PLC在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用及發(fā)展

煙臺(tái)職業(yè)學(xué)院PLC在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用及開展系別：電氣工程系專業(yè)班級(jí)：09電氣3對(duì)班學(xué)生學(xué)號(hào)：2023202323學(xué)生姓名：李玉明指導(dǎo)教師：張海丹2012年煙臺(tái)職業(yè)學(xué)院目錄標(biāo)題、摘要、關(guān)鍵詞4前言4第一章可編程序控制器概述〔PLC〕51.1PLC的定義51.2PLC的產(chǎn)生51.3PLC的結(jié)構(gòu)及分類 61.4PLC的工作原理71.5PLC編程9第二章PLC的現(xiàn)狀112.1PLC的來(lái)源112.2典型的PLC產(chǎn)品122.3PLC在我國(guó)的應(yīng)用122.4PLC開展的重點(diǎn)13第三章PLC技術(shù)的應(yīng)用153.1PLC工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用153.2PLC應(yīng)用中需要注意的問(wèn)題——工作環(huán)境和抗干擾17第四章PLC實(shí)際應(yīng)用舉例184.1接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制使用PLC控制184.2復(fù)合聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)能耗制動(dòng)使用PLC控制204.3斷電延時(shí)型星角降壓?jiǎn)?dòng)能耗制動(dòng)控制使用PLC控制22第五章PLC的開展趨勢(shì)和前景235.1PLC在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的開展趨勢(shì)235.2PLC的前景24參考文獻(xiàn)29PLC在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用及開展電氣自動(dòng)化(B3)09-1班xxx摘要：在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中，有大量的數(shù)字量及模擬量的控制裝置，例如電機(jī)的啟停，電磁閥的開閉，產(chǎn)品的計(jì)數(shù)，溫度、壓力、流量的設(shè)定與控制等，而PLC技術(shù)是解決上述問(wèn)題的最有效、最便捷的工具，因此PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：可編程序控制器〔PLC〕；控制；自動(dòng)化；開展；應(yīng)用前言一直以來(lái)，可編程序控制器簡(jiǎn)稱PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制方面發(fā)揮著巨大作用，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供了廣泛、可靠的控制應(yīng)用。PLC主要能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制應(yīng)用提供安個(gè)可靠和比擬完善的解決方案，適合當(dāng)前自動(dòng)化工業(yè)企業(yè)的需要。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的開展，工業(yè)控制領(lǐng)域有了翻天覆地的變化，而PLC不斷地采用新技術(shù)以及增強(qiáng)系統(tǒng)的開放性，在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。PLC將計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，成為實(shí)現(xiàn)單機(jī)、車間、工廠自動(dòng)化的核心設(shè)備，其具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、組合靈活、編程簡(jiǎn)單、維修方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，其控制功能由簡(jiǎn)單的邏輯控制、順序控制開展為復(fù)雜的連續(xù)控制和過(guò)程控制，成為自動(dòng)化領(lǐng)域的三大技術(shù)支柱。特別是在機(jī)器人、CAD/CAM方面有著廣泛的應(yīng)用，主要應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域有：順序控制、過(guò)程控制、位置控制、生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控和管理、結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。把PC中的技術(shù)，如視窗操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)等向PLC領(lǐng)域融合、滲透和集成的技術(shù)稱為PLC的商業(yè)技術(shù)。近年來(lái)PC在自動(dòng)化中的應(yīng)用領(lǐng)域也在擴(kuò)大(如用計(jì)算機(jī)的CNC和DCS等)，把PC技術(shù)作為一種補(bǔ)充技術(shù)用于PLC中，集成起來(lái)，目的是嵌入應(yīng)用，是軟控制器，能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)延伸，它只用廉價(jià)的芯片組就可進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算?？删幊绦蚩刂破鞲攀龆x可編程序控制器又稱PLC國(guó)際電工委員會(huì)〔IEC〕于1987年公布了可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)草案第三稿。在草案中對(duì)可編程控制器定義如下：“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。可編程控制器及其有關(guān)外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原那么設(shè)計(jì)〞。PLC的產(chǎn)生在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。