一、工作原理

可編程控制器（Programmable Logic Controller）簡(jiǎn)稱(chēng)PC或PLC是一種數字運算操作的電子系統，專(zhuān)門(mén)在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可以編制程序的存儲器，用來(lái)在執行存儲邏輯運算和順序控制、定時(shí)、計數和算術(shù)運算等操作的指令，并通過(guò)數字或模擬的輸入(I)和輸出(O)接口，控制各種類(lèi)型的機械設備或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊炭刂破魇窃陔娖骺刂萍夹g(shù)和計算機技術(shù)的基礎上開(kāi)發(fā)出來(lái)的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，把自動(dòng)化技術(shù)、計算機技術(shù)、通訊技術(shù)融為一體的新型工業(yè)控制裝置。PLC已被廣泛應用于各種生產(chǎn)機械和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制中，成為一種最重要、最普及、應用場(chǎng)合最多的工業(yè)控制裝置，被公認為現代工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱（PLC、機器人、CAD/CAM）之一。

二、安裝與維護

PLC的安裝

在安裝PLC時(shí)，要避開(kāi)下列場(chǎng)所：①環(huán)境溫度超過(guò)0~50攝氏度的范圍。②相對濕度超過(guò)85%或者存在露水凝聚（由溫度突變或其他因素所引起的）。③太陽(yáng)光直接照射。④有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等。⑤有大量鐵屑及灰塵。⑥頻繁或連續的振動(dòng)，振動(dòng)頻率為10~55赫茲、幅度為0.5毫米（峰—峰）。⑦超過(guò)10g（重力加速度）的沖擊。

為了使控制系統工作可靠，通常把可編程控制器安裝在有保護外殼的控制柜中，以防止灰塵、油污、水濺。為了保證其溫度保持在規定環(huán)境溫度范圍內，安裝機器應有足夠的通風(fēng)空間，基本單元和擴展單元之間要有30毫米以上間隔。如果周?chē)h(huán)境超過(guò)55攝氏度，要安裝電風(fēng)扇，強迫通風(fēng)。

為了避免其他外圍設備的電干擾，可編程控制器應盡可能遠離高壓電源線(xiàn)和高壓設備，可編程控制器與高壓設備和電源線(xiàn)之間應留出至少200毫米的距離。

電源接線(xiàn)

PLC供電電源為50赫茲、220伏±10%的交流電。

如果電源發(fā)生故障，中斷時(shí)間少于10毫秒，PLC工作不受影響。若電源中斷超過(guò)10毫秒或電源下降超過(guò)允許值，則PLC停止工作，所有的輸出點(diǎn)均同時(shí)斷開(kāi)。當電源恢復時(shí)，若RUN輸入接通，則操作自動(dòng)進(jìn)行。

對于電源線(xiàn)來(lái)的干擾，PLC本身具有足夠的抵制能力。如果電源干擾特別嚴重，可以安裝一個(gè)變比為1∶1的隔離變壓器，以減少設備與地之間的干擾。

接地

良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。接地線(xiàn)與機器的接地端相接，基本單元接地。如果要用擴展單元，其接地點(diǎn)應與基本單元的接地點(diǎn)接在一起。為了抑制加在電源及輸入端、輸出端的干擾，應給可編程控制器接上專(zhuān)用地線(xiàn)，接地點(diǎn)應與動(dòng)力設備（如電機）的接地點(diǎn)分開(kāi)。若達不到這種要求，也必須做到與其他設備公共接地，禁止與其他設備串聯(lián)接地。接地點(diǎn)應盡可能靠近PLC。

直流24伏接線(xiàn)端

PLC上的24伏接線(xiàn)端子，還可以向外部傳感器（如接近開(kāi)關(guān)或光電開(kāi)關(guān)）提供電流。24伏端子作傳感器電源時(shí)，COM端子是直流24伏地端。如果采用擴展單元，則應將基本單元和擴展單元的24伏端連接起來(lái)。另外，任何外部電源不能接到這個(gè)端子上。

如果發(fā)生過(guò)載現象，電壓將自動(dòng)跌落，該點(diǎn)輸入對可編程控制器不起作用。

每種型號的PLC的輸入點(diǎn)數量是有規定的。對每一個(gè)尚未使用的輸入點(diǎn)，它不耗電，因此在這種情況下，24伏電源端子向外供電流的能力可以增加。

輸入接線(xiàn)

一般接受行程開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)等輸入的開(kāi)關(guān)量信號。輸入接線(xiàn)端子是PLC與外部傳感器負載轉換信號的端口。輸入接線(xiàn)，一般指外部傳感器與輸入端口的接線(xiàn)。

輸入器件可以是任何無(wú)源的觸點(diǎn)或集電極開(kāi)路的NPN管。輸入器件接通時(shí)，輸入端接通，輸入線(xiàn)路閉合，同時(shí)輸入指示的發(fā)光二極管亮。

輸入端的一次電路與二次電路之間，采用光電耦合隔離。二次電路帶RC濾波器，以防止由于輸入觸點(diǎn)抖動(dòng)或從輸入線(xiàn)路串入的電噪聲引起PLC誤動(dòng)作。

若在輸入觸點(diǎn)電路串聯(lián)二極管，在串聯(lián)二極管上的電壓應小于4伏。若使用帶發(fā)光二極管的舌簧開(kāi)關(guān)，串聯(lián)二極管的數目不能超過(guò)兩只。

輸出接線(xiàn)

