线的统一接地点, 它可以以放射状与每个用地线的连接点连接。对于 (A) 型线和 (B) 型线, 要保证缆线的钢性, 不可折断。
可编程序控制器系统和用电系统是单独接地还是分开接地, 标志着可编程序控制器技术发展的水平。以前计算机和可编程序控制器强调本身隔离和信号浮空。可编程序控制器系统要单独接地, 即自己另外作一套接地系统。而现在可编程序控制器技术允许直接就地供电。对于三相四线制电路中的N和PE, 当可编程序控制器系统接地后几乎不能把它们分开。实例和理论中所说的统一接地, 实际上是力求电源接地水平达到可编程序控制器要求的同一水平。
对具体的接地处理而言:
在可编程序控制器为核心的控制系统中, 有多种接地方法, 每种接地线汇于一个理论上的“点”, 这是信息零电位基础。为了安全使用可编程序控制器, 应区别以下几种接地方法。
数字地, 也称逻辑地, 是各种开关信号, 数字信号的零电位。
模拟地, 是模拟信号的零电位, 它也是模拟信号精密电源的零电位, 它的“零”是十分严格的电平。
信号地, 通常是指一般传感器的地。
交流地, 交流供电电源N线, 他通常又是产生噪音的主要地方。
直流电, 它是直流电源标准电压起点在非浮空的直流电源下, 就把它作为地线进行接地连接。
屏蔽地, 一般为防止静电、磁场感应而设置的外壳或金属丝网, 为了消除外壳或金属丝网上储存的电荷, 专门使用铜导线将外壳或金属丝网连接到地壳中去。
保护地, 一般指机器、设备外壳或装在机械与设备内的独立器件的外壳, 外壳要与其内部绝缘, 外壳接地用以保护人身安全和防护设备电能的漏失, 因此保护地必须是良好的接地。
在工程安装阶段, 要很好地连接上述各种接地线, 在安装电源和配置好地线之后, 可编程序控制器才进入通电与调试, 它一般遵循下列几个原则。
就一点接地和多点接地的一般情况而言, 高频电路应该就近多点接地, 低频电路应该一点接地。低频电路中, 布线和元件间的电磁很小, 而多点接地时, 回地环流过多会产生干扰。因此, 低频电路中经常使用一点统一对外接地。在高频电路中, 地线上具有电感, 因而增加了接地电阻, 同时各地线之间可能产生电磁耦合。一般情况下接地方式与频率有关, 当频率低于1HZ时可以一点接地;高于10MHz时采用多点接地;在1MHz~10MHz之间时, 采用那种接地应视情况而定。
交流地和信号地不能共同用同一载体。交流电源在传输时, 在相当一段间隔的电源导线上, 会有几个毫伏、甚至几个伏特的电压, 它称为跨步电压。低电平信号的传输, 要求沿路电平均为零。为防止交流电对低电平信号的干扰, 在直流信号的导线上要求加隔离屏蔽层, 另外不允许信号源与交流电共同使用一根地线。
将屏蔽地、保护地各自独立地接到接地铜排上, 不应当将其和电源地、信号地在其它任意地方扭在一起。在控制系统中, 为了减少信号的电容耦合噪音, 一般采用了多种屏蔽措施。对于像雷达、电台这类高频辐射的干扰, 可以用金属丝网作为屏蔽, 即用电阻低的金属丝网或外壳套在关键部位上。对于纯防磁的现场, 例如防止强磁铁、变压器、大电机的磁场耦合, 可以采用高导磁材料作外罩, 使磁回路闭合, 再将外罩接入大地, 保护地常用一点接地。
模拟信号地和屏蔽地、模拟地的接法也是十分重要的, 每个商家在提供可编程序控制器的模板时, 都有许多严格的连接方法规则。包括信号配线、外壳屏蔽、浮地、传输电缆使用的型号、芯截面积、电源供应等。当可编程序控制器系统应用的范围较大时, 要求避免将模拟量信号做长距离的传输, 需要使用较多的模拟量模板时, 力争把每块模板布置到距离现场较近的扩展机箱上去;一些独立功能, 例如集中温度监视、存储筒仓的料位监视、电子秤计量, 常常设计为独立的专用系统来处理模拟量信息。在数字控制的集散系统DCS中, 常常使用配置仪表、变送器来解决模拟量信号输入的采集和传输、模拟量输出信号的长距离传输。
综上所述, 接地系统在可编程序控制器系统中的重要性。对于建设单位在施工和调试中要注意系统接地中的一些细节和问题, 以确保可编程序控制器系统的安全可靠运行。
摘要：接地系统在自动化控制系统中是一个不可忽视的重点。它对系统是否能够安全运行以及信号能否正确传输起着不可小视的作用。本文就可编程序控制器中的接地问题, 说明一些在电气施工和调试中应注意的事项。希望能够为将来可编程序控制器系统的施工和调试工作带来一些方便。
关键词：可编程序控制器 (PLC) ,接地系统,接地处理
参考文献
[1]李晋兵.PLC控制系统抗干扰技术的应用[J].科技情报开发与经济, 2006 (10) .
