引论：我们为您整理了13篇plc控制系统范文，供您借鉴以丰富您的创作。它们是您写作时的宝贵资源，期望它们能够激发您的创作灵感，让您的文章更具深度。
篇1
1.1 DCS简介
DCS在国内自控行业称之为集散控制系统。它综合了计算机、通讯、显示和控制等4C技术，其实质是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。
1.2 DCS的结构
在结构上，DCS包括过程级、操作级和管理级三个部分。过程级是系统控制功能的主要实施部分，是由过程控制站、I/O单元和现场仪表组成。操作员站和工程师站组成了操作级，它的作用是完成系统的操作和组态。
1.3 DCS特点
高可靠性、开放性、灵活性、易于维护、协调性、控制功能齐全。DCS即为集散控制系统（Distributed Control System）。DCS是多级计算机系统，以通信网络为纽带，由过程控制级和过程监控级组成。DCS综合了计算机、通讯、显示和控制4项技术，也称为4C技术，DCS的主要思想是分散控制、分级管理、集中操作、灵活配置、组态便捷。DCS是拓扑大系统，呈树状，从上到下，通信是该系统的关键；PID在中断站里，现场仪器仪表和控制装置与计算机的连接依靠中断站；DCS是树状的拓扑结构，且结构是并行连续的链路状，也存在许多电缆由中继站并行到工程项目现场的仪器仪表；DCS系统的模拟信号由智能仪表的部件和几台计算机构成，渐渐的用数字信号来替代模拟信号，信号形式是A/D-D/A；由一台仪表与一对线连接到I/O，从控制站连接到局域网LAN；DCS控制系统是控制、操作和现场仪表的3级结构；每家企业的大的DCS控制系统不相同；主要使用于大型的连续过程控制。
2.plc系统
2.1 PLC简介
PLC即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
2.2 PLC特点
可靠性高、抗干扰能力强、功能强适用面广、编程简单容易掌握、使用和维护方便。
2.3 PLC的特点
PLC即为可编程逻辑控制器（Program-mable Logic Controller），是使用一种可以编程的存储器，通过所存储的程序，来进行逻辑运算，或通过用户的指令来进行顺序控制、计数、定时和算术操作，并且通过模拟式或数字的输入或输出来控制各种类型的机械生产，或控制生产的过程。PLC已经从控制开关量的阶段发展到进行顺序控制或运算处理，是从低级向高级运送处理，从下往上的运算处理；PLC具有连续不间断的HD控制等多项功能，PID在中断站里；PLC可以使用一台PC机作为主站，同种型号多台PLC作为从站，PLC也可以使用一台PLC作为主站，同种型号PLC作为从站，组成PLC网络，后者比前者的方便之处是当用户进行编程时，不需要了解通信协议，按照说明书的格式编写就行；PLC网格不但可当做独立的DCS/TDCS，同时也可以当做DCS/TDCS的子系统；PLC大系统与DCS/TDCS一致。
3.DCS与PLC的区别
DCS是集散式控制系统的一种，PLC是控制装置，所以说DCS与PLC是系统和装置的区别。不管何种装置的功能和装置之间的协调，都可由系统来实现；而PLC装置所实现的只能是这个单元所具有的功能。
3.1 安全可靠性不同
DCS的设计使用的是双冗余过程处理器、双电源和双冗余网络。如果重要控制元件有了故障，其他与之相关的冗余元件就会实时没有干扰的变成工作元件，使系统能够安全运行。但起初的PLC控制系统完全没有把冗余的设计思想引入进去，系统没有足够的安全可靠性，经过改进后，实现了双冗余控制。同时，DCS系统的硬件插拔可以带电热插拔，即当某一模块遭到破坏或发生了其它故障时，系统不需要停止运行，维修技术人员就能及时替换被损坏的硬件。而很多PLC没有上述的功能。
3.2 兼容性和可扩展性不同
当前，DCS系统的兼容性和可扩展性非常强大，尤其适用于大型的系统工程。大多数操作级的网络平台都选择了以太网络的形式，采用的是当前标准的或变形的TCP/IP协议，进而为系统的扩展提供了很大的方便。而PLC系统最原始的开发目的是针对设备控制，大多数没有或只有很少部分有兼容性和扩展性的需求，所以，如果出现两个或两个以上的系统的资源需要共享时，PLC是相当的困难。
3.3 数据库不同
DCS系统具有比较统一的数据库，也就是说在任何情况下都可以引用DCS系统中的某一已经存在于数据库原始数据。但PLC系统的数据库就不是这样了，相比较而言它没有DCS统一，例如监控软件和组态软件抑或是归档软件都有各自的数据库。
3.4 时间调度和任务的处理方式不同
由于DCS系统已经实现了集散控制，因此它可以先灵活地设定任务周期，进而轻松的处理多个任务。但PLC的程序与之不同，大都不能按原来设定的周期进行循环运行。
3.5 网络结构不同
DCS网络是DCS系统的中枢神经，通常包括两层网络结构，而采用单网结构的PLc网络形式基本上是为个体而工作。TCP/IP协议是标准的以太网协议，是双冗余设计，具有很好的开放性与拓展性。而且PLC系统的网络安全也相对较差。
3.6 系统软件功能不同
DCS应用于化工、电力等大工业的过程控制更有优势，因为DCS的软件包功能强大，有配方的功能，不同的行业有不同的专家软件，简化了用户的组态编程工作。DCS的基本功能是对各种工艺进行控制，如果某一方案有了变化，技术人员只需在操作台就能更改方案，不影响原来的控制方案正常运行，它通过编译就可执行命令，然后由系统自动运行。PLC系统不利于维护，它的工作进程是先确定哪个PLC需要编译，然后再进行程序的编译，最后再一对一传送程序。
4.PLC与DCS比较及优势分析
目前工业控制领域效果最令人满意和最广泛使用的两种控制技术就包括可编程序控制器（PLC）及集散控制系统（DCS），同时它们各自的优势及劣势也是很明显的，如在高速的顺序控制中PLC占主导地位，而且PLC体积小，使用灵活，价格相对较低，而在复杂的过程控制中DCS占优势，但体积大，价格相对较高。但在通讯功能及管理能力方面PLC不及DCS，DCS通讯及管理能力较强。如果按从弱至强将PLC与DCS的性能划分为1至10个等级，则可将它们的对比列于表1。
数字量的顺序控制是早期的PLC主要的发展方向。但随着PLC技术的不断发展，PLC扩增了模拟量控制功能、通讯联网功能、PID调节功能及分级控制功能等，当前，即使是在过去DCS占统治地位的化工、冶金等行业PLC控制系统也能发挥巨大的作用。但PLC有一个弊端即难以组成大型、复杂、综合的系统，由于技术原因，如果过多的plc通过网络与过多的PLC通讯，则可能导致瓶颈现象及计时上的困难。
DCS的诸多优势使它在控制系统的高端市场仍占主流地位。DCS控制系统最初是由模拟仪表发展而来的，因此它初期的功能以回路调节为主，之后又扩展了顺序控制的功能。集中地操作管理，分散控制以提高整个系统的可靠性及管理能力是DCS的设计思想。但DCS比PLC价位稍高，因此国内一些资金有限的中小型企业有时难以承受DCS控制系统。
5.PLC与DCS系统的综合应用：混合式控制系统结构
随着当前计算机技术的进步与发展，通过研究人员多年的研究与开发，DCS与PLC两大系统除了保留有各自自身的特点之外，二者还能互相补充，形成新的控制系统。二者在很多领域可以并存，可以通过弥补对方的不足，形成新的控制系统。当前，越来越多的以PC+PLC组成DCS系统的工程应用逐渐广泛。
图1所示为混合式控制系统。该系统主要以DCS的设计思想为基础，综合PLC与DCS的各自优势。它主要由系统网络、操作员工作站、中央服务器、控制器及输入/输出（I/O）模块等部分组成。
5.1 系统网络
整个DCS系统的基础和核心就是系统网络，整个系统的实时性、可靠性和可扩充性都与系统网络息息相关。它的重要性对于混合式控制系统同样重要。
如图1所示，HCS是包括操作管理和过程控制在内的两级式控制系统。N1网连接的操作员工作站及中央服务器构成了操作管理级。N1网是一局域网（LAN），可以选用以太网，传输介质可使用双绞线、同轴电缆或光纤，它要能较快地传输大量的数据。星形、总线形、混合形等网络拓扑结构都可供N1网来选择。当前，工业控制网常用的网络结构是总线结构。因为它有成熟的网络技术，简单的施工过程，而且节点的加入退出时不需要中止网络运行。
N2网要具有实时性，这对实时性很强的过程控制十分重要。为了实现数据共享，一旦N2网上某节点发送数据，则该网络上所连接的各节点要能够同时接收到该数据。N2网的作用是将过程控制级的控制器与中央服务器相连，并且使控制器与远程I/O、远程I/O与远程I/O连接起来并中央服务器连接起来。
5.2 操作员工作站
操作员工作站能够完成HCS与用户间信息交换，它的功能主要有3个：（1）对生产过程进行调节和控制；（2）为运行操作人员提供人机界面；（3）便于操作人员及时全面地了解系统运行情况。现在操作员工作站主要由PC机承担，因为微型计算机性能在不断提高。
5.3 中央服务器
中央服务器用Windows NT为操作系统，配以系统应用软件，在部分行业还可与企业管理系统相连。它主要用来实现信息集中管理，如所有的系统信息、报告及总数据库。
5.4 控制器
自动控制系统中的控制中枢就是控制器。由HCS可组成较大型的分散的控制系统，这是因为每个HCS可支持多个控制器，而每个控制器又可支持多达上百个控制回路。HCS控制器体积比DCS小得多，与PLC一样采用了主要包括处理器、内存、I/O接口，外加通讯接口在内典型的计算机结构，它的框架沿袭了传统PLC的框架尺寸结构。从尺寸与外形上看，HCS控制器与PLC有许多相似之处，但它绝不是简单翻版PLC的，它有许多自己独特的特征和风格。HCS控制器在过程控制中能胜任DCS所承担的过程控制任务，它主要执行闭环及顺序控制。
5.5 输入/输出（I/O）模块
HCS提供了能与工业生产现场I/O信号直接相连的各种规格的I/O模块，如模拟量/数字量、直流/交流、电压/电流及不同电压等级的I/O模块等。这些I/O模块可与工业现场的按钮、变送器、传感器、电磁阀门及马达控制器等设备元件直接相连，使用灵活方便。
6.新型混合式控制系统特点
6.1 控制分级分散，管理集中
HCS的某些优势和DCS是一致的，比如它也具有信息集中，控制分散的优势。系统具有包括操作管理级及过程控制级在内的垂直的2级功能，并且在各级之间既有分工，又有联系，在系统的统一协调下平稳运行。在实际方面采用该分散控制结构，也就是将多个控制器及I/O框架分散后进行联网，这样设计的优点是：（1）避免因个别设备出现故障殃及整个系统而造成的危险，提高可靠性。（2）可将生产过程的全部信息通过网络传送至中央服务器以实现信息集中。
6.2 高灵活性、强可扩展性
HCS采用的结构形式是模块化及积木化，这样的话用户可选择不同数量、不同规格的单元设备以组成不同要求、不同规模的硬件系统，进而满足自身实际需要。组装上，灵活的组装方式使系统扩展变得容易，整个系统采用分级分散的网络结构形式，使增加或去除某些单元不会影响整个系统的性能，这有利于工厂按当前规模配置系统，使设备的利用效率全面提高。
6.3 可靠性高
（1）冗余技术
为了避免由于某个部件失效而影响整个系统运行，HCS允许用户在任何需要的关键部分扩充冗余部件。如将冗余的处理器、传输介质、中央服务器等加在控制器中，提升整个系统性能。
（2）自我诊断功效
HCS系统软件可整个系统的软硬件状态进行在线监视，如果有异常情况发生时，系统可立即自行采取有效措施，自行运行，使故障得到有效解决。
（3）断电保护功能
在HCS控制器的处理器模块内装有新型锂电池，因此在外部突然断电的情况下数据也不会丢失。
7.结束语
在未来，工业过程控制系统向智能化、开放性、网络化、信息化发展。同时，DCS及PLC系统将会更加完善，更多的应用于社会生产的各个环节。
参考文献
[1]夏晓莉.PLC、DCS两大控制系统的分析[J].中国新技术新产品,2009(9).