可編程控制器有繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出3種形式。輸出端接線(xiàn)分為獨立輸出和公共輸出。當PLC的輸出繼電器或晶閘管動(dòng)作時(shí)，同一號碼的兩個(gè)輸出端接通。在不同組中，可采用不同類(lèi)型和電壓等級的輸出電壓。但在同一組中的輸出只能用同一類(lèi)型、同一電壓等級的電源。

由于PLC的輸出元件被封裝在印制電路板上，并且連接至端子板，若將連接輸出元件的負載短路，將燒毀印制電路板，因此，應用熔絲保護輸出元件。

采用繼電器輸出時(shí)，承受的電感性負載大小影響到繼電器的工作壽命，因此繼電器工作壽命要求長(cháng)。

三、主要用途

PLC采用微電子技術(shù)來(lái)完成各種控制功能，在現場(chǎng)的輸入信號作用下，按照預先輸入的程序，控制現場(chǎng)的執行機構，按照一定規律進(jìn)行動(dòng)作。其主要功能如下。

順序邏輯控制

這是PLC最基本最廣泛的應用領(lǐng)域，用來(lái)取代繼電器控制系統，實(shí)現邏輯控制和順序控制。它即可用于單機控制或多機控制又可用于自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的控制。PLC根據操作按鈕、限位開(kāi)關(guān)及其他現場(chǎng)給出的指令信號，控制機械運動(dòng)部件進(jìn)行相應的操作。

運動(dòng)控制

在機械加工行業(yè)，可編程控制器與計算機數控（CNC）集成在一起，完成機床的運動(dòng)控制。很多PLC制造廠(chǎng)家已提供了拖動(dòng)步進(jìn)電機或伺服電機的單軸或多軸的位置控制模板。在多數情況下，PLC把描述目標位置的數據送給模板，模板移動(dòng)一軸或數軸到目標位置。當每個(gè)軸移動(dòng)時(shí)，位置控制模板保持適當的速度和加速度，確保運動(dòng)平滑。已用于控制無(wú)心磨削、沖壓、復雜零件分段沖裁、滾削、磨消應用當中。

定時(shí)控制

PLC為用戶(hù)提供了一定數量的定時(shí)器，設置了定時(shí)器指令，如OMRON公司的CPM1A,，每個(gè)定時(shí)器可實(shí)現0·1~999·9s或0·01~99·9s的定時(shí)控制，SIEMENS公司S7—200系列可提供時(shí)基單位為0·1s/0`01s及0·00s的定時(shí)器，實(shí)現從0·001s到3276·7s的定時(shí)制?？砂匆欢ǚ绞竭M(jìn)行定時(shí)時(shí)間的擴展。定時(shí)精度高，定時(shí)設定方便、靈活。PLC還提供了高精度的時(shí)鐘脈沖，用于準確的實(shí)時(shí)控制。

記數控制

PLC為用戶(hù)提供的記數器分為普通記數器，可逆記數器(增減計數器)、高速計數器等，用來(lái)完成不同用途的記數控制命令。計數器值等于計數器設定值，或在某一數值范圍時(shí)，發(fā)出控制命令。計數器的記數值可在運行中被讀出，也可在運行中進(jìn)行修改。

步進(jìn)控制

PLC為用戶(hù)提供了一定數量的移位寄存器，用移位寄存器可方便地完成步進(jìn)控制功能。在一道工序完成之后，自動(dòng)進(jìn)行下一道工序。一個(gè)工作周期結束后，自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)工作周期。有些PLC還專(zhuān)門(mén)設有步進(jìn)控制指令，使得步進(jìn)控制更為方便。

數據處理

大部分PLC都具有不同程度的數據處理功能，如F2系列、C系列、S7系列PLC等，能完成數據運算如；加、減、乘、除、乘方、開(kāi)方等，邏輯運算如；字與、字或、字異或、求反等，移位、數據比較和傳送數值的轉換等操作。

模、數和數、模轉換

在過(guò)程控制或閉環(huán)控制系統中，存在溫度、壓力、流量、速度位移、電流、電壓等連續變化的物理量。過(guò)去，PLC用于邏輯控制，對于這些物理量的控制主要靠?jì)x表控制或分布式系統DCS。大、中型PLC都具有物理處理功能，很多小型PLC也具有物理量處理功能，編程和使用都很方便 。

通信及聯(lián)網(wǎng)

大都分PLC都具備通信能力，能夠實(shí)現PLC與計算機，PLC與PLC之間的通信。通過(guò)這些通信技術(shù)，使PLC更容易構成工廠(chǎng)自動(dòng)化（FA）系統。也可與打印機、監視器等外部設備相連，記錄和監視有關(guān)數據

根據用戶(hù)的使用方式和特點(diǎn)，可編程控制器可以分為兩種完全不同的市場(chǎng)：項目型市場(chǎng)和OEM型市場(chǎng)?？删幊炭刂破鞯闹饕獞茫?/p>

項目型市場(chǎng)中，可編程控制器主要應用在冶金、汽車(chē)、市政、電力等行業(yè)；OEM市場(chǎng)中，可編程控制器主要應用在紡織機械、包裝、機床等傳統行業(yè)。小型PLC主要用于OEM市場(chǎng)，主要以三菱，西門(mén)子，歐姆龍、愛(ài)德克等品牌為主，愛(ài)德克的可編程控制器有：FC4A,FC5A,FT1A,其中FT1A將 PLC 功能與小型顯示器結合在一起，無(wú)需主機設備，省接線(xiàn)，省空間，性?xún)r(jià)比高。而FT1A使用非常方便，例如其觸點(diǎn)輸出為10A，可以直接帶動(dòng)大容量負載，如電磁閥等。

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