可编程序控制器的可靠性设计 篇8
由于可编程序控制器是直接用于工业控制，生产厂都把它设计成能在恶劣的条件下可靠地工作。尽管如此，每种控制器都有自己的运行技术条件，用户在选用时，特别设计控制系统时，对可靠性要给予充分的考虑。
一、PLC的结构原理
PLC的基本结构和一般的计算机相同，它由电源、中央处理器 (CPU) 及存储、输入、输出、编程器及其它外部设备组成 (见图1) 。
CPU是PLC的核心，相当于人类的大脑。CPU控制着所有其它部分的操作，由运算器、存储器、控制电路等部分组成，这些电路一般都在一块集成电路的芯片上，通过数据、地址和控制总线与存贮、输入、输出单元等电路相联，以控制这些电路的工作。
二、环境技术条件设计
可编程序控制器及其外部电路都是由半导体集成电路 (简称IC) 、晶体管和电阻电容等元器件构成的，温度、湿度、振动、环境空气将直接影响这些元器件的可靠性和寿命。为此必须针对具体应用场合采取相应的改善环境措施。这里介绍几种常用、可行的有效措施。
1、高温对策
如果控制系统的周围环境温度超过极限温度 (55℃) ，必须采取下面的有效措施，迫使环境温度低于极限值。
(1)盘、柜内设置风扇或冷风机，通过滤波器把自然风引入盘、柜内。由于风扇的寿命不那么长，必须和滤波器一起定期检修。使用冷风机时注意不能结露。
(2)把控制系统置于有空调的控制室内，不能直接放在日光下。
(3)控制器的安装都考虑通风，控制器的上下都要留有50mm的距离，I/O模块配线时要使用导线槽，以免妨碍通风。
(4)安装时要把发热体，如电阻器或电磁接触器等远离控制器，或者把控制器安装在发热体的下面。
2、低温对策
(1)盘、柜内设置加热器，冬季时这种加热器特别有效，可使盘、柜内温度保持在0℃上，或在10℃左右。设置加热器时要选择适当的温度传感器，以便能在高温时自动切断加热器电源，低温时自动接通电源。
(2)停运时，不切断控制器和I/O模块电源，靠其本身的发热量使周围温度升高。
(3)温度有急骤变化的场合，不要打开盘、柜的门，以防冷空气进入。
3、湿度的对策
(1) 盘、柜设计成密封型, 并放入吸湿剂。
(2) 把外部干燥的空气引入盘、柜内。
(3)印刷板上再复盖一层保护层，如喷松香水等。
(4)在湿度低、干燥的场合进行检修时，人体应尽量不接触模块，以防感应电损坏器件。
4、防振和防冲击措施
在有振动和冲击时，应弄清振动源是什么，以便采取相应的防振措施。
(1) 如果振动源来自盘、柜之外，可对相应的盘、柜采用防振橡皮, 达到减振目的。同时亦可把盘柜设置在远离振源的地方，或者使盘柜与振源共振;
(2) 如果振动来自盘、柜内，则要把产生振动和冲击的设备从盘、柜内移走，或单独设置盘、柜。
(3) 强固控制器或I/O模块印刷板、连接器等可能产生松动的部件或器件，连接线要固定紧。
5、围环境空气的对策
如果周围环境空气不清洁，可采取下面相应措施。
(1) 盘、柜采用密封型结构;
(2)盘、柜内打入高压清洁空气，使外界不清洁空气不能进入盘柜内部;
(3)印刷板表面涂一层保护层，如松香水等。
所有上述措施都不能保证绝对有效，有时根据需要可采用综合防护措施。
三、控制系统的冗余设计
使用可编程序控制器构成控制系统时，虽说控制器的可靠性或安全性高，然而无论使用什么样的硬件，故障总是难免的，特别是控制器，对用户是一个黑盒子，一旦出现故障，用户一点办法也没有。因此，在控制系统设计时必须充分考虑可靠性和安全性。
为了保证控制系统的可靠性，除选用可靠性高的可编程序控制器，并使其在允许的环境下工作外，控制系统的冗余设计是提高控制系统可靠性的有效措施。
1、环境条件富余
改善环境条件设计，其目的在于使控制器工作在合适的环境中，且使环境条件有一定的富余量。如温度，虽然控制器能在55℃高温下工作，但为了保证可靠性，环境温度最好控制在30℃以下，即留有二分之一的富余量，其它环境条件也是如此，最好留有二分之一以上的富余量。