[2]童伟.集成PLC与DCS的新型过程控制系统[J].江西化工,2007(2).
篇2
2异步通信与同步通信在实际通信中
操作时很难保证数据接收方和发送方有相同的传输速率，为了保证发送过程和接受过程同步，不发生累计误差造成的错位。可以根据实际通信要求选用同步或异步通信方式。异步通信发送字符的信息格式有1个起始位，7、8个数据位，1个奇偶校验位（可省略），1、2个停止位组成。在通信开始之前，通信双方需要对所采取的信息格式和数据传输速率作相同的约定。由于1个字符中包含的位数不多，及时发送方和接受方的收发频率略有不同，也不会因两台设备之间的时钟脉冲周几的积累误差而导致收发错位。其特点就是传送附加的非有效信息较多，传输效率稍低。同步通信方式以字节为单位（8bit），每次传送1、2个同步字符，若干个数据字节和校验字节。在同步通信中，发送方和接收方要保持完全同步，因此要用调制解调的方式从数据流中提取出同步信号，使接收方得到与发送方完全相同的接收时钟信号。其传输速率较高，一般用于高速通信。
3单工通信方式与双工通信方式
单工通信方式只能延单一方向发送或接收数据。双工方式的数据可以沿两个方向传送，每一个站既可以发送数据也可以接收数据。双工方式又分为全双工和半双工两种方式。
二PLC通讯功能介绍
PLC其它PLC，变频器，PC机，远程设备，工业以太网等按照不同的通信协议进行通信，文章主要介绍PLC与PC机之间的通信。PLC与使用自由端口模式的PC机的通信：自由端口模式为PC机与PLC之间的通信提供了一种方便和灵活的方法。在自由端口模式，PLC的串行通信有用户程序控制，可以用接收完成中断、字符接收中断、发送完成中断、发送指令和接受指令来控制通信过程。发送指令（XMT）启动自由端口模式下数据缓冲区的数据发送。通过指定的通信端口，发送存储在TBL中的信息（最多255个字符）。发送结束时可以产生中断事件。接收指令（RCV）初始化或终止接收信息的服务（最多255个字符）。通过指定端口，接收的信息存储在TEL中。在接收完最后一个字符时，或每接收一个字符均可产生一个中断。
三VB通信功能的介绍
1Windows环境下上位机通信软件介绍
在Windows环境下，上位机与PLC实现串行通信，需要有软件提供人机交互平台，实现通信控制。常用的可实现串行通信的软件有WinCCflexible组态软件和VB程序设计软件。由于实际工程需要的多变性及复杂性，多选用VB搭建人机交互平台。VB不仅能实现串行通信，还能满足各种工程实际的不同要求，设计不同的面向对象的工作窗口界面。它本身提供的各种控件，可以方便简易的实现各种设计要求。
2MSComm控件的属性
VB提供了一个串行通信控件MiscrosoftCommControl，即MSComm控件。编程人员只需要设置和监视MSComm控件的属性和事件，就可以轻而易举的实现串行通信。MSComm控件提供了两种处理方式，即可产生两种事件进行通信，事件驱动方式和查询方式。事件驱动方式：Rthreshold属性非0时，收到的字符或传输线发生变化时就会产生串口事件OnCome。通过查询CommEvernt属性可以捕获并处理这些通信事件。查询方式：通过查询接收缓冲区的字节数（InputBufferCount）属性值，处理接收到的信息。
四应用实例
城市交通路口信号控制充分应用了这一通讯功能的应用。现代社会多变的交通状况。传统的交通控制方法已经不能解决目前的城市交通问题，因此基于PLC可通信的控制系统可时效性的解决这一问题。
篇3
一、确定控制系统方案
（一）控制对象
1.温度
植物生长的温度是在一个范围内，虽然最适宜温度植物长得很快，但是往往因为消耗有机物太多，会出现长的细长现象。控制系统的控制温度范围要略低于植物最适宜温度。
2.湿度
空气的湿度太大会造成之无病虫害，但是要保证空气湿度低的同时要有充足的水分由土壤供给植物。
3.光照
植物生长需要光照，这样才能进行光合作用，不同植物的光补偿点不同，因此事宜温度范围也不同，同时人们可以控制光照时间和强度来控制植物的生长速度。
4.CO2
植物生长需要光合作用，光合作用需要的一个物质是CO2，植物的光合作用随着CO2的浓度增大而增强，但是浓度过高反而会抑制植物光合作用，因此二氧化碳浓度的控制范围要与农作物相适应。
（二）PLC控制系统
PLC是可编程逻辑控制器，它可以通过编程方式完成传统的继电器-接触器的逻辑控制，PLC的控制系统性能稳定，价格便宜，开发容易，性价比高，缺点就是人机交流困难。
（三）控制系统的方案确定
本控制系统方案为各参数的自动控制，当传感器检测的温湿度、光照以及CO2超过范围时，PLC控制系统会发出指令，控制执行机构如天窗的电动机等动作，使温室参数达到用户要求。
二、控制系统软硬件设计
（一）控制要求
随时检测控制对象温湿度、CO2浓度和光照参数，并保证参数在控制范围内。控制系统设计流程如图1所示。
（二）硬件设计
1.根据控制系统输入输出的点数，对PLC型号进行选择
（1）PLC开关量点数确定
（2）根据PLC开关量点数确定PLC型号
由上表可得输出点13个，输入点14个，考虑到应有输入输出端子的余量，选择S7-200cpu226型，其有24/16个I/O口。
2.模拟量模块的选型
对于温湿度、CO2和光强传感器都输出模拟信号，需要PLC扩展模拟量模块。温湿度传感器分别要在温室的上下南北四处检测，因此输入10路模拟量信号，因此选择EM235模块3个（此模块4AI/1AO）。
3.温湿度、光照以及CO2检测元件选型
选择HMD40温度传感器，Poi88-c光强传感器，TGS4160型CO2传感器以及A1203型湿度传感器。
4.进行电路设计
控制电路简图如图2所示，主电路同传统继电器-接触器电路。
（三）软件设计
以光照的控制为例，比较光照传感器的值，如果超过上限，则打开遮光帘，如果在范围内，则遮光装备动作不变，低于下限值收起遮光装备并且打开光照灯。
最后，要进行整机调试。调试时先启动控制电路，断开主电路，等确定程序和控制电路无误后，在进行整机调试。
篇4
在我国能源日益紧张和浪费严重的形势下，高效低耗的节能技术受到人们 的关注。空压机作为制造业最常用的设备之所产生的廉价适用的压縮空气能源备受青睐。基于PLC的空压机的用途很广，几乎遍及工农业、国防、科技、民用等各个领域。它可以利用电动机将气体在压缩腔内进行压縮 ,并使压缩的气体具有一定压力。
一、PLC的定义及特点
PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。它的特点表现在以下几个方面：
1．可靠性高，抗干扰能力强
高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用专业的生产工艺制造，内部电路采取先进的抗干扰性技术，有很高的可靠性。同时，PLC具有硬件故障的自我检测功能，当出现故障时，可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编写器故障的诊断程序，使相应的电路及设备获得故障诊断保护，最终整个系统具有极高的可靠性。
2. 配套齐全，功能完善，适用性强
迄今为止，PLC已经形成了大、中、小各种规模的产品，可用于各种规模的工业场合。除了逻辑处理的功能以外，现代PLC大部分数据运算能力，都用于各种数字的控制领域。近年来，PLC的功能单元大量出现，使PLC进入了温度控制、位置控制、CNC等工业控制中。同时，PLC人机界面技术的发展及通信能力的增强，使PLC组成各种控制系统变得非常容易。
3．易学易用，深受工程技术人员欢迎
PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能，为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事打开了方便之门。
4．系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造
PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护起来也变得容易。
二、空压机控制系统的简要介绍
继电器电气控制系统
其逻辑功能由传统的继电器来完成的，比如控制时间,就有相应的时间继电器。继电器的动作一般与电磁有关，是一种电子控制器件,它具有控制系统和被控制系统，通常应用于自动控制电路中。它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
2. 智能单片机控制系统
单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。目前，单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。比如导弹的导航装置、飞机上各种仪表的控制、广泛使用的各种智能IC卡、录像机、电子宠物等。
3．PLC控制系统
PLC控制系统是由模仿原继电器控制原理发展起来的。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令，通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。PLC用梯形图编程，在解算逻辑方面表现出快速的优点。在微秒量级，解算1K逻辑程序不到1毫秒。
4．DCS控制系统
DCS，分散控制系统的简称，国内一般习惯称之为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机、通信、显示和控制等4C技术。其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。