1968年美國(guó)通用汽車公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國(guó)數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱ProgrammableController(PC)。個(gè)人計(jì)算機(jī)(簡(jiǎn)稱PC)開展起來(lái)后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為ProgrammableLogicController(PLC)。上世紀(jì)80年代至90年代中期是PLC開展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為30~40%。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過(guò)程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。PLC的組成及分類從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式(模塊式)兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)那么組合配置。分類：1、小型PLC小型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)一般在128點(diǎn)以下，其特點(diǎn)是體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，整個(gè)硬件融為一體，除了開關(guān)量I/O以外，還可以連接模擬量I/O以及其他各種特殊功能模塊。它能執(zhí)行包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊聯(lián)網(wǎng)以及各種應(yīng)用指令。2、中型PLC中型PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，其I/O點(diǎn)數(shù)一般在256~1024點(diǎn)之間。I/O的處理方式除了采用一般PLC通用的掃描處理方式外，還能采用直接處理方式，即在掃描用戶程序的過(guò)程中，直接讀輸入，刷新輸出。它能聯(lián)接各種特殊功能模塊，通訊聯(lián)網(wǎng)功能更強(qiáng)，指令系統(tǒng)更豐富，內(nèi)存容量更大，掃描速度更快。3、大型PLC一般I/O點(diǎn)數(shù)在1024點(diǎn)以上的稱為大型PLC。大型PLC的軟、硬件功能極強(qiáng)。具有極強(qiáng)的自診斷功能。通訊聯(lián)網(wǎng)功能強(qiáng)，有各種通訊聯(lián)網(wǎng)的模塊，可以構(gòu)成三級(jí)通訊網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動(dòng)化。大型PLC還可以采用三CPU構(gòu)成表決式系統(tǒng)，使機(jī)器的可靠性更高。PLC的工作原理最初研制生產(chǎn)的PLC主要用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的由繼電器接觸器構(gòu)成的控制裝置，但這兩者的運(yùn)行方式是不相同的：(1)繼電器控制裝置采用硬邏輯并行運(yùn)行的方式，即如果這個(gè)繼電器的線圈通電或斷電，該繼電器所有的觸點(diǎn)(包括其常開或常閉觸點(diǎn))在繼電器控制線路的哪個(gè)位置上都會(huì)立即同時(shí)動(dòng)作。(2)PLC的CPU那么采用順序邏輯掃描用戶程序的運(yùn)行方式，即如果一個(gè)輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點(diǎn)(包括其常開或常閉觸點(diǎn))不會(huì)立即動(dòng)作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作。為了消除二者之間由于運(yùn)行方式不同而造成的差異，考慮到繼電器控制裝置各類觸點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間一般在100ms以上，而PLC掃描用戶程序的時(shí)間一般均小于100ms，因此，PLC采用了一種不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式---掃描技術(shù)。這樣在對(duì)于I/O響應(yīng)要求不高的場(chǎng)合，PLC與繼電器控制裝置的處理結(jié)果上就沒(méi)有什么區(qū)別了。掃描技術(shù)當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。(1)輸入采樣階段在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，那么該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。(2)用戶程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即，在用戶程序執(zhí)行過(guò)程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的但凡用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。(3)輸出刷新階段當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC的真正輸出。這兩段程序執(zhí)行的結(jié)果完全一樣，但在PLC中執(zhí)行的過(guò)程卻不一樣。程序1只用一次掃描周期，就可完成對(duì)%M4的刷新；程序2要用四次掃描周期，才能完成對(duì)%M4的刷新。這兩個(gè)例子說(shuō)明：同樣的假設(shè)干條梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外，也可以看到：采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然，如果掃描周期所占用的時(shí)間對(duì)整個(gè)運(yùn)行來(lái)說(shuō)可以忽略，那么二者之間就沒(méi)有什么區(qū)別了。一般來(lái)說(shuō)，PLC的掃描周期包括自診斷、通訊等，如下列圖所示，即一個(gè)掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時(shí)間的總和。