2、控制器的并列运行
用两台控制内容完全相同的控制器，输入/输出也分别连接到两台控制器，当某一台控制器故障时，可切换到另一台控制器继续运行。
具体实现方法，如图(2)是外部硬接线，所有输入输出都与两台控制器连接，当某一台控制器出现故障时，由主控制器或人为切换到另一台控制器，使其继续执行控制任务。
图 (3) 和(4)分是两台控制器的程序。当1号机的X0闭合时，1号机执行控制任务。如果l号机出现故障，切换到2号机，2号机X0闭合，由2号机执行控制任务。
控制器并列运行方案仅适用于小规模的控制系统，输入输出点数比较少，布线容易。对大规模的控制系统，由于I/O点数多，电缆配线变得复杂，同时控制系统成本相应增加 (几乎是成倍增加) ，这限制了它的应用。
3、双机双工热后备控制系统
双机双工热后备控制系统仅限于控制器的冗余，I/O通道仅能做到同轴电缆的冗余，不可能把所有I/O点都冗余，只有那些不惜成本的场合才考虑全部系统冗余。
4、与继电器控制盘并用
在老系统改造的场合，原有的继电器控制盘最好不要拆掉，应保留其原来的功能，以便盘比较复杂，电缆线和工时都比较费，还不如采用控制器可靠，这时我们推荐双机双工热后备控制系统方案。
结语
现代化工业对安全生产系统提出了更高的要求，既要解决生产过程中的安全、生产自动化问题，又要了解各种与生产经营相关的信息，建立安全生产调度和网络管理。加强PLC在其中的可靠应用，对准确的信息指挥生产和防止各种事故的发生，起到了至关重要的作用。
摘要：主要介绍了可编程序控制器 (PLC) 的可靠性设计, 以及在生产中应注意的一些问题、解决方法及注意事项。
关键词：可编程序控制器,可靠性,方法
参考文献
[1]易传禄、韩希尧:《可编程序控制器应用指南》, 上海科学普及出版社, 1993年6月。
可编程序机床控制器 篇9
关键词：可编程序控制器,电气控制,应用
在我国经济快速发展的推动下, 很多的行业都有了非常明显的变化, 经济在发展过程中对能源的需求量也出现了不断增多的情况, 因此, 要保证能源的供应, 对电气控制要进行重视。电能是经济社会发展的能源保障, 将先进的计算机技术在其中进行应用, 能够获得更好的效果。可编程序控制器是以计算机微处理器作为基础的, 对计算机应用技术、通讯技术以及自动控制技术进行综合, 能够更好的开发出应用控制器。可编程序控制器虽然是一种非常复杂的微处理器, 但是, 在实际的应用中, 对微处理器的内部结构不必进行了解。将可编程序控制器应用到电气控制系统中, 这样能够更好的体现控制器的优越性能, 同时, 控制器自身是具备很好的抗干扰能力和自诊断功能, 因此, 能够更好的提高电气控制系统的可靠性, 对电气系统中出现的继电器以及接触器常见故障能够很好的解决, 使其经过调试能够进行长期的使用。对可编程序控制器的使用特点以及工作过程进行很好的分析, 能够对电气控制中出现的问题进行更好的解决, 这样也能促进我国电力企业获得更好的发展。
1 可编程序控制器的特点
1.1 体积小重量轻
超小型的可编程序控制器在尺寸方面不足100毫米, 同时在重量方面不足150克, 因此, 其在使用的时候功能消耗非常低。可编程序控制器在使用的时候由于其体积非常小、重量轻, 非常容易安装在机械设备中, 这样能够更好的实现机电一体化。
1.2 实用性普遍
可编程序控制器在各种规模的电气控制中都能够进行应用, 但是, 在基本逻辑处理功能方面不能进行应用。现在, 很多的可编程序控制器具有很好的数据运算能力, 同时, 其在数字控制领域中也得到了很好的应用。近年来, 可编程序控制器在功能方面更加的完善, 因此, 其在应用范围方面更加广泛, 在温度控制、位置控制等领域都有很好的应用。
1.3 抗干扰能力强