三、基于PLC空压机系统的控制要求
1．恒压控制
原料空压机的作用就是满足工艺要求送出一个压力恒定的气流，为分馏塔分馏提供原料空气，所以它的最基本的控制要求就是恒压控制。
2．防喘振控制
喘振工况是空压机系统的非正常工况，也是离心式压缩机特有的工况之一，具有破坏性。如果空压机出现喘振，则会直接损坏空压机设备，造成空分停车事故，所以必须要避免喘振现象的发生，以免造成更大的损失。
3．故障连锁逻辑控制
在空压机正常运行时，只要有任意一个监控参数达到连锁值，为了避免损坏设备，必须将空压机停车。这也是空压机的故障连锁控制的基本要求。
4．辅助安全控制
为了防止出口压力过高，空压机的出口压力设置了一个安全保护范围，使它工作在正常范围之内；为了防止空压机电动机超负荷工作，限制入口无限开大，通过电动机过载保护控制器的调节而减小负荷；实现空压机的自动加载大大方便了操作人员的操作，避免了操作升压时误操作而引起空压机喘振，缩短了人工加载的加载时间，具有升压快，升压电流小，节能的特点。
通过了解以上各个控制要求，控制策略的设计必须合理、有效地把各个要求都在控制系统中得以实现，从而对空压机的可靠运行提供重要的保障
三、PLC空压机控制系统的设计要求
1．具体的控制要求
基本控制要求为油压油温、断水保护、超限保护、排气温度超限保护、空压机气压超限压力保护、保护及故障、启动功能、停止功能、报警功能。当系统在自动集控工作方式时。系统根据设定的供气压力值，当冷却水压力、空压机油油压满足要求时，自动控制卸荷或加载。
2．系统的硬件设计
PLC主机选择留有少量的余量，连接时电源和CPU模块放在最左侧，扩展模拟量输入模块用扁平电缆与左侧的模块相连。系统所使用的电源均由交流稳压器进行滤波和稳压，很好地消除了现场环境中的电源干扰，保障了系统的稳定运行。
四、基于PLC空压机控制系统的应用
1．硬件施工
造成PLC信号采样出错的原因主要是: 传输信号短路或开路。当传输信号出现故障时, 现场信号无法传送给PLC，造成采样出错。因此，要提高PLC 输入信号的可靠性,采用可靠性高的开关接点、 高质量的传输导线、减少端子数量和一次表是必须的。但是规范的布线和屏蔽接地措施更具有实际意义。
2．软件编程
为使整个控制系统运行更加稳定，软件系统可靠性配套也是必不可少的。因此我们对控制软件进行了特别处理，对输入信号进行滤波处理要提高现场输入给空压机PLC控制系统的信号的可靠性,对于空压机储气罐的卸荷控制，为了防止卸荷阀在卸荷值附近频繁的动作，可以采用余量控制法程序段来解决这一问题。
总之，使用PLC空压机的控制系统后，减少大量的时间和中间继电器等器件，减少大量的安装接线时间。 加上开关柜体积的减小,可以节省大量的费用。同时，PLC 的故障率很低, 具有完善的自诊断和显示功能。PLC还可以进行网络化管理, 现场参数可以通过网络传送到监视屏幕中，为运行人员提供参考，同时它具有对历史数据的记忆功能，如果连上打印机就可以打印生产报表，免去运行人员抄写报表工作, 减轻了运行人员的工作量。
结语
对基于PLC的空压机控制系统的设计,不仅有效地排除了常排气的隐患，使得空压机工作条件大大改善, 提高了使用性能的安全性、可靠性，保证了空压机能长周期稳定运转，同时也取得了良好的经济效益。
参考文献
篇5
文章编号:1009-2374 (2010)21-0028-02
控制硬件选购目前市场上的PLC产品众多。国产品牌有:永宏、和利时、凯迪恩等;国外有:日本的OMRON、MITSUBISHI、松下;德国的SIEMENS,韩国的LG等。近几年,PLC产品的价格有较大的下降,其性价比越来越高,这是众多技术人员选用PLC的重要原因。但各品牌的PLC在性能指标上都有着较大的差异。所以如何选购PLC产品成为了系统设计和系统功能要求的重要环节。
1编程器的选购
PLC编程可采用三种方式:一是用一般的手持编程器编程,它只能用商家规定语句表中的语句编程。这种方式效率低,但对于系统容量小,用量小的产品比较适宜,并且体积小,易于现场调试,造价也较低;二是用图形编程器编程,该编程器采用梯形图编程,方便直观,一般的电气人员短期内就可应用自如,但该编程器价格较高;三是用个人计算机加PLC软件包编程,这种方式是效率最高的一种方式。基于电脑笔记本的普及和PLC软件编程的方便性,并且易于现场调试。这种方式是用户最喜欢用的一种方式。
因此,应根据系统的大小与难易,开发周期的长短以及资金的情况合理选购PLC产品。我公司主要采用美国的AB和法国的施耐德生产的PLC,此两种品牌是现阶段的主流产品,运用既上符合要求,又灵活,便于程序的设计和运行。
2设计遵循的步骤
施耐德PLC有多种型号,编程电缆也有多种,但基本上是基于modbus协议的通讯方式。
(1)工艺分析深入了解控制对象的工艺过程、工作特点、控制要求,并划分控制的各个阶段,归纳各个阶段的特点,和各阶段之间的转换条件,画出控制流程图或功能流程图。
(2)选择合适的PLC类型在选择PLC机型时,主要考虑下面几点:功能的选择;I/O点数的确定;内存的估算。+定时器/计数器数量×2+通信接口个数×300+备用量;分配I/O点;程序设计;控制柜或操作台的设计和现场施工;应用系统整体调试;编制技术文件。
(3)PLC控制系统的设计内容。根据设计任务书确定,进行工艺分析,并确定控制方案,它是设计的依据;选择输入设备(如按钮、开关、传感器等)和输出设备(如继电器、接触器、指示灯等执行机构);选定PLC的型号(包括机型、容量、I/O模块和电源等);分配PLC的I/O点,绘制PLC的I/O硬件接线图;编写程序并调试;设计控制系统的操作台、电气控制柜等以及安装接线图;编写设计说明书和使用说明书。
(4)PLC的硬件设计PLC硬件设计包括:PLC及线路的设计、电气线路的设计和抗干扰措施的设计等。选定PLC的机型和分配I/O点后,硬件设计的主要内容就是电气控制系统的原理图的设计,电气控制元器件的选择和控制柜的设计。电气控制系统的原理图包括主电路和控制电路。控制电路中包括PLC的I/O接线和自动、手动部分的详细连接等。电器元件的选择主要是根据控制要求选择按钮、开关、传感器、保护电器、接触器、指示灯、电磁阀等。
(5)PLC的软件设计软件设计包括系统初始化程序、主程序、子程序、中断程序、故障应急措施和辅助程序的设计,小型开关量控制一般只有主程序。首先应根据总体要求和控制系统的具体情况,确定程序的基本结构,画出控制流程图或功能流程图,简单的可以用经验法设计,复杂的系统一般用顺序控制设计法设计。
3系统设计
(1)系统规模首先应确定系统用PLC单机控制,还是用PLC形成网络,由此计算PLC输入、输出点数,并且在选购PLC时要在实际需要点数的基础上留有一定余量(10%)。
(2)确定负载类型根据PLC输出端所带的负载是直流型还是交流型,是大电流还是小电流,以及PLC输出点动作的频率等,从而确定输出端采用继电器输出,还是晶体管输出,或晶闸管输出。不同的负载选用不同的输出方式,对系统的稳定运行是很重要的。
(3)存储容量与速度尽管国外各厂家的PLC产品大体相同,但也有一定的区别。目前还未发现各公司之间完全兼容的产品。各个公司的开发软件都不相同,而用户程序的存储容量和指令的执行速度是两个重要指标。一般存储容量越大、速度越快的PLC价格就越高,但应该根据系统的大小合理选用PLC产品。
(4)PLC外部驱动电路对于PLC输出不能直接带动负载的情况下,必须在外部采用驱动电路:可以用三极管驱,也可以用固态继电器或晶闸管电路驱动,同时应采用保护电路和浪涌吸收电路,且每路有显示二极管(LED)指示。
4软件编制
AB公司PLC所使用的网络类型都是开放的网络,可以与其他公司的产品做到很好的兼容,AB控制层网络采用ControlNet网络,该网络是一种高性能的工业局域网,具有开放性、高效率、多功能、确定性和可重复性、灵活性等特点,扩展性极强,可共享I/O,并具有强大方便的网络组态。在编制软件前,应首先熟悉所选用的PLC产品的软件手册及编程指令手册,待熟练后再编程。若用图形编程器与软件包编程,则可直接编程,若用手持编程器编程,应先画出梯形图,然后编程,这样可少出错,速度也快。若用个人计算机与软件编程,编程结束后先仿真程序,待各个动作正常后,再在设备上调试。当用PLC进行网络设计时,其难度比PLC单机控制大得多。首先你应选用自己较熟悉的机型,对其基本指令和功能指令有较深入的了解,并且指令的执行速度和用户程序存储容量也应仔细了解。否则,不能适应你的实时要求,造成系统崩溃。另外,对通信接口、通信协议、数据传送速度等也要考虑。还要向PLC的商家寻求网络设计和软件技术支持及详细的技术资料,至于选用几层工作站,依你的控制要求与系统大小而定。
扩展模块的选用:AB产PLC中变量没有IN_OUT类型,只有单纯的INRETUR,做一个标准模块和函数的时候,端口不会自动生成,你需要和子程序对照,变量类型数量出错没有任何提示,只有下载后才停机故障告诉你。对于小的系统,如80点以内的系统.一般不需要扩展;当系统较大时,就要扩展。不同公司的产品,对系统总点数及扩展模块的数量都有限制,当扩展仍不能满足要求时,可采用网络结构;同时,有些厂家产品的个别指令不支持扩展模块,因此,在进行软件编制时要注意。当采用温度等模拟模块时,各厂家也有一些规定,请看相关的技术手册。
印制板应做成插拔式,易于维修。PLC的输入输出布线也有一定的要求,请看各公司的使用说明书。各公司的扩展模块种类很多,如单输入模块、单输出模块、输入输出模块、温度模块、高速输入模块等。PLC的这种模块化设计为用户的产品开发提供了方便。
参考文献
[1] 刘美俊.PLC控制系统的设计与安装[J].中华纸业,2007,(11).
