淺談PLC的主要功能及在生產生活中的應用

山東科技大學 谷紅生 劉全新 李 昂 陳長龍

淺談PLC的主要功能及在生產生活中的應用

山東科技大學 谷紅生 劉全新 李 昂 陳長龍

【摘要】隨著科學技術的發展，電氣控制在生產生活中得到廣泛的應用。可編程邏輯控制器（PLC）以其獨特的優勢逐漸取代繼電器控制，以滿足人們的需要。本文從PLC的主要功能以及在生產生活中的應用出發，對PLC進行概要描述。

【關鍵詞】PLC；組成；功能；應用

1 PLC的組成

PLC為Program Logic Controller的英文縮寫，中文名稱為可編程邏輯控制器，是一種代替繼電器，為工業生產而設計的控制器。它的內部存儲器采用可編程的形式，以便用來在其內部存儲程序指令，例如順序控制、定時、計數、邏輯運算、數字運算以及模擬量控制等，并通過數字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關外部設備，都應按易于與工業系統連成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。PLC主要由以下部分組成：

（1）CPU：CPU是整個控制器的“大腦”，主要對輸入的信號進行識別、編譯、執行運算、送入到輸出映像寄存器等工作，還可以對設備的各種請求做出響應，并具有診斷內部電路故障、語法錯誤的能力。

（2）存儲器：存儲器分為系統程序存儲器和用戶程序存儲器。系統程序存儲器用來存放廠家編寫的系統程序，并固化在EPROM、RPOM存儲器中，用戶不可訪問與修改。用戶程序存儲器可分為用戶程序區、系統區、數據區。用戶程序區用于存放用戶程序，系統區存放CPU的組態數據，數據區用來存放動態數據。

（3）I/O接口：I/O接口包括輸入單元和輸出單元。輸入單元將外部信號轉換為可供CPU識別的內部信號，輸出單元則將中央處理器輸出的信號轉化為所控制器件能接受的信號。

（4）編程器：編程器是PLC的重要外部設備。它的作用是提供用戶程序的編制、編輯、調試和編視等。編程器可以是帶有編程軟件的個人計算機，也可以是專門的編程器。

（5）電源：電源單元是PLC的電源供給部分。它的作用是把外部供應的電源轉換成系統內部所需的電源，以滿足需求。

2 PLC的主要功能

（1）數字量控制：數字量控制是PLC最基本的控制功能。PLC運用其邏輯運算能力可以進行各種簡單和復雜的控制，用以取代傳統的繼電器控制。

（2）模擬量控制：PLC可通過A/D轉換模塊將工業生產中的模擬信號轉換為數字信號，并通過D/A轉換模塊將CPU處理后的數字量結果轉換為模擬量，以完成對連續量的控制。

（3）定時控制：PLC為用戶提供了若干個用于實現定時控制的定時器，包括接通延時定時器（TON）、斷開延時定時器（TOF）、有記憶接通延時定時器（TONR）。定時器的時間可由用戶自行設定。

（4）計數控制：PLC為用戶提供了若干個用于實現計數控制的計數器，包括增計數器、減計數器、增/減計數器。計數器的值可由用戶自行設定。

（5）順序控制：PLC可對應用程序進行順序控制。順序控制繼電器（SCR）指令包括LSCR（程序段的開始）、SCRT（程序段的轉換）、SCRE（程序段的結束）從而將控制程序進行邏輯分段，以實現順序控制。

（6）數據處理：PLC具有數據處理的能力。其不僅能實現數據運算和數據傳遞，還可以進行數據比較、數據轉換、數據顯示以及數據通訊等。

3 PLC在控制中的應用

3.1 PLC對電機的控制

PLC可對電機進行啟動停止、正轉反轉、點動、順序啟動與停止、Y-△降壓啟動等的控制。下面以Y-△降壓啟動為例簡述PLC對電機的控制。控制要求：要求電機先按照星形連接，一定時間后星形斷開，連成三角形連接。

I/O分配表和梯形圖

控制過程

閉合啟動開關I0.1后，內部標志位存儲器線圈M1.0接通并實現自鎖，此時Q0.3線圈接通，電動機接成星形連接，t3時間后Q0.1電源接通；計時時間t1到達之后，Q0.3斷開，T34開始計時。T2時間后，Q0.2線圈接通，電動機接成三角型連接，從而實現星形、三角形連接的轉換過程。

3.2 PLC對燈的控制

PLC可對信號燈、交通燈、彩燈等進行控制。下面以閃爍燈控制為例進行介紹。 控制要求：實現閃爍燈一定時間的亮和滅。

I/O分配表和梯形圖

控制過程

閉合啟動開關I0.1后，T37開始計時。經過1s時間后，T37開關閉合，Q0.1接通，同時T38開始計時。經過2s時間后，常閉開關T38斷開，Q0.1斷開，定時器T37和T38復位，從而實現閃爍循環。

3.3 PLC在工業中的控制

PLC在工業中可對深孔鉆組合機床、 遙控自卸車、游泳池控制系統、潤滑泵和工作泵的啟動與停止、倉庫存放貨物數量等各種控制系統進行控制。下面以產品包裝為例進行介紹。

I/O分配表和梯形圖

控制過程

閉合啟動開關I0.1后，傳送帶電機Q0.0啟動并實現自鎖，產品在傳送機上進行傳送。與此同時，產品每通過檢測器PH一次，相應計數器C20接受一次脈沖信號，計數加1。當達到預設值24時，開關C20常開觸點閉合，常閉觸點斷開，傳送帶暫停，機械手動作，定時器T37開始計時。2s后，定時時間結束，機械手停止，傳送帶開始工作，定時器、計數器清零，從而實現循環。

4 結語

由于PLC控制系統具有編程簡單、可靠性高、抗干擾能力強、靈活性強等優點，使其在工業控制領域獨占鰲頭，在自動化、智能化等方面都展現出了強勁的態勢。相信在以后的生產生活中會繼續發揮其優勢并不斷完善，使得在生產生活中得到更廣泛的應用。

參考文獻

［1］吳中俊，黃永紅.可變程序控制器原理及應用［M］.北京∶機械工業出版社，2004.

［2］劉順禧等.電氣控制技術［M］.北京∶北京理工大學出版社，2000.

［3］廖常初.PLC編程及應用［M］.北京∶機械工業出版社，2002.