可编程序控制器在技术方面非常先进, 其采用了现代化的大规模集成电路技术, 因此, 具备非常先进的抗干扰处理技术, 在使用的时候具有非常高的可靠性。可编程序控制器自身具有硬件故障检测功能, 在出现故障的时候能够及时发出警报, 因此, 在进行软件应用设置的时候, 相关的人员可以编写自动诊断故障的程序, 这样设备在使用过程中能够对出现的故障及时发现, 同时对设备也能起到保护作用。
1.4 应用简单普遍
可编程序控制器是一种面向企业的工业控制设备, 因此, 其在进行设计的时候, 在接口设计以及编程语言方面更加重视工业方面, 使得工程技术人员对系统更加理解, 在一些符号和表现方式方面和继电器更加的接近, 在使用这个系统的时候能够利用少量的开关逻辑控制指令对电气控制系统进行更好的操作。
1.5 维护与改造方便
可编程序控制器使用了接线逻辑方式, 对原有的存储逻辑方式进行替代, 这样能够减少控制设备外的接线, 同时也能减少控制在设计和建造方面的时间, 为以后的后期维护提供了便利, 同时, 在程序方面非常容易进行更改, 这样在生产过程中可以按照变化对其进行改变。
2 可编程序控制的基本工作过程
在对可编程序控制器和相关的外围设备进行设计的时候, 要保证其和工业系统控制系统能够形成一个整体, 在电气控制系统中进行应用, 要对工艺要求进行满足, 这样能够提高电力生产效率和电力产品的质量。在设计可编程序控制器系统的时候, 要满足被控对象的基本要求, 同时对其实际应用现场要进行必要分析, 对相关资料进行收集, 保证设计人员要和操作人员进行紧密的联系, 这样能够更好的对操作方案进行决定, 对可能出现的问题进行分析, 然后进行解决。可编程序控制器在操作方面要保证非常简单, 同时对其经济性也要保证, 这样在以后进行维护才能更加方便, 能够更好的保证电气系统的稳定和安全运行。可编程序控制器在系统软件控制情况下能够按照顺序对相关的输入点进行扫描, 然后对输入点的状态进行读取。对用户的输入指令能够进行逻辑性的运算, 然后利用运算的结果, 发出相应的信号, 这样能够实现逻辑控制功能。
3 可编程序控制器在电气控制中的应用
3.1 开关量逻辑的控制
开关量逻辑控制是可编程控制器控制技术中最基本的应用领域, 同时也是最广泛的应用领域。使用可编程控制器对传统的继电器电路进行了替代, 实现了顺序控制和逻辑控制, 在单台设备控制中更加的合适, 在自动化流水线中, 例如生产线、组合机床和磨床等设备中应用效果非常好。
3.2 控制模拟量
工业生产过程中会出现很多的情况, 这些情况的出现是导致一些物理量的变化, 例如温度、速度、流量情况的变化, 通过不同的模拟情况能够更好的实现A/D和D/A之间的转换, 因此, 可以更好的确保可编程序器的使用效果。
3.3 集中式控制系统
集中式控制系统采用功能非常强大的可编程控制器来实现监视系统对多台设备进行控制, 在这个系统中, 每个设备之间的联络关系都能够利用可编程控制器来进行统一操作。集中式控制系统成本比较低, 而且, 在使用的时候更加的经济和实惠, 因此, 得到了非常广泛的使用。但是, 其在使用的时候如果出现控制对象程序改变的问题, 中央控制器的程序就会停止操作, 然后控制对象也会出现停止运行的情况。
3.4 分散控制系统
分散式控制系统中的每个控制对象都要设置一台可编程序控制器, 然后将这些可编程序控制器之间进行信号的传递, 这样能够产生内部响应。分散控制系统中采取多台机械生产线控制的方式, 每条生产线之间都有数据相连接, 由于每个控制对象都是由自身的可编程序控制器来控制, 所以如果某台可编程序控制器运行停止, 对其他可编程序控制器不会产生影响。随着技术的不断进步, 目前可由可编程序控制器承担底层的控制任务, 通过网络连接, 将可编程序控制器和过程控制二者结合。
4 结束语
可编程序机床控制器 篇10
1 课程设计性质