[2] 田密.PLC仿真系统设计与实现及其实验应用[D].华中科技大学,2007.
[3] 刘建平.PLC控制系统的设计及提高可靠性的措施[J].电气开关,2007,(5).
[4] 李巧红.基于PLC的恒压供水系统研究[J].中国科技信息,2008,(20).
篇6
立体停车库虽然在国外有了很成熟的发展，但是在我国属于一个新兴产业，立体车库的存在很大程度上缓解了城市的动态和静态交通的问题，合理地改善了人们的出行环境，提高了单位面积的利用价值。立体车库采用了PLC和计算机画面监控，通过控制组画面就可以完成对汽车存取过程的控制，操作方式比较简单，同时还具有维护方便，造价低廉等优点，越来越被人们所接受。
1.立体停车库发展概况及优势
近几年来城市车辆的激增使得城市的静态环境问题不断地恶化，立体停车库作为缓解城市静态交通问题的有效途径逐渐被人们接受，立体停车库凭借自身的布置灵活、高性价比和高效率以及低能源损耗越来越多地应用在城市交通的各个方面。
PLC控制系统较其他传统的停车自动控制系统具有很多无法比拟的优势：
首先在控制方式上，传统的控制器在进行自动化控制的过程中使用的是硬接线控制，通过导线将接触线圈、控制器和开关的触点按照逻辑关系进行组合进行控制。一旦整个系统投入使用之后，想根据实际情况在系统内部进行功能的改变和增加将非常困难，而且传统自动化控制系统的触点十分有限，这也影响了本身的灵活性和建设过程中的可扩展性。而PLC是通过编程来实现整个逻辑程序的控制，想改变自动化控制的部分只需要对用户程序进行改变，这种软连接的接线、功耗以及施工成本都很低。
其次在速度控制上，其他的自动化控制是通过继电器的触点通断进行控制的，这种控制的动作因为是通过机械进行实现的，所以就会存在机械动作速度的时差，机械触点的不规则动作会引起操作系统的失误。而PLC的控制程序是通过指令进行半导体控制的，速度比传统的机械结构快很多，而且在进行控制的过程中存在内部的非常严格的同步，也不会出现其他不规则动作。在时间的控制上，传统的自动控制器是靠时间继电器的滞后来实现的，不仅精度不高而且而且还非常容易受到不良环境的影响，在进行调整过程中十分困难，在PLC进行时间控制的过程中因为定时器的数量比较多，而且还可以通过客户端进行时间调整，在控制电路上使用集成电路进行控制，因此具有较高的准确性。
最后在在进行类型数据控制的过程中，传统的自动控制系统只能通过逻辑开关进行控制。在PLC进行控制的过程中不仅能够进行逻辑量开关的控制，还能够使用模拟量的控制和数据处理以及通讯联网等多种比较复杂的控制程序进行控制。在自动化设备的维护上，传统的控制系统一般存在大量的机械触点，这些触点之间的连线比较多，这就导致了设备的使用寿命较短，在进行系统的维护就比较差。而PLC一般使用的是无触点的半导体电路进行完成的，所以具有较高的稳定性和可靠性。除此之外：PLC还具有以下特点：
1.1.PLC具有较高的抗干扰能力，一般使用大规模的集成电路，这种控制系统采用比较严格的制造工艺使得内部电路具有较强的抗干扰能力，确保了很高的稳定性。此外，PLC在进行控制的过程中还能够实现自我检测，使得整个控制过程比较安全。
1.2.PLC控制设备的配套比较齐全，功能具有较强的适用性。PLC发展到了现在已经可以用于各种规模的工厂进行控制。除了逻辑处理功能之外还具有非常强大的数字运算能力。
1.3.在进行控制系统设计的过程中建造的工作量较小，所以检测和维护就比较方便，改造起来比较容易，而且在进行编程的时候容易上手，失误率较低。设备整体体积比较小，因此相对于其他控制设备就具有较低的能耗。
2.立体停车库PLC系统整体设计
从自动化的控制结构上来说，一般立体的停车库除了顶层之外每一层都需要留出一个空位以便为载车盘提供通道，当车辆停泊在底层时就可以直接取车。如果平时将车辆存在最低层就不需要移动其他层面的载车盘使车直接驶入。在一个双层五个车位的升降式立体车库的两个平面分别设计为上U平面和下M平面，上部平面可以进行升降动作，而下部平面只能进行平面移动。立体车库共设计了六个车位，其中底层的车位是为载车盘提供上升和下降的通道，另外五个车位主要用于停放车辆。当下层的M车位的车辆进出时不需要移动其他的车盘就可以对车的位置进行平面调整。当上部平面的U车辆进出之前需要确定下方的位置是否停有车辆，如果停靠车辆需要首先进行平面的移动处理，只有保证下方的位置没有停靠车辆才能够进行车辆的下降，然后再进行出车的处理，在车辆完成进出处理之后要上升回到原来的位置，下图就是一个双层平面立体车库的结构示意图（图中车位1、2、3车位处于U平面，车位4、5位于M平面，右下角的空位是便于车位进出的通道，车位通过该通道实现停靠和进出）：
3.结束语
综上所述，采用PLC控制系统的机械车库和传统的自然车库相比具有很多方面的优越性。在城市用地日益紧张的今天，这种新型的立体车库很大程度上节约了城市用地，提高了土地单位面积的使用效率，节省了土地的开发和建设成本，为未来的城市建设提供了更为广阔的发展空间，极大地缓解了城市交通环境恶化的问题，实现了城市环境的和谐发展，从静态城市交通环境的角度来改善城区的整体环境。
参考文献：
[1]张万忠. 可编程控制器入门与应用实例[M]. 北京：中国电力出版社. 2011.
[2]常斗南. 可编程序控制器原理应用实验[M]. 北京：机械工业出版社. 2012.