它是一種圖形語(yǔ)言，沿用傳統(tǒng)控制圖中的繼電器觸點(diǎn)、線圈、串聯(lián)等術(shù)語(yǔ)和一些圖形符號(hào)構(gòu)成，左右的豎線稱為左右母線。PLC的I/O響應(yīng)時(shí)間為了增強(qiáng)PLC的抗干擾能力，提高其可靠性，PLC的每個(gè)開關(guān)量輸入端都采用光電隔離等技術(shù)。為了能實(shí)現(xiàn)繼電器控制線路的硬邏輯并行控制，PLC采用了不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式(掃描技術(shù))。以上兩個(gè)主要原因，使得PLC得I/O響應(yīng)比一般微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成的工業(yè)控制系統(tǒng)滿的多，其響應(yīng)時(shí)間至少等于一個(gè)掃描周期，一般均大于一個(gè)掃描周期甚至更長(zhǎng)。所謂I/O響應(yīng)時(shí)間指從PLC的某一輸入信號(hào)變化開始到系統(tǒng)有關(guān)輸出端信號(hào)的改變所需的時(shí)間。其最短的I/O響應(yīng)時(shí)間與最長(zhǎng)的I/O響應(yīng)時(shí)間。PLC的編程PLC軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序和用戶程序兩局部組成。系統(tǒng)程序包括監(jiān)控程序、編譯程序、診斷程序等，主要用于管理全機(jī)、將程序語(yǔ)言翻譯成機(jī)器語(yǔ)言，診斷機(jī)器故障。系統(tǒng)軟件由PLC廠家提供并已固化在EPROM中，不能直接存取和干預(yù)。用戶程序是用戶根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)控制要求，用PLC的程序語(yǔ)言編制的應(yīng)用程序(也就是邏輯控制)用來(lái)實(shí)現(xiàn)各種控制。標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言梯形圖語(yǔ)言是最常用的一種語(yǔ)言，它有以下特點(diǎn)：梯形圖中接點(diǎn)(觸點(diǎn))只有常開和常閉，接點(diǎn)可以是PLC輸入點(diǎn)接的開關(guān)也可以是PLC內(nèi)部繼電器的接點(diǎn)或內(nèi)部存放器、計(jì)數(shù)器等的狀態(tài)。梯形圖中的接點(diǎn)可以任意串、并聯(lián)，但線圈只能并聯(lián)不能串聯(lián)。內(nèi)部繼電器、計(jì)數(shù)器、存放器等均不能直接控制外部負(fù)載，只能做中間結(jié)果供CPU內(nèi)部使用。PLC是按循環(huán)掃描事件，沿梯形圖先后順序執(zhí)行，在同一掃描周期中的結(jié)果留在輸出狀態(tài)暫存器中所以輸出點(diǎn)的值在用戶程序中可以當(dāng)做條件使用。1、認(rèn)識(shí)梯形圖和繼電器控制原理圖符號(hào)的區(qū)別：繼電器控制原理圖中的元件符號(hào)，有常開觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)和線圈，為了區(qū)別它們，在有關(guān)符號(hào)邊上標(biāo)注如KM、KA、KT等以示不同的器件，但其觸頭的數(shù)量是受到限制。而PLC梯形圖中，也有常開、常閉觸點(diǎn)，在其邊上同樣可標(biāo)注X、Y、M、S、T、C以示不同的軟器件。它最大的優(yōu)點(diǎn)是：同一標(biāo)記的觸點(diǎn)在不同的梯級(jí)中，可以反復(fù)的出現(xiàn)。而繼電器那么無(wú)法到達(dá)這一目的。而線圈的使用是相同的，即不同的線圈只能出現(xiàn)一次。2、編程元件的分類：編程元件分為八大類，X為輸入繼電器、Y為輸出繼電器、M為輔助繼電器、S為狀態(tài)繼電器、T為定時(shí)器、C為計(jì)數(shù)器、D為數(shù)據(jù)存放器和指針(P、I、N)。關(guān)于各類元件的功用，各種版本的PLC書籍均有介紹，故在此不介紹，但一定要清楚各類元件的功能。3、編程元件的指令由二局部組成：如LD(功能含意)X000(元件地址)，即LDX000，LDIY000......4、熟識(shí)PLC根本指令：LD(取)、LDI(取反)、OUT(輸出)指令；LD(取)、LDI(取反)以電工的說(shuō)法前者是常開、后者為常閉。這二條指令最常用于每條電路的第一個(gè)觸點(diǎn)(即左母線第一個(gè)觸點(diǎn))，當(dāng)然它也可能在電路塊與其它并聯(lián)中的第一個(gè)觸點(diǎn)中出現(xiàn)。第二章PLC的現(xiàn)狀2.1PLC的來(lái)源1、在制造工業(yè)(以改變幾何形狀和機(jī)械性能為特征)和過(guò)程工業(yè)(以物理變化和化學(xué)變化將原料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品為特征)中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。1968年美國(guó)GM(通用汽車)公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國(guó)數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，使得電氣控制功能實(shí)現(xiàn)的程序化，這就是第一代可編程序控制器，英文名字叫ProgrammableController(PC)。2、隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)生，PC的功能越來(lái)越強(qiáng)大，其概念和內(nèi)涵也不斷擴(kuò)展。3、上世紀(jì)80年代，個(gè)人計(jì)算機(jī)開展起來(lái)，也簡(jiǎn)稱為PC，為了方便，也為了反映或可編程控制器的功能特點(diǎn)，美國(guó)A-B公司將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控制器ProgrammableLogicController(PLC)，并將“PLC〞作為其產(chǎn)品的注冊(cè)商標(biāo)?，F(xiàn)在，仍常常將PLC簡(jiǎn)稱PC。4、上世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC開展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為30~40%。