本次课程设计是在学生学完《可编程序控制器》课程后, 进行的技能训练。通过课程设计一方面验证所学的基本理论知识, 将感性的和理性的专业知识融洽起来进行专业强化;同时培养学生的基本操作技能与设计能力, 使所学的理论在实践中灵活运用, 增强解决实际问题的能力。
2 课程设计任务要求
我们按课程大纲要求选择了三个课题:a.和液压气动一起控制机床;b.和变频器一起控制电梯;c.交通灯控制。根据班级人数进行分组, 按课题设计任务书内容要求制定计划。现举一个课题的设计过程实例。
例:交通信号灯控制
2.1. 控制要求
2.1.1 系统工作受开关控制, 起动开关ON系统工作;起动开关OFF系统停止。
2.1.2 控制对象有八个:
东西方向红灯两个, 南北方向红灯两个;
东西方向黄灯两个, 南北方向黄灯两个;
东西方向绿灯两个, 南北方向绿灯两个;
东西方向左转弯绿灯两个, 南北方向左转弯绿灯两个。
2.1.3 控制规律:
(1) 晚上时段按提示警告方式运行, 规律为:东、南、西、北四个黄灯全部闪亮, 其余灯全部熄灭, 黄灯闪亮按亮0.4秒, 暗0.6秒的规律反复循环。
(2) 高峰时段、正常时段及晚上时段的时序分配按时序图1运行。
2.2 课题要求
2.2.1 按题意要求, 画出PLC端子接线图、控制梯形图。
2.2.2 完成PLC端子接线工作, 利用编程器输入梯形图控制程序, 完成调试。
2.2.3 完成课程设计说明书。
2.3 答辩问题
2.3.1 高峰时段16:30的起始时间改为16:00, 梯形图作如何改动?
2.3.2 正常时段东西左转弯绿灯45秒的起始时间改为40秒, 梯形图作如何改动?
2.3.3 高峰时段东西左转弯绿灯55秒的起始时间改为60秒, 梯形图作如何改动?
2.3.4 如何在交通控制灯起动时, 校正当时的时钟?
3 课程设计方法与步骤
3.1 确定控制任务。
首先要详细分析被控对象、控制过程与要求, 熟悉其工艺过程, 然后列出控制系统中功能和指标要求, 明确控制任务。本例由于交通灯控制, 没有相关的机械控制过程, 选用指令相对单一, 主要使用定时器和计数器。
3.2 选用和确定用户I/O设备。
根据系统控制要求, 初步估计所需PLC的I/O点数。本例无输入信号, 只有开关OFF和ON两种状态, 输出就八个交通信号灯, 根据选用PLC机型的基本原则, 确定欧姆龙CPM1A或三菱FX2N型号。学生在选择PLC时要求掌握其基本性能指标。
3.3 系统的软件和硬件设计。
是本课程设计最重要的部分, 首先要分配PLC的I/O点数, 并设计PLC的I/O端口接线图。在分配I/O点编号时应尽量将同一类的信号集中配置, 地址号按顺序连续编排。软件设计, 用户程序编写过程就是软件设计过程。编程时, 合理利用指令, 注意信息名称的定义, 最后进行单块调试及软硬件联调与系统总调。硬件设计, 进行软件设计的同时可进行硬件配备工作, 如外围电路, 包括主电路的设计、强电设备的安装布线等。本例硬件输入输出电路相对简单, 但要强调欧姆龙和三菱系列PLC输入接口是不一样的, 一个要24伏直流电源, 三菱不需要输入电源的。关键在于软件设计, 有的学生甚至看不懂时序图, 建议不懂的同学到市区十字路口观察交通灯的工作过程, 加强直观感。我们先设计高峰段情况, 相对简单一点。闪烁电路象调用子程序一样, 先编一个闪烁电路, 需用时再调用。高峰段程序编好后可以先在PLC上调试, 许多在梯形图上难以发现的问题, 现在都出来了, 要求在线修改, 印象非常深刻, 增强学习兴趣。90秒的循环一目了然, 学生在设计过程中有强烈的成就感。但和全天三个时段比较起来还有相当的差距, 因高峰段、正常段、夜间都是一小时为单位的, 而PLC的定时器最大定时间为99.99秒, 显然要对定时器进行延时, 通过比较采用计数器延时更胜一筹。引导学生采用内部脉冲记数或定时器配合计数器延时可以把高峰、正常、夜间等划分开。由于使用定时器和计数器较多, 要求学生列表把定时器和计数器的下标号和设定常数标注好, 编写梯形图时, 一定要标注每一梯形行的功能, 使程序的可读行增强。