篇7
2.1来自电源的干扰
因电源引入的干扰造成PLC控制系统故障的情况很多,更换隔离性能好的PLC电源,才能解决问题。PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广,它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电流。尤其是电网内部的变化,如开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等,都通过输电线路传到电源原边。
2.2来自空间的辐射干扰
空间的辐射电磁场(EMI),主要由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生,通常称为辐射干扰,其分布极为复杂。其影响主要通过两条路径:一是直接对PLC内部的辐射,由电路感应产生干扰;二是对PLC通信网络的辐射,由通信线路的感应引入干扰。
2.3来自接地系统混乱的干扰
PLC控制系统正确的接地,是为了抑制电磁干扰的影响,又能抑制设备向外发出干扰;而错误的接地,反而会引入严重的干扰信号,使PLC系统无法正常工作。PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。这样会引起各个接地点电位分布不均,不同接地点间存在地电位差,引起地环路电流,影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地,如果电缆屏蔽层两端A,B都接地,就存在地电位差,有电流流过屏蔽层,当发生异常情况时,地线电流将更大。
屏蔽层、接地线和大地也有可能构成闭合环路,在变化磁场的作用下,屏蔽层内会出现感应电流,通过屏蔽层和芯线之间的藕合干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱,所产生的地环流就可能在地线上产生电位分布,影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低,逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存贮,造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降,引起信号测控失真和误动作。
2.4 来自信号线引入的干扰
与PLC控制系统连接的各类信号传输线,除了传输有效的各类信息外,总会有外部干扰信号侵入。
此干扰主要有两种途径:一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰,这往往被忽视;二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰,即信号线上的外部感应干扰,这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常,大大降低测量精度,严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统,还将导致信号间互相干扰,引起共地系统总线回流,造成逻辑数据变化、误动和死机。PLC控制系统因信号引入干扰造成I/O模件损坏相当严重,由此引起系统故障的情况也很多。
2.5 来自PLC系统内部的干扰
主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生,如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响,模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统。
3、 PLC控制系统设计时应考虑的抗干扰措施
3.1 硬件抗干扰措施
(1)电源干扰防御措施
PLC控制系统的电源,一般都是220V,而电网中大的感性负载、可控硅装置等设备的投切过程,很容易造成电压畸变或毛刺,畸变的电源通过交流电源传给PLC控制系统,形成强大的干扰。因此,在系统设计时通常要采用以下措施来抑制干扰:
1)使用隔离变压器抑制从电源进线窜入的高频干扰信号,对低频共模干扰信号也有一定的抑制作用。其初、次级之间的隔离屏蔽层,用锡箔或漆包线绕1～3层接地。一般次级线圈不能接地。输入、输出线应用双绞线且屏蔽层应可靠接地,以抑制共模干扰。
2)使用集成电压调整器进行调整,以适应交流电网的波动和过电压、欠电压的影响,并对CPU核心部件所需要的+5V电源采用多级滤波处理。尽量使电源线平行走线,使电源线对地呈低阻抗,以减少电源噪声干扰。
3)在毫秒或微秒级的脉冲干扰信号中,高次谐波成分较高。因此,可以采用低通滤波器抑制高频干扰。
4)电网中,由于触点开关的启停,形成宽频带的瞬变干扰,其能量是随机的。当干扰能量大时,仅凭低通滤波器来抑制高次谐波的干扰往往达不到预期效果,用频谱均衡法抑制干扰,效果明显,但成本较高,不常用。
在实际控制系统的设计过程中,可根据现场干扰的特点和具体的PLC机型抗干扰能力等因素综合考虑选择抑制干扰的措施。其中隔离变压器是最常用的,因为PLC、I/O模块电源通常采用DC 24V,市电只需经隔离变压器降压再经整流桥整流滤波供给即可。
(2)负载干扰的抑制
在控制系统中一般情况下都有许多具有储能的负载。当控制触点切换时将产生高于电源电压数倍甚至数十倍的反电动势,克服此类干扰的主要措施有:
1)在直流感负载场合,可在负载的两端并接续流二极管(如图1),二极管要靠近负载,其反向耐压值应是负载电压的4倍。
2)在交流感应负载的场合,可以在负载的两端并接CR浪涌吸收器,CR越靠近负载越好(如图2)。
图1 直流感负载场合
图2 交流感应负载场合
(3)系统输入干扰的抑制措施
1)屏蔽
为限制内部的辐射电磁波越出某一区域和防止外来的辐射进入某一区域,对电源变压器、中央处理器、编程器等主要部件,采用导电、导磁性良好的材料进行屏蔽处理,以防止外界干扰信号的影响。应尽量选择框架结构的控制柜,同时要保证机柜的密封性能良好。
2)滤波
对供电系统输入线路采用多种形式的滤波处理,以消除和抑制高频干扰信号,同时也削弱了两个模块间的相互影响。
3)隔离
在微处理器与I/O电路之间,采用光电隔离措施,有效地把它们隔离开来,以防外部的干扰信号及地线环路中产生的噪声电信号通过公共地线进入PLC系统,从而影响其正常工作。
(4)系统接地方式
PLC控制柜盘与大地之间存在着电位差,良好的接地可以减少电位差引起的干扰电流。混入电源和输入/输出信号线的干扰,可通过接地线引入大地,从而减少干扰的影响。此外,良好的接地还可以有效地防止误动作,图3为控制系统接地的方式。图3a为控制器和其他设备分别接地方式,这种接地方式最好。如果做不到每个设备专用接地,也可以使用图3b所示的共用接地方式,但不允许使用图3c所示的共通接地方式,特别应避免与电机、变压器等动力设备共通接地。
(a)(b)(c)
图3 PLC接地
3.2 软件抗干扰措施
为了提高输入信号的信噪比,常采用软件数字滤波来提高有用信号真实性。对于有大幅度随机干扰的系统,采用程序限幅法,即连续采样5次,若某一次采样数值远大于其他几次采样的幅值,则舍之。对于流量、压力、液面、位移等参数,往往在一定范围内频繁波动,则采用算术平均法。即用n次采样的平均值来代替当前值。一般认为:流量n1=12,压力n2=4时最合适。
(1)设置警戒时钟。如果程序循环扫描执行时间超过了规定的时间,预示程序进入死循环,立即报警。
(2)信号保护和恢复。当偶尔性故障发生时,不破坏PLC内部的信号,一旦故障现象消失,就可以恢复正常,继续原来的工作。
(3)故障诊断。系统软件定期地检测外界环境,如掉电、欠电压、锂电池电压过低及强干扰信号等,以便及时反映和处理。
(4)加强对程序的检查和校验。一旦程序有错,可立即报警,并停止执行程序。
篇8
0 引言
本文以线性绞车为主导，通过PLC控制电磁阀，实现对液压缸自动进退动作控制，完成 “夹紧”和“往返”两个动作，实现顺序控制、手动控制、紧急停车等功能。
1.液压控制系统概述
液压控制系统是以电机提供动力基础，以液压油作为工作介质，使用液压泵将机械能转化为压力能，推动液压油，通过职能机构控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作，完成各种设备不同的动作需要。它与单纯的机械传动、电气传动和气压传动相比，具有传递功率大，结构小、响应快等特点。
液压系统的优点：
（1）液压元件的功率-重量比和力矩-惯量比大；
（2）工作比较平稳，反应快，冲击小，可在负载下直接换向或启动；
（3）易实现复杂的动作、集中操作或远程控制；
（4）易实现无极调速。
液压控制系统的原理图见图1：
2.线性绞车控制系统的工作原理
2.1 线性绞车控制系统组成
主要由控制系统、液压传动系统组成。控制系统以PLC为核心，编译工作程序，控制电磁阀的启停，从而控制液压缸的伸缩，实现工况下的动作方向、工作行程。液压传动系统由各种阀门、液压油箱、液压缸、液压管路等组成，基本液压回路实现不同功能，包括控制执行元件运动速度的速度控制回路、控制液压系统全部或局部压力的压力控制回路、用来控制执行元件（液压缸）运动方式的换向回路等，这些回路组成的传动系统实现了机械设备所需的各种运动及控制功能。工作部件主要为液压缸，它们的工作过程按预定的逻辑关系实现，运动状态的改变靠转换信号。信号主要来源于按扭（启动、停止）开关、行程限位开关、压力等参数变化，这些输入的信号通过PLC逻辑运算转化为控制液压换向阀的输出信号。
2.2 PLC系统设计
（1）PLC的选择
PLC芯片集成了CPU、RAM、ROM与输入输出电路，PLC主要用于输入输出之间的逻辑转换，逻辑信号流程可表示为输入―CPU逻辑转换―输出，输出信号对设备进行各种控制，实际上PLC只是起了中间变换器的作用。为实现控制系统数据的集中管理，将现场数据远程传输，采用了PLC串行通信模块。
（2） PLC控制的工作原理
PLC系统主要是通过编译程序，控制电磁换向阀的启停，实现液压缸的按照工艺要求自由进退。如图2所示：
在选择PLC时，首先要分析液压系统运动过程、设计功能以及输入设备（按扭开关、行程开关、传感器等）和输出设备（液压换向阀电磁铁线圈、接触器线圈、指示灯）的作用，明确输入、输出信号的对应关系和数量，选择与之相适应的PLC。
（3）PLC程序设计
1执行方式
自动方式下可以按预定的方式完成活塞杆的往复运动。要求活塞杆能够在到达一个终点以后经过预先设置好的时间后返回。这就要求电磁换向阀的两个线圈必须隔一定的时间轮流吸合或放开，整个过程可以让PLC内部的程序来完成。如果需要切换控制方式，则可以用上位机人机界面上的转换控制按钮或用外接开关强行转换。图3为程序流程图：
手动方式可以控制逐个控制电磁阀的吸合控制。是为了在精度要求不高的时候或作简单测验时能够用较简洁的方式来控制系统的运行。
2执行过程
PLC执行程序的过程分为三个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。
3 PLC控制系统的抗干扰设计