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過(guò)程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng).5、近年，工業(yè)計(jì)算機(jī)技術(shù)(IPC)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(FCS)開展迅速，擠占了一局部PLC市場(chǎng)，PLC增長(zhǎng)速度出現(xiàn)漸緩的趨勢(shì)，但其在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，是無(wú)法取代的。6、目前，世界上有200多廠家生產(chǎn)300多品種PLC產(chǎn)品，主要應(yīng)用在汽車(23%)、糧食加工(16.4%)、化學(xué)/制藥(14.6%)、金屬/礦山(11.5%)、紙漿/造紙(11.3%)等行業(yè)。2.2典型的PLC產(chǎn)品1、國(guó)外施耐德公司，Quantum、Premium、Momentum等；羅克韋爾(A-B公司)，SLC、MicroLogix、ControlLogix等；西門子公司，SIMATICS7-400/300/200系列；GE公司，日本歐姆龍、三菱、富士、松下等。2、國(guó)內(nèi)PLC生產(chǎn)廠約30家，但沒(méi)有形成頗具規(guī)模的生產(chǎn)能力和名牌產(chǎn)品，還有一局部是以仿制、來(lái)件組裝或“貼牌〞方式生產(chǎn)。2.3PLC在我國(guó)的應(yīng)用雖然我國(guó)在PLC生產(chǎn)方面非常弱，但在PLC應(yīng)用方面，我國(guó)是很活潑的，近年來(lái)每年約新投入10萬(wàn)臺(tái)套PLC產(chǎn)品，年銷售額30億人民幣，應(yīng)用的行業(yè)也很廣。在我國(guó)，一般按I/O點(diǎn)數(shù)將PLC分為以下級(jí)別(但不絕對(duì)，國(guó)外分類有些區(qū)別)：微型：32I/O小型：256I/O中型：1024I/O大型：4096I/O巨型：8192I/O在我國(guó)應(yīng)用的PLC系統(tǒng)中，I/O64點(diǎn)以下PLC銷售額占整個(gè)PLC的47%，64點(diǎn)~256點(diǎn)的占31%，合計(jì)占整個(gè)PLC銷售額的78%。在我國(guó)應(yīng)用的PLC，幾乎涵蓋了世界所有的品牌，呈現(xiàn)八國(guó)聯(lián)軍的態(tài)勢(shì)，但從行業(yè)上分，有各自的勢(shì)力范圍。大中型集控系統(tǒng)采用歐美PLC居多，小型控制系統(tǒng)、機(jī)床、設(shè)備單體自動(dòng)化及OEM產(chǎn)品采用日本的PLC居多。歐美PLC在網(wǎng)絡(luò)和軟件方面具有優(yōu)勢(shì)，而日本PLC在靈活性和價(jià)位方面占優(yōu)勢(shì)。我國(guó)的PLC供給渠道，主要有制造商、分銷商(代理商)、系統(tǒng)集成商、OEM用戶、最終用戶。其中，大局部PLC是通過(guò)分銷商和系統(tǒng)集成商到達(dá)最終用戶的。2.4PLC開展的重點(diǎn)1、人機(jī)界面更加友好PLC制造商紛紛通過(guò)收購(gòu)或聯(lián)合軟件企業(yè)、或開展軟件產(chǎn)業(yè)，大大提高了其軟件水平，多數(shù)PLC品牌擁有與之相應(yīng)的開發(fā)平臺(tái)和組態(tài)軟件，軟件和硬件的結(jié)合，提高了系統(tǒng)的性能，同時(shí)，為用戶的開發(fā)和維護(hù)降低了本錢，使更易形成人機(jī)友好的控制系統(tǒng)，目前，PLC＋網(wǎng)絡(luò)＋I(xiàn)PC＋CRT的模式被廣泛應(yīng)用。2、網(wǎng)絡(luò)通訊能力大大加強(qiáng)PLC廠家在原來(lái)CPU模板上提供物理層RS232/422/485接口的根底上，逐漸增加了各種通訊接口，而且提供完整的通訊網(wǎng)絡(luò)。由于近來(lái)數(shù)據(jù)通訊技術(shù)開展很快，用戶對(duì)開放性要求很強(qiáng)烈，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及以太網(wǎng)技術(shù)也同步開展。如羅克韋爾A－B公司主推的三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系，即EtherNet、ControlNet、DeviceNet，西門子公司在Profibus-DP及Profibus-FMS網(wǎng)絡(luò)等。3、開放性和互操作性大大開展PLC在開展過(guò)程中，各PLC制造商為了壟斷和擴(kuò)大各自市場(chǎng)，處于群雄割據(jù)的局面，各自開展自己的標(biāo)準(zhǔn)，兼容性很差，這給用戶使用帶來(lái)不便，并增加了維護(hù)本錢。開放是開展的趨勢(shì)，這已被各廠商所認(rèn)識(shí)，形成了長(zhǎng)時(shí)期妥協(xié)與競(jìng)爭(zhēng)的過(guò)程，并且這一過(guò)程還在繼續(xù)。開放的進(jìn)程，可以從以下方面反映：1)IEC形成了現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，這一標(biāo)準(zhǔn)包含8種標(biāo)準(zhǔn)，雖然有人說(shuō)，多種標(biāo)準(zhǔn)就是沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)，但必竟是一個(gè)經(jīng)過(guò)困難的爭(zhēng)論與妥協(xié)的成果。標(biāo)準(zhǔn)推出后，各廠商紛紛將自己的產(chǎn)品適應(yīng)這些標(biāo)準(zhǔn)，或者開發(fā)與之相應(yīng)的新產(chǎn)品。2)IEC制訂了基于Windows的編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)IEC61131-3，它規(guī)定了指令表(IL)、梯形圖(LD)、順序功能圖(SFC)、功能塊圖(FBD)、結(jié)構(gòu)化文本(ST)五種編程語(yǔ)言。這是以數(shù)字技術(shù)為根底的可編程序邏輯控制裝置在高層次上走向開放性的標(biāo)準(zhǔn)化文件。雖然PLC開發(fā)上各工具仍不兼容，但基于這些標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)系統(tǒng)，使用戶在應(yīng)用過(guò)程中，可以較方便地適不同品牌的產(chǎn)品。3)OPC基金會(huì)推出了OPC(OLEforProcessControl)標(biāo)準(zhǔn)，這進(jìn)一步增強(qiáng)了軟硬件的互操作性，通過(guò)OPC一致性測(cè)試的產(chǎn)品，可以實(shí)現(xiàn)方便的和無(wú)縫隙數(shù)據(jù)交換。