3.4 联机统调。
在程序设计和控制台完成后, 就可进行联机统调, 若不满足要求, 可修改和调整系统的硬、软件, 直到达到设计要求为止。本例中硬件线路较简单检查一遍即可, 主要调试软件, 调试的过程就是修改程序和参数的过程, 一定要仔细, 软件程序不允许出现任何差错。待全部调试结束, 可将程序下载到PLC中。最后编制技术文件进行答辩。
一个实用的工业自动化控制系统往往是很复杂的, 其中可能包括机、电、液、气等内容, 而且还会因行业不同控制要求也有所不同。故在设计之前, 应把机械、电工电子、液压、气动和计算机等知识与PLC技术进行有机地联系, 设计完成后各小组之间可相互学习探讨, 完善本小组没有接触到的内容, 真正实现学生毕业后在PLC技术应用领域“零距离上岗”的教学目标。
参考文献
[1]王浩.数控机床电器控制[M].北京:清华大学出版社.
可编程序机床控制器 篇11
关键词：可编程序控制器（PLC） 电气控制 应用
可编程序控制器（PLC）主要以计算机的微处理器为基础，综合计算机的应用技术、通讯技术以及自动控制技术而发展起来的一种通用控制器。虽然PLC由较为复杂的微处理器组成，但是在实际应用过程中，完全不必了解微处理器的内部结构。最初，PLC还仅是作为继电器接触器控制系统的替代品，而自从进入电气控制系统领域后，凸显了其独有的优越性，以其自身强大的抗干扰能力、自诊断功能等，提高了电气控制系统的可靠性，基本解决了普通继电器及接触器中常见的故障问题，经过调试后可长期安全可靠地运行。本文将对PLC的特点、基本工作过程、在电气控制中的应用等问题进行分析与阐述。
1.可编程序控制器（PLC）的特点
1.1 体积小、重量轻
超小型的PLC底部尺寸<100mm，重量<150g，其功耗仅为数瓦。由于其体积小，很容易装入机械中，便于机电一体化的实现。
1.2 实用性普遍
PLC可适用于各种规模的电气控制场合，除了基本的逻辑处理功能之外，当前大多PLC具有数据运算能力，并可应用于数字控制领域中。近年来，PLC的功能日益完善，PLC的应用已经普遍到温度控制、位置控制及CNC等多个控制领域。
1.3 抗干扰能力强
由于PLC采用了现代化的大规模集成电路技术，在内部电路、生产工艺等方面均采取先进的抗干扰处理技术，具有较高的可靠性。另外，PLC还自备硬件故障自动检测功能，一旦出现故障即可发出警报。在软件应用中，应用者还可编入外围器件的自诊断故障程序，让系统中出了PLC之外的电路与设备也能获得自我保护功能。
1.4 应用简单、普遍
PLC作为直接面向企业的工控设备，具有接口容易、编程语言易于被工程技术人员接受并理解等特点，尤其图形符号及梯形图语言、表达方式等与继电器电路图基本类似，只需通过PLC的少量开关量逻辑控制指令就能熟练实现在电气控制中的应用。
1.5 维护与改造方便
PLC通过存储逻辑替代了接线逻辑，减少了控制设备外在的接线，极大减少了控制系统设计和建造的时间，为后期维护提供了方便，同时程序较易改变，可极快应用于生产过程的改变。
2.可编程序控制（PLC）的基本工作过程
PLC及相关外围设备的设计原则应满足“与工业控制系统为一个整体、方便功能扩展”，所有的电气控制系统的实现都是根据工艺要求，最终提高生产效率及产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应满足被控对象的基本要求，并对实际工作现场进行研究、收集资料，并实现设计人员与操作人员的密切配合，共同拟定可操作方案，对可能潜在的问题进行共同分析、共同解决。并在满足各方控制要求的前提下，考虑控制系统的简单性与经济性，方便后期的使用及维修，并确保电气控制的安全性、稳定性。PLC在电气控制中的基本工作过程为：