尽管PLC有较强的抗干扰能力，但是如果环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈或PLC的安装和使用方法不当，还是有可能给PLC控制系统的安全和可靠性带来隐患。因此，在PLC控制系统设计中，还需要注意系统的抗干扰性设计，主要从三个方面考虑：
（1）采取抗电源干扰的措施，以减少因电源干扰造成的PLC控制系统故障；
（2）采取合理的接地方式，可避免电压冲击的危害；
（3）采取防I/O干扰措施，降低对元器件的损伤。
4 结语
本文通过对液压控制系统组成、设计、运行三个方面的简述，阐述PLC在液压控制系统中的应用，并详细的说明了PLC编程设计的过程和执行过程。
参考文献
篇9
1. PLC控制系统的维护
PLC控制系统在运行管理过程中，通常情况下PLC控制系统的可靠性非常高，故障发生率也较低，在日常运行管理工作开展过程中，具有完善的自我诊断功能，同时输入和输出也有比较显著的指标显示，这样就使得整个PLC控制系统的监控能力非常强，在日常运行过程中，整个PLC控制系统是非常容易进行维护和维修管理工作开展的。下面我简单对PLC控制系统的日常维护管理工作的开展内容进行简单分析和介绍。
1.1供电电源检查
供电电源的质量和整个PLC控制系统的运行效率和使用情况有着非常重要的关系，供电电源部件是整个系统中故障发生率较高的部件。那么在开展其维护管理工作的过程中，维护管理人员必须要检查电压是否在额定电压范围内或者是可以允许的电压范围内，因为频繁的电压变动会对整个系统的稳定性产生很大的影响，造成电压波动后就会引发谐波干扰情况出现，从而影响了整个系统的良好运行，那么对于整个供电电源装备的使用寿命也造成了非常大的影响。在使用过程中，对于一些年代使用比较长的PLC控制系统，那么在供电电源检查工作开展过程中，一定要做好日常的维护检查工作，保证供电质量。
1.2运行环境检查
在PLC控制系统运行过程中，影响其运行的环境因素主要是温度、湿度、粉尘、振动等影响因素，那么在运行过程中，就必须要保证其各个环境条件在PLC运行环境的允许范围内，将其温度控制在0摄氏度-55摄氏度的范围内，因为一旦出现环境温度过高，会造成对电路元件的破坏，甚至对整个线路也产生非常大的影响，在其应用管理过程中，导致故障发生率明显升高。但是当运行环境温度过低时，整个模拟回路的安全系数变小，那么温度过低后就会造成系统控制管理不当，因此在使用过程中，一定要控制好相应的运行环境温度，在不同的季节一定要将其运行环境温度控制在合适的范围内。那么对于其他的影响因素也一定要采取必要的措施将其控制在合适的运行范围内。
1.3PLC安装运行过程检查
维护工作开展过程中，要确保螺丝安装固定稳定，对于单元结构和模块等进行有效的固定和检查，一旦出现了一些模块松动，需要及时的采取措施来加以改善。
1.4PLC内部锂电池检查
在内部锂电池日常运行过程中，要注意其电源指示灯的运行情况，一旦出现电量不足的情况时，需要及时的进行更换，在PLC控制系统的维护过程中，内部锂电池就是比较容易出现故障和损坏的元器件，因此在使用过程中，要做好其日常维护，通过采取有效的存放用户程序进行很好的存储，当电压下降到超出PLC控制系统的正常运行范围时，就会出现指示灯亮的情况，那么就可以在看到指示情况时，及时的更换锂电池。
2. PLC控制系统的试运行和维修检查
2.1初期检查
主要是针对电源端的连接、主流输入端等之间的短路情况进行检查，防止出现短路后造成对整个运行系统的线路损坏。
2.2程序写入过程检查
在写入程序、读程序和PLC控制系统停运状态下开展必要的检查工作，主要是检查写入的准确性，是否仍然能够通过外部设备连接来对系统运行的程序写入语法等进行必要检查，保证其良好的运行和工作开展。
2.3运行试验检查
在PLC控制系统试运行条件下，需要对运行过程中可改变数据寄存器中设置的数据参数处于连通和断开的状态。在运行过程中，对于设计的设定范围值，需要将其扫描工作时间适当的延长，当然延长不超过了60毫秒，这样就能够实现对整个系统运行过程中的良好检查，保证其设定值的合理有效。
3. PLC控制系统的维修和故障处理
3.1PLC控制系统的维修
在PLC控制系统维修管理工作开展过程中，需要进行外线维修和系统的固件维修工作，其工作内容，对于外线维修主要是进行一些通信总线、输入输出连接安全性、元件连接、变频器等运行情况。PLC的固件维修主要是包括输入输出单元、智能控制系统的内部电路维修。
3.2PLC软件故障检查和处理
在软件故障检查和处理过程中，主要是针对I/O模块的故障检查和维修开展各项处理工作，在I/O模块的输入检查过程中，主要是做好CPU和外部控制对象的沟通信息检查工作开展，在这个运行系统的管理操作过程中，第一，需要检查I/O模块的供电电压是否稳定和在正常运行范围内，第二，需要对I/O模块的输入输出信号端口检查其是否正常，在对应端口的检查过程中，观察其指示灯是否正常，一旦出现指示灯不亮的情况，那么就需要根据不同的指示灯显示要求进行检查，确定其属于何种固件故障类型，进一步展开维修操作，在系统运行管理过程中，需要通过重新定义I/O模块的运行端口，通过检查其输入和输出信号，从而能够做好相应的软件故障检查和处理。
4.结束语
PLC控制系统运行过程中，一定要做好PLC控制系统的日常维护和检修工作，对于系统的各个模块上的元器件可能发生的故障进行提前预防，对于一些可能危害到系统安全运行的固件进行有效的查验，针对其出现的问题，及时的予以解决和更换，保证整个PLC控制系统的安全、稳定运行。
参考文献
篇10
PLC系统具有强大的功能，将传统系统中复杂的控制线路变得容易操作，布线程序更加精简，不仅如此，还可同计算机进行有效的连接，在解决了传统电梯控制系统中的弊端之后，还可确保电梯运行的可靠性与安全性。因此，PLC电梯控制系统被广泛应用于各大高层建筑领域，具有非凡的发展潜力。本文从多个角度探讨了PLC电梯控制系统的优势与特点，以期为电梯设计领域提供有效的参考与借鉴。
1.PLC 的相关概念分析
所谓的PLC，从专业的角度来看，是一种以微处理机为基础而设计出的一种新型的自动化、数字化控制系统，业内人士将其称之为编程控制器。PLC主要由电源部件、中央处理器、输出接口部件、输入接口部件组合而成。PLC系统具有一定的应用优势，因此广受建筑行业的喜爱与青睐。纵观电梯行业的发展史，我们不难发现，PLC系统备受各界人士的瞩目，随着集成电路及通信技术的长足发展，PLC系统被广泛应用于电梯行业中。采用PLC系统，具有提升电梯运行可靠性、安全性，投资小等优势，所以，其发展潜力巨大。在电梯的运营及最初设计环节，都应给予控制系统这一问题高度关注，因为对于整个电梯而言，控制系统具有决定性的作用。传统的电梯控制系统缺陷极多，譬如说：缺乏可靠性、安全性；容易发生故障且接线程序较为复杂等，这些对系统的运行均会产生负面影响。PLC系统灵活性较高、编程较为简单，降低了故障的发生几率，保证电梯安全、可靠运行，有效解决了传统控制系统中的存在的问题。
2.电梯PLC 的设计思路探讨
2.1电梯PLC系统的设计思路
电梯能否正常运行一般取决于自身的控制系统。因此，在最初的设计阶段，应选择与电梯运行特点相符的PLC系统。PLC是保证电梯系统技术、质量的关键性因素，因此，设计人员应给予其高度重视。一般而言，电梯控制系统是由层站召唤系统、指令系统、电视监控以及电梯控制系统组合而成。在设计电梯控制系统时，明确PLC设计思路是首要工作，按照熊设计要求及相关使用要求进行I /O 接口的分配，随后，来绘制I /O 端子接线图、编制选定PLC系统的I /O 接口分配表，最终设计成专业性、系统性、安全性较强的电梯控制软件。
2.2电梯控制系统的软件开发研究
在具体的开发环节，设计师在编制程序时，一般选择数据比较方法，不仅操作简单，还便于人们的理解。即便是编写几十层高的电梯系统，仍然会采用最精简的程序。在编制电梯开关门控制程序时，应实现到达目的站自动开门、无司机状态自动开门、电梯手动开门与关门等几个功能。在编制电梯系统程序的具体过程中，应充分考虑电梯的运营及安全状况，来选定电梯最终的运行方向，譬如说：在电梯内有司机的情况下，应以电梯所在的方位作为运行方向；在电梯内没有司机的情况下，应按照所处的位置作为运行方向。上述问题均是在开发电梯控制系统过程中设计师应给予高度关注的，从而确保系统安全、可靠运行。
3.电梯PLC 控制系统设计的主要方式分析
3.1信号控制系统
在PLC系统中，电梯信号控制系统基本上均由PLC软件对其进行处理与控制的。历经长时间的发展与应用，PLC控制系统已经代替了传统的机械选层器与继电器设备，增强了电梯运行的可靠性与安全性，降低了引发故障的几率。因此，PLC控制系统广受电梯行业的喜爱与青睐。
3.2拖动控制系统
一般具有交流拖动方式与直流拖动方式两个类型。PLC系统无需作出太大的变动，工作过程的反馈信息与拖动控制情况直接传送至PLC，随后再通过PLC发出拖动或控制信号。现阶段，随着变频器的出现，很多高层建筑均安设了交流调速的电梯，一般涵盖两种形式，即为半闭环控制与全闭环控制。在电梯运行过程中，PLC首先传送给变频器换速信号，随后由变频器来控制主拖动电路，最终完成调速目标。这样的方式不仅便于操作、简单实用，还确保了系统运行的可靠性与安全性。
4.电梯PLC 控制的主要优势探讨
现阶段，业内常见的电梯控制有三种形式，即为微型计算机控制、PLC控制与继电器控制。相对于微型计算机与继电器控制来说，PLC电梯控制系统具有一定的优势，其自动化水平较高，且使用时间较长，提高系统运行的安全性与可靠性。不仅如此，PLC软件的扩展性也较强，不论是小型电梯，还是大型电梯，都可以应用PLC电梯控制系统。
5.结语
现阶段，随着经济水平及科学技术的发展与进步，促使国内的高层建筑越来越多，增加了人们对电梯的需求。通过合理应用PLC控制系统，在确保电梯稳定、可靠、安全运行的同时，还收获了较好的经济效果。并与当前国家推行的绿色、环保发展主题相符，可见其发展潜力巨大。
篇11
在焦化行业中，焦炉能否稳定生产，关系到焦炭的质量和煤气产量的均衡性，煤气的均衡供应是确保焦化的下游化工生产工序正常的前提条件。由此可见要保证后续化工产业链的正常运作，首要问题是保证焦炉能够正常稳定的生产，因此提高焦炉设备控制技术，对保障焦炉生产起着重要的作用，同时为企业在激烈的市场竞争中打下夯实的基础。由于焦化行业是一个特殊的行业，现场环境恶劣、连续作业、劳动密集性强，事故突发性大。因此炼焦设备电气自动化尤其重要。目前我国四大车的机械自动化和电气自动化水平已相当完善，随着计算机科学的发展和工业自动化越来越高的需求，PLC控制技术得到了飞速发展，其技术和产品日趋完善，PLC不仅以其良好的性能满足了工业的广泛需要，而且将通信技术和信息处理技术融为一体。我公司95万吨焦化系统四大车PLC控制系统，在近几年来实际操作使用中，发现存在部分缺陷，为了进一步提高四大车PLC控制系统的稳定性，更好的服务于焦炭生产，在具体应用中对四大车PLC控制部分进行了改进。
1 焦炉四大车PLC控制系统工作原理