目前，多數(shù)PLC軟件產(chǎn)品和相當(dāng)一局部?jī)x表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及其它設(shè)備具有了OPC功能。OPC與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的結(jié)合，是未來(lái)控制系統(tǒng)向FCS技術(shù)開展的趨勢(shì)。4、PLC的功能進(jìn)一步增強(qiáng)，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。PLC的網(wǎng)絡(luò)能力、模擬量處理能力、運(yùn)算速度、內(nèi)存、復(fù)雜運(yùn)算能力均大大增強(qiáng)，不再局限于邏輯控制的應(yīng)用，而越來(lái)越應(yīng)用于過(guò)程控制方面，有人統(tǒng)計(jì)，除石化過(guò)程等個(gè)別領(lǐng)域，PLC均有成功能應(yīng)用，PLC在相當(dāng)多的應(yīng)用取代了昂貴的DCS，從而使原來(lái)PLC(順序控制)＋DCS(過(guò)程控制)的模式變成PLC＋I(xiàn)PC模式。5、工業(yè)以太網(wǎng)的開展對(duì)PLC有重要影響。以太網(wǎng)應(yīng)用非常廣泛，與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)相比，其本錢非常低，為此，人們致力于將以太網(wǎng)引進(jìn)控制領(lǐng)域。目前的挑戰(zhàn)在于1)硬件上如適宜應(yīng)工業(yè)惡劣環(huán)境；2)通訊機(jī)制如何提高其可靠。以太網(wǎng)能否順利進(jìn)入工控領(lǐng)域，還存在爭(zhēng)論。但以太網(wǎng)在工控系統(tǒng)的應(yīng)用卻日益增多，適應(yīng)這一過(guò)程，各PLC廠商紛紛推出適應(yīng)以太網(wǎng)的產(chǎn)品或中間產(chǎn)品第三章PLC技術(shù)的應(yīng)用3.1PLC工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用自動(dòng)化系統(tǒng)中所使用的各種類型PLC，有的是集中安裝在控制室，有的是分散安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各單機(jī)設(shè)備上，雖然它們大多處在強(qiáng)電電路和強(qiáng)電設(shè)備所形成的惡劣電磁環(huán)境中，但PLC是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而設(shè)計(jì)的控制裝置，在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中采用了多層次抗干擾和精選元件措施，故具有較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力、運(yùn)行穩(wěn)定性和較高的可靠性，因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境使用。高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無(wú)故障時(shí)間高達(dá)30萬(wàn)小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間那么更長(zhǎng)。從PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類:開關(guān)量的邏輯控制：這是PLC最根本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等；模擬量控制：在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量〔Analog〕和數(shù)字量〔Digital〕之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制；運(yùn)動(dòng)控制：PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合;過(guò)程控制:過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行專用的PID子程序。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用；數(shù)據(jù)處理：現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算〔含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算〕、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比擬，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)；通信及聯(lián)網(wǎng)：PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的開展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)開展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。3.2PLC應(yīng)用中需要注意的問(wèn)題——工作環(huán)境和抗干擾溫度PLC要求環(huán)境溫度在0~55℃，安裝時(shí)不能放在發(fā)熱量大的元件下面，四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大，根本單元和擴(kuò)展單元之間要有30mm以上間隔；開關(guān)柜上、下部應(yīng)有通風(fēng)的百葉窗，防止太陽(yáng)光直接照射；如果周圍環(huán)境超過(guò)55℃，要安裝電風(fēng)扇強(qiáng)迫通風(fēng)。濕度為了保證PLC的絕緣性能，空氣的相對(duì)濕度應(yīng)小于85%(無(wú)凝露)。震動(dòng)應(yīng)使PLC遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動(dòng)源，防止振動(dòng)頻率為10~55Hz的頻繁或連續(xù)振動(dòng)。當(dāng)使用環(huán)境不可防止震動(dòng)時(shí)，必須采取減震措施，如采用減震膠等?？