（1）现场信息的输入：在系统软件的控制下，按照顺序对输入点进行扫描，并读取输入点的状态。
（2）程序的执行：对用户程序中的指令按顺序扫描，并根据输入的状态及指令进行逻辑性运算。
（3）控制信号的输出：根据以上逻辑运算的结果，输出状态寄存器向各个输出点同时发出相应的信号，以实现所需的逻辑控制功能。
以上过程完成后，再重新开始，并反复执行，每执行一次即完成一个扫描周期。 在实际应用时，很多机械设备的工作流程可分为一系列不断重复的顺序动作，而PLC的工作程序恰与其相似，因此PLC程序能很好地与机器动作相对应，且程序的编制简单、直观，易于修改，减少了开发软件的费用，并缩短软件开发周期。
3.可编程序控制器（PLC）在电气控制中的应用
3.1 开关量逻辑的控制
这是PLC控制技术中最基本、最广泛的应用领域。替代了传统的继电器电路，并同时实现顺序控制及逻辑控制，既适用于单台设备的控制，也可以应用于自动化流水线中，如生产线、组合机床、磨床、镗床和龙门刨床等。
3.2 控制模拟量
在实际工业生产过程中，会出现很多连续变化的物理量，如温度、速度、流量、液位、压力等模拟量。这些模拟量可通过数字量之间D/A转换和A/D转换得以实现，确保编程器对模拟量实现处理。
3.3 集中式控制系统
集中式控制系统主要采用一台功能较强大的PLC监视系统、对多个设备进行控制，已形成“中央集中式”的计算机控制体系。在该项系统中，每个设备之间的连锁、联络关系以及运行顺序等都由中央PLC来统一完成。可见，集中式控制系统比单机控制系统的成本低，更经济实惠。但如果其中一个控制对象的程序需要做出改变，就要停止中央PLC的控制，同时其他控制对象也随之停止运行。
3.4 分散控制系统
在分散控制系统中，每一个控制对象都需要设置一台PLC，每台PLC之间能通过信号的传递而产生内部响应、发令或连锁等，或者可由上位机通过数据通信总线完成通信任务。分散控制系统中采取多台机械生产线控制的方式，每条生产线之间都有数据相连接，由于每个控制对象都是由自身的PLC来控制，所以如果某台PLC运行停止，对其他PLC不会产生影响。随着技术的不断进步，目前可由PLC承担底层的控制任务，通过网络连接，将PLC和过程控制二者结合。
3.5 运动控制
PLC能够对圆周运动或者直线运动进行控制。在控制机构的配置中，過去进行的为直接应用于传感器及执行机构中，而现在则可以采取专用的运动控制模块。例如多轴位置的控制模块、伺服电机其单轴、可驱动步进电机等，PLC可广泛应用于机器人、机械、电梯、机床等多种场合。
3.6 数据处理的应用
PLC在数据处理过程中，具备数据传送、数据转换、数学运算、查表、排序及操作等功能，并完成对数据的采集、分析与处理。这些数据可以与存储于存储器中的数据同时具备参考价值，并完成控制操作。另外，这些数据也可以通过通信功能的实现而传输到智能装置中，或者打印成表。目前数据处理多应用于大型控制系统中，如过程控制系统、柔性制造系统等。
可编程序机床控制器 篇12
1 现有的电器控制系统
传统的电器控制系统是由继电器、接触器、电子线路和控制开关构成的, 采用一种固有的控制方式, 并应用在各种工业生产中。经过一系列的研究发现, 这种传统的电器控制系统, 一般需要几十个甚至上百个电路经过复杂的连接才能工作, 工作的时候涉及到的电子元件也有很多, 导致这种系统异常笨重、耗电性强, 最重要的是, 一旦发生故障, 就要针对系统中大大小小的器件进行排查, 消耗大量的人力物力。由此可知, 在工业现代化的年代, 传统的电器控制系统已经不适合运用到工业生产当中, 选用新的技术是历史发展的必然要求。
2 新型的工业控制系统
为了研制出新型的电器控制系统, 科学家们将操作简单的继电器逻辑控制系统与功能齐全、发应迅速的计算机相结合, 在存储器的内部进行系统所需的逻辑运算, 同时可以做到将计算机内部的编程方法最简化, 使得计算机水平一般的技术人员, 也可以对电器控制系统进行操作。