焦炉四大车PLC控制系统由计算机、可编程控制器（PLC）、行程开关、变频器、电磁阀、电机等组成。PLC分主站和从站，主站安装在车上，主站与从站之间通过CANopen协议完成信号传输，从站安装在工作现场，以便于采集现场工作信号，然后传输给主站进行处理。从站根据主站发来的命令执行相应的要求并反馈信息给主站。
工作人员在控制台上，通过主令开关或按钮来控制发送信号，PLC系统通过操作平台、行程开关上的开合实现PLC的信号输入，PLC系统采集完信号，程序对采集信号进行自动处理，然后通过PLC的信号输出实现对变频器的控制和电磁阀的控制，通过变频器的输出信号控制电机运行。整个系统在各个部分的紧密结合下实现对电机的安全有效控制。
2 焦炉四大车PLC控制系统存在的问题
95万吨焦化系统自运行以来，在实际操作使用中，发现PLC控制系统存在部分缺陷，经常出现PLC模块内部点位烧坏故障和一些软故障，在排除故障时，首先检查控制线路，若线路正常，再进一步用电脑对PLC进行检测，造成排除故障时间较长，严重影响生产，且更换PLC模块频繁，费用较大，给公司带来较大的损失。
根据四大车PLC控制系统经常出现的故障以及消耗较长检修时间的现象分析原因如下。
（1）PLC控制系统输出模块直接控制驱动电路负载DC24V电磁线圈，输出点所带负荷电流过大造成。
（2）PLC输出模块触点容量过小，输出模块经常烧坏，需更换模块。
（3）发生故障后，故障点不明显，维修查找故障很困难，造成排除故障时间较长，直接影响生产。
3 工艺技术改进和解决办法
3.1 中间继电器的作用
中间继电器是在自动控制电路中起控制与隔离作用的执行部件。继电器一般都有能反映一定输入变量（如电流、电压、功率、阻抗、频率、温度、压力、速度、光等）的感应机构（输入部分）；有能对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构（输出部分）；在继电器的输入部分和输出部分之间，还有对输入量进行耦合隔离、功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构（驱动部分）。
中间继电器的工作原理是将一个输入信号变成一个或多个输出信号的电子元件。它的输入信号为线圈的通电或断电。它的输出是触头的动作（所带常开点闭合，常闭点打开），它的触点接在其他控制回路中，通过触点的变化导致控制回路发生变化（例如导通或截止），从而实现既定的控制或保护的目的。如（图1）所示。
3.2 改进方案及措施
原四大车PLC控制系统为PLC控制系统输出模块直接控制驱动电路负载DC24V电磁线圈。如（图2）所示。
通过对PLC控制系统及中间继电器的特性进行研究后，对四大车PLC控制系统输出端由直接驱动负载改进为间接驱动负载。给PLC输出模块增加中间继电器控制箱，由PLC控制继电器，继电器控制线路负载：即PLC继电器负载。如（图3、4）所示。
由于继电器线圈和触点之间没有电气上的联系，因此，利用继电器线圈接受电气信号，利用触点发送和输出信号，从而避免强电和弱电信号之间的直接接触，实现隔离，保证PLC正常运行，延长PLC使用寿命。
3.3 实施后运行效果
通过改造后效果明显，主要优点如下。
（1）PLC输出模块小容量触点不再直接驱动负载，由继电器触点控制负荷，提高了输出触点容量，减少或避免因负载电流大直接烧坏模块的现象，延长了PLC的使用寿命。
（2）隔离继电器间接控制，判断故障较为直接，检修方便，提高了维修效率，减少了对生产的直接影响。
（3）隔离继电器带有指示灯具有手动功能，可快速排除故障，及时找出故障点，更换配件方便，减少了检修工作量，保证了正常的均衡出炉。
（4）降低更换PLC模块的频次，减少维修费用。
4 结语
篇12
PLC作为一种自动化程度高、配置灵活的工业生产过程控制装置,由于它具有可靠性高,允许在较恶劣的环境下工作等特点,在自动控制领域中得到了广泛应用。在PLC控制系统中,虽然其I/O端口输入、输出信号与总线信号之间均有隔离,但由于PLC的应用场合越来越广,受到的干扰也就越来越多。例如:来自电源波形的畸变,现场设备所产生的电磁干扰及接地电阻的耦合等各种形式的干扰,都可能使系统不能正常工作。所以要提高PLC控制系统的可靠性,就要从多方面提高系统的抗干扰能力。
干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声波形性质来划分。按噪声干扰模式不同,分为共模干扰和差模干扰。共模干扰是信号对地的电位差,主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向)电压迭加所形成。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压,全要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的,后者叠加在信号上,直接影响测量与控制精度。
本文主要是从干扰的来源及应对措施进行探讨,为PLC电子控制的知识点的教学工作作为参考。
一、PLC控制系统干扰的主要来源
(一)空间的辐射干扰
空间的辐射电磁场(EMI),主要由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生,通常称为辐射干扰,其分布极为复杂。其影响主要通过两条路径:一是直接对PLC内部的辐射,由电路感应产生干扰;二是对PLC通信网络的辐射,由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小特别是频率有关。
(二)电源的干扰
因电源引入的干扰造成PLC控制系统故障的情况很多,更换隔离性能好的PLC电源,才能解决问题。PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广,它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电流。尤其是电网内部的变化,如开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等,都通过输电线传到电源原边。
(三)信号线引入的干扰
与PLC控制系统连接的各类信号传输线,除了传输有效的各类信息外,总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径:一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰,这往往被忽视;二是信号线上的外部感应干扰,这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/0信号工作异常,大大降低测量精度,严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统,还将导致信号间互相干扰,引起共地系统总线回流,造成逻辑数据变化、误动和死机。
(四)接地系统混乱的干扰
PLC控制系统正确的接地,是为了抑制电磁干扰的影响,又能抑制设备向外发出干扰;而错误的接地,反而会引入严重的干扰信号,使PLC系统无法正常工作。屏蔽层、接地线和大地也有可能构成闭合环路,在变化磁场的作用下,屏蔽层内会出现感应电流,通过屏蔽层和芯线之间的福合干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱,所产生的地环流就可能在地线上产生电位分布,影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。
(五)PLC系统内部的干扰
主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生,如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响,模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统。
二、PLC控制系统抗干扰的方法和措施
在设计PLC控制系统时,从硬件设计入手,通过合理配置供电电源、正确选择接地点、接地方式及输入输出配线等措施,有效提高系统的抗干扰能力。
(一)采用性能优良的电源,抑制电网引入的干扰供电
由于PLC自身具有很强的抗干扰能力,通常只要将PLC电源与系统动力设备分开配线,就可以有效地抑制来自电源的干扰。但如果遇到电源干扰特别严重的情况,则可采用带屏蔽层的隔离变压器供电,甚至加接线路滤波器,以抑制从交直流电源侵入的常模和共模瞬变干扰。另外,在有较强干扰源的环境中使用PLC,或对PLC工作可靠性要求特别高时,可将屏蔽层和PLC浮动的端子接地,如图所示:
(二)正确选择接地点,完善接地系统
在PLC控制系统中,具有多种形式的“接地”,主要有:(1)信号地。输入端信号元件的地;(2)交流地。交流供电电源的N线;(3)屏蔽地。为防止静电和磁场感应而设置的外壳或金属丝网,通过专门的铜导线将其接入地下;(4)保护地。将机器设备的外壳或设备内独立器件的外壳接地,用于保护人身安全和防止设备漏电。
为了抑制附加在电源及输入、输出端的干扰,应对PLC系统进行良好的接地。一般情况下,接地方式与信号频率有关,当频率低于1MHz时,可用一点接地;高于10MHz时,采用多点接地;在1～10MH之间时,通常情况下,PLC控制系统采用一点接地,接地线截面积不能小于2mm2,接地电阻不能大于100Ω,接地线最好是专用地线。若达不到这种要求时,可采用公共接地方式,但严禁采用与其他设备串联接地的方式。
(三)正确选择电缆的和实施敷设(输入输出配线)
1.PLC电源线、I/O电源线、输入信号线、输出信号线、交流线及直流线均应尽量分开布线。开关量信号线与模拟量信号线也应分开布线,而后者应采用屏蔽线,并且将屏蔽层接地。数字传输线也要用屏蔽线,且要将屏蔽层接地。而信号线多采用双绞线或屏蔽线。
2.输入、输出信号的防错。当输入信号源为晶体管,或是光电开关输出类型时,在关断时仍有较大的漏电流,PLC的输入继电器灵敏度较高,当漏电流的干扰超过一定值,就形成了错误信号。同样,当输出元件为双向晶闸管或晶体管,且外部负载又很小时,会因为这类输出元件在关断时有较大的漏电流,而引起微小电流负载误动,导致输入与输出信号的错误,给设备和工作人员产生不良影响。为解决这种干扰在输入、输出端并联旁路电阻(如图1所示),以减小PLC输入电流和外部负载上的电流。
图1 输入和输出端并联旁路电阻
其中,旁路电阻按下式求出:
Il表示输入信号源或输出晶闸管最大漏电流;Um表示输入信号电压或外部负载电压最大值;IN表示输入点或外部负载的额定电流。
另一种方法是在PLC输入端加RC滤波环节,利用RC的延迟作用来抑制窜入脉冲所引起的干扰,减小漏电流的干扰。
三、结语
PLC控制系统的干扰是一个十分复杂的问题,因此在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素,合理有效地抑制干扰,对有些干扰情况还需做具体分析,采取对症下药的方法,才能够使PLC控制系统正常工作,保证工业设备安全高效运行。
参考文献
[1]王卫兵,等.可编程序控制器原理及应用[M].北京:机械工业出版社,1997.