諝夥乐褂懈g和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等。對(duì)于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境，可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中，并安裝空氣凈化裝置。電源PLC供電電源為50Hz、220(1±10%)V的交流電，對(duì)于電源線來(lái)的干擾，PLC本身具有足夠的抵抗能力。對(duì)于可靠性要求很高的場(chǎng)合或電源干擾特別嚴(yán)重的環(huán)境，可以安裝一臺(tái)帶屏蔽層的變比為1：1的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。還可以在電源輸入端串接LC濾波電路。FX系列PLC有直流24V輸出接線端，該接線端可為輸入傳感器(如光電開關(guān)或接近開關(guān))提供直流24V電源。當(dāng)輸入端使用外接直流電源時(shí)，應(yīng)選用直流穩(wěn)壓電源。因?yàn)槠胀ǖ恼鳛V波電源，由于紋波的影響，容易使PLC接收到錯(cuò)誤信息。PLC應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源如電焊機(jī)、大功率硅整流裝置和大型動(dòng)力設(shè)備，不能與高壓電器安裝在同一個(gè)開關(guān)柜內(nèi)。PLC的輸入與輸出最好分開走線，開關(guān)量與模擬量也要分開敷設(shè)。模擬量信號(hào)的傳送應(yīng)采用屏蔽線，屏蔽層應(yīng)一端或兩端接地，接地電阻應(yīng)小于屏蔽層電阻的1/10。PLC根本單元與擴(kuò)展單元以及功能模塊的連接線纜應(yīng)單獨(dú)敷設(shè)，以防止外界信號(hào)的干擾。第四章PLC實(shí)際應(yīng)用舉例PLC在自動(dòng)化控制領(lǐng)域占據(jù)著非常重要的地位，下面我們用幾個(gè)常用的電路來(lái)舉例，更好的了解PLC。4.1接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制使用PLC控制本圖中靠近母線一側(cè)中的第一梯級(jí)和第二梯級(jí)中的X000、X001均為PLC外部按鈕SB2、SB3按鈕所控制的常開接點(diǎn)，一旦接到外部信號(hào)使相應(yīng)的X000或X001閉合，通過(guò)串接于第一或第二梯級(jí)相應(yīng)線路，使輸出繼電器Y000或Y001線圈中的一個(gè)閉合，由于輸出繼電器線圈的閉合，使并接于第一和第二梯級(jí)中的常開接點(diǎn)Y000或Y001中的一個(gè)閉合形成了自保關(guān)系。接于輸出繼電器外圍相應(yīng)接觸器那么帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。停止那么由外部的SB1按鈕控制，使串接于第一和第二梯級(jí)中的常閉接點(diǎn)X002斷開，不管是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)均能斷電，從而使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。熱保護(hù)那么由外部的FR驅(qū)動(dòng)，使串接于第一和第二梯級(jí)中的常閉接點(diǎn)X003斷開使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。而串接于第一和第二梯級(jí)中的常閉接點(diǎn)Y001和Y000的作用，是保證在正轉(zhuǎn)時(shí)反轉(zhuǎn)回路被切斷，同理反轉(zhuǎn)時(shí)正轉(zhuǎn)回路被切斷使它們只能處于一種狀態(tài)下運(yùn)行，其實(shí)質(zhì)是相互聯(lián)鎖的作用。這里特別要強(qiáng)調(diào)的是：由于PLC運(yùn)行速度極快，在正反轉(zhuǎn)控制狀態(tài)下假設(shè)沒(méi)有必要的外圍聯(lián)鎖，將會(huì)造成短路。如果只靠PLC內(nèi)部的聯(lián)鎖是不行的。這一點(diǎn)一定要記住。而且在星角降壓?jiǎn)?dòng)等必要的電路中均應(yīng)考慮這一問(wèn)題。4.2復(fù)合聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)能耗制動(dòng)使用PLC控制本圖為正反轉(zhuǎn)能耗制動(dòng)控制改為用PLC控制，其工作原理是：當(dāng)按接于外部的正轉(zhuǎn)按鈕SB1驅(qū)動(dòng)第一梯級(jí)X000常開接點(diǎn)閉合(而第二梯級(jí)中的X000常閉接點(diǎn)那么同時(shí)斷開，切斷可能運(yùn)行中的反轉(zhuǎn)功能，起了互鎖作用)，通過(guò)串接于其后的X002、X001、Y001、Y002各接點(diǎn)的常閉，接通了Y000輸出繼電器線圈使其閉合，由于Y000線圈的閉合，導(dǎo)至第一梯級(jí)的并接于母線側(cè)的Y000常開接點(diǎn)閉合，形成了Y000的自保(同時(shí)串接于第二梯級(jí)的，Y000常閉接點(diǎn)斷開，保證了在正轉(zhuǎn)的情況下不允許反轉(zhuǎn)，起了互鎖的作用)。由于Y000的閉合，接通了正轉(zhuǎn)接觸器，帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作。第二梯級(jí)的工作那么與第一梯級(jí)相似：即按外部反轉(zhuǎn)按鈕SB2，驅(qū)動(dòng)第二梯級(jí)X001常開接點(diǎn)閉合(而第一梯級(jí)中的X001常閉接點(diǎn)那么同時(shí)斷開，切斷可能運(yùn)行中的正轉(zhuǎn)功能，起了互鎖作用)，通過(guò)串接于其后的X002、X000、Y000、Y002各接點(diǎn)的常閉，接通了Y001輸出繼電器線圈使其閉合，由于Y001線圈的閉合，導(dǎo)至第二梯級(jí)的并接于母線側(cè)的Y001常開接點(diǎn)閉合形成了自保(同時(shí)串接于第一梯級(jí)的Y001常閉接點(diǎn)斷開，保證了在反轉(zhuǎn)的情況下不允許正轉(zhuǎn)，起了互鎖的作用)。由于Y001的閉合，接通了反轉(zhuǎn)接觸器，帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作。假設(shè)要停止，那么按外部按鈕SB3驅(qū)動(dòng)了第三梯級(jí)的X002常開接點(diǎn)的閉合(同時(shí)第一梯級(jí)和第二梯級(jí)的X002常閉接點(diǎn)斷開，切斷了正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的工作。)