可编程控制系统在控制性能方面比一般的人工开关具有更强的灵敏性, 开关与继电器之间实现最新的无触点接触, 减少了线路之间的连接, 避免了因线路接触不良引起的一系列故障, 提高了稳定性、可靠性。针对不同的生产需要, 可以选用不同类型的可编程控制器, 减少了替换时不必要的麻烦。可编程序控制器在编程时采用的是梯形图语言, 把实际生产过程中需要的器件用相应的图形符号绘制出来, 简单易懂、直观可读, 是目前最常用的计算机语言之一。采用定时器代替原来的人工计时, 可以不受外界条件的影响, 具有精确度高、便于控制等特点。可需要一台可编程序控制器, 就可以实现过去很多原件设备实现不了的功能, 现已成功的运用到化工、石油、建筑等的施工过程中, 并得到一致好评。
3 可编程序控制器在电器控制中的应用
3.1 可编程序控制器的工作内容
电器控制过程中主要有三个方面需要用到可编程序控制器, 依次体现在现场信息的输入、程序的执行及信号的控制方面。现场信息的输入是指, 在计算机的操控下, 可编程序控制器可以对工程中所需要输入的点按照实现排好的顺序进行扫描, 并对其所处的状态进行正确的读取;程序的执行就是可编程序控制器扫描用户程序的指令, 然后根据刚刚输入的点的状态及现在读取的程序指令进行逻辑运算;信号的控制是指根据上面所得的运算结果, 像相应的输出点发射信号, 完成电器控制中的逻辑控制功能。
3.2 可编程序控制器的应用分析
3.2.1 开关控制方面
可编程序控制器在电器控制方面中最根本的应用, 就是对于开关量逻辑的控制。开关量逻辑控制与传统的控制方法不同的是, 它可以实现逻辑控制与顺序控制的双重控制, 能够简单快速的完成电器使用过程中开关的控制。这个功能使得可编程序控制器可以在生产线、组合机床等方面得到广泛的应用。
3.2.2 控制模拟量方面
在电器的使用过程中, 常常会遇到很多关于温度、速度、流量等的连续且动态的变化。在这时, 如果将可编程序控制器运用其中, 就可以通过把这些模拟量进行D/A或者A/D的转化, 进而完成对于不断变化的模拟量的控制工作。
3.2.3 集中式控制方面
使用一台功能强大的可编程序控制器就可以实现对于电器的集中控制, 同时对电器中的多个设备进行控制, 减少使用分部控制时所需的人力、物力的浪费。这时, 如果其中的某个控制对象发生故障而无法正常工作时, 其他的控制对象也只能跟着停止运行。
3.2.4 分散控制方面
除了对电器中的部件进行统一的整体控制外, 还需要为每一个控制对象设定一个专门的可编程序控制器, 而这些可编程序控制器之间可以互相传递信号, 通过听从对方的响应和指令, 完成对控制对象的操控工作。在这种情况下, 当其中的某一台可编程序控制器发生故障时, 不会影响其他可编程序控制器的正常工作。
3.2.5 运动控制方面
可编程序控制器在对于操作对象的运动控制方面, 除了可以完成常规的直线运动控制, 还可以是被控制的对象进行圆周运动, 运用专门的运动控制模块, 完成难度系数大的任务。
3.2.6 数据处理方面
可编程序控制器在数据处理方面, 有着极其广泛的应用。不仅可以对数据进行采集、分析和处理, 还可以完成数据间的传送、转换等。在大型的操作系统中, 可编程序控制器的数据处理功能发挥了极其重要的作用。
4 结语
根据本文的论述, 可编程序控制器的很多功能都可以在电器控制方面得到广泛的应用, 发展前景非常广阔。但是在具体的应用过程中, 还要更加清楚的了解各个生产环节之间的联系以及对于不同控制系统的详细要求。在电器的控制方面, 将整个系统的硬件结构简单化, 尽快的实现以可编程序控制器为主的操控系统, 降低能耗, 提高电器元件的使用率。
参考文献
[1]李天利.基于可编程序控制器的复卷机电气液自动控制[J].中国造纸, 2012 (06) .