篇13
PLC作为一种新型工业控制设备，其实现控制功能的核心是微处理器和存储器组成的控制组件，该组件通过内部逻辑运算或其他运算，将处理后的信号作为PLC的输出量对外部设备进行各种控制，实现“软接线”，这恰是现代机电控制的发展趋势。PLC作为科技产物，有着自己的独特特点和实现原理，在这里针对这方面进行分析，望带来提升。
一、PLC特点
1.较强的灵活性
在传统的机电控制中，通过继电器来完成相应的控制任务，这不仅需要良好的机电过程设计，更需要良好的安装过程，而当控制任务有所变更时，需要进行大规模的线路拆除等，这也代表了这种模式消耗较大。PLC改进了这一缺点，在系统升级时，只需要进行程序改变和简单的线路修改便可以完成，所以说PLC具有更强的灵活性，适用于较多领域不同方面的需求。
2.抗干扰能力强
PLC的硬件结构及其周期循环扫描的工作方式保证其可以在强磁场、强震动、高粉尘、湿度大、温度高等恶劣的工业生产环境中正常工作，避免了采用继电器控制技术因为设备老化可能出现的各种问题，所以说PLC更为适合现代的工业生产。
3.编程简单
PLC编程简单易掌握。实际工作中，工业生产需要对于某一任务进行调整时，可依靠程序编写来实现，大大的提升了机电控制系统的工作效率。同样因编程简单，就使得在进行设计时，可以将一些简单的模块进行外包，加快设计速度。
4.功能较强
PLC具备功能指令和一定数量的特殊扩展设备，不仅可以控制开关量、数字量，同样也可以进行模拟量的控制，这种良好的多控模式适合现代工业生产的基本需求，有效拓展PLC自身的应用领域。
二、PLC机电控制系统组成
1.控制系统硬件结构
基于PLC的机电控制系统主要由两大部分组成，一部分是执行系统，一部分是电控系统。根据生产任务的不同，执行系统由不同的硬件设备构成，像机械手、传输皮带、检测器等是常用的硬件设备。电控系统主要由PLC、变频器、人机界面等部分组成。在工业控制领域，人机界面技术在与PLC技术配合使用的情况下，可以节约PLC的输入输出点数，同时它通过界面能够给运行人员直观的印象，操作简单；变频器是工业控制领域广泛采用的一种调速技术。执行系统和电控系统配合根据控制要求构成开环或闭环控制系统，实现所需控制功能。
2.控制系统应用软件
应用软件是用户为达到某种控制目的，采用PLC厂家提供的编程语言自主编制的程序，主要用于控制生产设备运行。PLC程序的准确编制和调试是系统设计的核心，只有编制调试出最优化的程序，才能有效的降低PLC的滞后性，提高实时性。利用PLC三大类指令的有机配合可以实现复杂的控制功能。
三、PLC机电控制系统设计
电控系统的准确设计是PLC机电控制系统设计的关键。以日本三菱公司PLC为例，从以下几个方面来进行电控系统设计：
1.电控系统设备选型
PLC作为一种工业控制设备，通过I/O接口完成工业生产现场信号的采集及输出信号控制工业设备。首先要根据采集的信号和生产现场所需控制信号的类型确定是否选择A/D或D/A转换模块，然后再确定输入输出点数，同时考虑所带负载的类型、实时性的要求及人机交流方便等因素，最后综合确定要选择的PLC的厂家、型号以及是否采用扩展单元或模块、特殊扩展设备等。变频器的选型应结合所驱动电动机的转速、功率、性能等方面的因素综合确定；人机界面要考虑界面友好、功能强大，与PLC、变频器等设备连接方便，且所用组态软件学习操作方便等。
2.PLC输入及输出点数优化
根据对控制系统的具体分析，考虑各种工作方式之间的切换以及手动操作等，确定PLC的输入输出点数。考虑性价比原因，对复杂控制系统通常采用PLC基本单元与扩展单元的配合，以满足控制要求；此外利用人机界面技术，在人机界面环境下，利用组态软件编辑设计相应的软开关和软按钮，也可以减少PLC的输入点数；最后要考虑预留10%～20%的输入输出端子作为备用量。为编程方便，输入输出端口的编号选择依次按从小到大的顺序编号。
3.设计PLC输入/输出接线图
在设计输入部分时，要充分考虑几方面的问题。一是PLC输入点数不充裕情况下，可利用编码输入法、矩阵输入法、编程法等有效的减少占用PLC的输入点数；二是与输入端口直接相连的各类起保护作用的输入接点及停止按钮，一般采用常闭接点。三是有源开关使用PLC内部电源时，要注意PLC的输入形式是源型还是漏型；四是输入侧的+24V电源一般不提供给输出单元负载使用，因为涉及功率问题。
同样在设计输出部分时也要考虑几点。一是PLC输出点数不充裕情况下，可利用外部译码输出法、矩阵输出法等有效的减少占用PLC的输出点数。二是当PLC输出形式分别为晶体管输出、晶闸管输出时，要注意外部电源的极性，否则负载不工作。三是驱动步进电机等相关负载时，一定要设计外电路，而不是利用PLC输出的开关量信号直接驱动。
4.程序设计
PLC的编程语言主要有两种，一种是图形化编程语言，一种是文本化编程语言。图形化编程语言分为梯形图、顺序功能图及功能图，而文本化编程语言分为指令语句表及结构文本两种。梯形图简单明了；顺序功能图是程序设计的发展趋势和方向；功能图并不是按顺序执行，是将程序集中构成一个功能模块，例如设计一个电梯控制程序，可以构造多个功能模块，再组合，使用时就调用相应功能模块；指令语句表相当于汇编语言，由汇编语言演变而来，PLC中的指令有三种，分别是基本指令、步进指令及功能指令，其中一些功能指令的有效使用可以使编程大大简化，例如IST指令；结构文本主要用于大型PLC中，中小型PLC基本不用，比较难掌握，有电脑语言基础者例外。基于以上分析，结合机电控制系统的具体要求，选择合适的编程语言，设计最优化的程序是电控系统的控制核心。
变频器参数的设置。在PLC与变频器正确接线的基础上，首先通过参数设置使变频器处于操作模式，在该模式下根据控制系统的要求，利用变频器的多段速设定交流电机的速度调节，在参数设定完成之后，再使变频器处于外部操作模式。检查主回路和控制回路接线正确，通电后此时POWER和操作面板显示正确数据。
在人机界面组态画面的设计过程中，利用组态软件，打开工程浏览器，找到设备COM1设定好数据位和停止位为7和1；在窗口上双击“新建”按钮，安装相应厂家、型号的PLC；在数据库词典下根据PLC的I/O分配表设定PLC的I/O离散量；设计人机界面画面，全部保存，设计主画面，运行。
5.可靠性设计
在进行可靠性设计过程中，主要包括两个方面的内容：一方面是保证设计科学合理；另一方面是保护措施以及自身的安全性能要到位。在设计过程中，一般从这两个方面对设计的可靠性进行评价。一般来说，首先考虑的是硬件保护能力，在系统设计中，通过短路保护、互锁联锁措施、失压保护与紧急停车措施来应对这方面的问题；其次是软件措施，在PLC程序中设计消抖程序及实现故障的自诊断和自处理程序来提高PLC的抗干扰能力。
6.通信设计
在进行电控系统各设备之间的通信过程中，涉及PLC与变频器、PLC与人机界面之间的通信。PLC和变频器之间进行通讯，通讯规格必须在变频器的初始化中设定，假如没有进行初始设定或有一个错误的设定，数据将不能进行传输；PLC在进行计算机链接（专用协议）和无协议通讯（RS指令）时均需对通讯格式（D8120）进行设定，其中包含有波特率、数据长度、奇偶校验、停止位和协议格式等，在修改了D8120的设置后，确保关掉PLC的电源，然后再打开。PLC与人机界面之间的通信，在组态软件中定义相应串口类设备，通过串行口与PLC和数据采集模块进行通信，这样可实现对各个开关量的控制以及现场数据的采集和处理。
四、总结
本文分析PLC机电控制系统，从PLC特点入手，讨论其控制系统组成，针对其设计过程进行分析，希望文中的分析可以为PLC应用带来借鉴。
参考文献