通過(guò)定時(shí)器T0的常閉接點(diǎn)，接通了輸出繼電器線圈Y002和定時(shí)器T0線圈，由于Y002的接通，其并接于第三梯級(jí)母線一側(cè)的常開接點(diǎn)Y002閉合，形成了Y002線圈的自保(在這同時(shí)串接于第一梯級(jí)和第二梯級(jí)的Y002的常閉接點(diǎn)斷開，再次可靠切斷了正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn))，從而Y002接通了外接接觸器KM3，而KM3那么向電動(dòng)機(jī)送入了直流電進(jìn)行能耗制動(dòng)。上述的定時(shí)器與Y002是同時(shí)閉合，定時(shí)器在閉合的瞬間即開始計(jì)時(shí)，本定時(shí)器計(jì)時(shí)時(shí)間為4S(計(jì)算方法：T0的單位時(shí)間為100ms，而K值設(shè)定為40那么：100×40＝4000ms1S＝1000ms)，4S時(shí)間一到，串接于第三梯級(jí)的常閉接點(diǎn)T0斷開，運(yùn)行那么停止。本梯形圖沒(méi)設(shè)置熱繼電器，可在第一、第二梯級(jí)的Y000和Y001的線圈前端設(shè)置常閉接點(diǎn)X003，外部那么接FR的常開接點(diǎn)。同理這線路由于是正反轉(zhuǎn)線路，在其外部應(yīng)考慮進(jìn)行必要的接觸器輔助接點(diǎn)的聯(lián)鎖。4.3斷電延時(shí)型星角降壓?jiǎn)?dòng)能耗制動(dòng)控制使用PLC控制PLC沒(méi)有斷電延時(shí)型定時(shí)器，只有通電延時(shí)型定時(shí)器。本梯形圖的工作原理：當(dāng)外接啟動(dòng)按鈕SB2按下，驅(qū)動(dòng)第一梯級(jí)X000的常開接點(diǎn)閉合，通過(guò)串接其后的X001、T1、T0、Y002的常閉接點(diǎn)，接通輸出繼電器，由于Y000線圈的閉合，促使第一梯級(jí)第一支路中的并聯(lián)常開觸點(diǎn)閉合形成Y000線圈自保，至使Y000驅(qū)動(dòng)的接觸器KM3閉合將電動(dòng)機(jī)繞組接成星形。在這同時(shí)，第二梯級(jí)中的左母線一側(cè)的常開觸點(diǎn)Y000閉合，通過(guò)串接其后的X001、Y003的常閉接點(diǎn)接通了輸出繼電器Y001和另一支路經(jīng)Y002常閉接點(diǎn)相串的定時(shí)器線圈T0(K值為40)。由于Y001線圈的閉合使與本支路相并的母線一側(cè)Y001閉合形成了Y001線圈自保。由于Y001線圈的閉合，接于Y001后的外部接觸器KM1閉合，電動(dòng)機(jī)處于星接啟動(dòng)狀態(tài)。在Y001閉合的同時(shí)定時(shí)器T0也已開始計(jì)時(shí)，4S后定時(shí)器T0常閉接點(diǎn)，在第一梯級(jí)中切斷了輸出繼電器Y000線圈，解除了星接。而在這同時(shí)，第三梯級(jí)中左母線一側(cè)的T0常開接點(diǎn)閉合，通過(guò)串接其后的X001、Y000的常閉接點(diǎn)，接通了輸出繼電器Y002。由于Y002的接通，并接于左母線一側(cè)的Y002閉合，使Y002線圈形成自保。Y002線圈后所接的接觸器KM2接通，完成了星角轉(zhuǎn)換，使電動(dòng)機(jī)進(jìn)入了角接狀態(tài)。第一梯級(jí)中與第三梯級(jí)中所串接的Y002和Y001常閉接點(diǎn)實(shí)質(zhì)是星與角的互鎖。停止按外接停止按鈕SB1，從梯形圖中可以看出由SB1驅(qū)動(dòng)的第一梯級(jí)、第二梯級(jí)和第三梯級(jí)均串接了X001的常閉觸點(diǎn)，其目的是讓電動(dòng)機(jī)在任一運(yùn)行狀態(tài)，均能可靠停止。而在第四梯級(jí)X001接的是常開觸點(diǎn)，其一旦閉合，通過(guò)串接其后的定時(shí)器常閉接點(diǎn)，接通了輸出繼電器Y003線圈和定時(shí)器T1線圈，由于Y003線圈的閉合，其并接于第一梯級(jí)第二支路中的Y003常開接點(diǎn)接通了Y000線圈，驅(qū)動(dòng)KM3閉合，使電動(dòng)機(jī)的處于星接狀態(tài)，以提供直流通道。在線圈Y003閉合后，驅(qū)動(dòng)了外接接觸器KM4在電動(dòng)機(jī)停止交流供電的情況下向電動(dòng)機(jī)提供直流電進(jìn)行能耗制動(dòng)。定時(shí)器線圈T1是與線圈Y003同時(shí)獲電，并開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)時(shí)間一到，串接于第一梯級(jí)與第四梯級(jí)的常閉接點(diǎn)斷開，使電動(dòng)機(jī)完成了停車與制動(dòng)的過(guò)程。外部接觸器接線時(shí)，應(yīng)考慮接觸器間的互相聯(lián)鎖以防短路。另本梯形圖沒(méi)設(shè)置熱保護(hù)。第五章PLC的開展趨勢(shì)和前景5.1PLC在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的開展趨勢(shì)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線的首要目標(biāo)是保證產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)過(guò)程不可能進(jìn)行過(guò)多的人工干預(yù)，產(chǎn)品質(zhì)量的保證只能依賴在線質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備和儀器，監(jiān)視產(chǎn)品質(zhì)量參數(shù)，為控制器提供準(zhǔn)確的測(cè)量值和檢測(cè)狀態(tài)。長(zhǎng)期以來(lái)PLC始終處于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng)，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供了非常可靠的控制應(yīng)用。其主要原因在于它能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制應(yīng)用提供平安可靠和比擬完善的解決方案，適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對(duì)自動(dòng)化的需要。在企業(yè)方面，國(guó)內(nèi)企業(yè)經(jīng)過(guò)多年的努力，工業(yè)過(guò)程控制經(jīng)過(guò)繼電器控制，PLC控制、集中監(jiān)控，到現(xiàn)在的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)和管控一體化控制系統(tǒng)，為國(guó)內(nèi)企業(yè)自動(dòng)化、信息化打下了良好的根底。如今，工業(yè)企業(yè)現(xiàn)代化改造的方向是全而實(shí)現(xiàn)企業(yè)的自動(dòng)化向信息化方向開展，現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化的特征是自動(dòng)控制技術(shù)、物流技術(shù)、信息技術(shù)的綜合應(yīng)用。為了滿足企業(yè)提出的提質(zhì)降耗、精細(xì)加工、小批多品、開發(fā)新品、管理控制結(jié)合的新需求，企業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)的開展趨勢(shì)向著網(wǎng)絡(luò)化、智能化、數(shù)字化開展，并且向?qū)崟r(shí)在線質(zhì)量檢測(cè)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、設(shè)計(jì)調(diào)試手段和工具、故障自診斷技術(shù)、數(shù)據(jù)自動(dòng)管理等一系列先進(jìn)技術(shù)開展。5.2PLC的前景前景一：PLC將會(huì)成為過(guò)程控制領(lǐng)域內(nèi)的日用品僅僅從PLC系統(tǒng)價(jià)格正在逐漸降低的理由進(jìn)行推理，尤其在低端應(yīng)用方面，PLC將會(huì)成為這一領(lǐng)域的日用品。由于PLC系統(tǒng)最小模件單元的價(jià)格也只不過(guò)100美元，甚至更低，即使這些模件出現(xiàn)故障，工業(yè)用戶從心理上已經(jīng)感覺(jué)不到是否還值得重新修理。許多工業(yè)用戶直接采取了拋棄出現(xiàn)故障的模件，進(jìn)而換上一塊新模件的處理方式，因?yàn)橹匦滦蘩磉@樣的故障模件也許會(huì)花費(fèi)同樣甚至更多的費(fèi)用。相反，我們不要被低價(jià)格所愚弄。一些小型甚至超小型PLC系統(tǒng)已經(jīng)向工業(yè)用戶提供了模擬量I/O、PID控制回路、通信接口，甚至與企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相連接的現(xiàn)場(chǎng)總線。具有14個(gè)通道的I/O和4個(gè)PID控制回路的PLC系統(tǒng)，其價(jià)格才99美元，這種產(chǎn)品非常適合小系統(tǒng)控制應(yīng)用的需要。一些PLC供給商依托強(qiáng)大的應(yīng)用市場(chǎng)繼續(xù)開展小型PLC產(chǎn)品，甚至大量的工業(yè)用戶已經(jīng)將其看作是低端應(yīng)用市場(chǎng)上的日用品。PLC供給商需要充分考慮的問(wèn)題是他們不僅僅要供給硬件產(chǎn)品，還必須采取相應(yīng)的措施為工業(yè)用戶解決工程師可用的組態(tài)工具、故障診斷技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信能力以及除根本自動(dòng)化硬件以外的附加軟件包的適用性能。Rockwell公司最近為其CompactLogix系列產(chǎn)品增加了一種新的CompactLogix5330控制器。該控制器能夠與1769系列CompactI/O模件，不超過(guò)256個(gè)本地I/O測(cè)點(diǎn)，另外還為用戶提供了256kb存儲(chǔ)內(nèi)存。CompactLogix使用了相同的能同時(shí)被ControlLogix、FlexLogix、SoftLogix和RSLogix5000共享的Logix控制引擎。Automationdirect公司為其DL05型微型PLC也提供了個(gè)別新版本產(chǎn)品。D0-05DD-D包含了具備8通道DC輸入和8通道DC輸出的DL05CPU模件，采用了12/24VDC電源供電、具備6kb的存儲(chǔ)器，可利用RLL/RLLPlus進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，還提供了一個(gè)RS-232程序和通信接口。它具有兩種可組態(tài)并獨(dú)立于CW/CCW的脈沖順序輸出或者步序，直接脈沖輸出頻率可以到達(dá)7kHz。此外，D0-05DR-D還提供了6通道繼電器輸出。Siemens公司為其SIMATICS7-200系列產(chǎn)品推出了采用一種新類型CPU的微型PLC系統(tǒng)。新類型CPU為S7-226，該CPU為能夠進(jìn)一步連接到工業(yè)LAN系統(tǒng)或者諸如調(diào)制解調(diào)器、打印機(jī)、條形碼閱讀器等外圍設(shè)備，相應(yīng)增加了點(diǎn)到點(diǎn)接口〔PPI〕或者自由接口〔連續(xù)ASCII〕。來(lái)自于GEFanuc自動(dòng)化公司的一種新產(chǎn)品是VersaMaxCPUE05CPU模件。該模件的特點(diǎn)主要包括與Ethernet等的連接能力、更快的指令執(zhí)行時(shí)間，以及更多的用戶存儲(chǔ)器支持。新增加的功能包括一個(gè)10Base-T連接、全雙工通信接口，通過(guò)利用切換開關(guān)以便消除數(shù)據(jù)碰撞現(xiàn)象，并同步進(jìn)行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)信息；它還提供了64kb用戶可配置存儲(chǔ)器，采用RS-232和RS-485接口進(jìn)行通信連接；具備本地操作員界面；以及可選擇與Ethernet、DeviceNet和Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線連接。Mitsubishi電子自動(dòng)化公司已經(jīng)推出了新一代Q系列PLC系統(tǒng)，程序設(shè)計(jì)采用了基于Windows編程軟件工具。程序通過(guò)USB接口進(jìn)行傳輸。其特點(diǎn)是能夠支持Internet電子郵件、調(diào)制解調(diào)器和10/100Mb/sEthernet；可以連接到DeviceNet、Profibus、CC-Link和NET/10；每個(gè)CPU可以允許有不超過(guò)252個(gè)程序的同步運(yùn)行；另外，它的體積也是非常小的。CTC公司為工業(yè)用戶提供了一套2601自動(dòng)化成套工具，該工具包括增強(qiáng)型2601控制器和基于Windows平臺(tái)的QuickstepSE程序開發(fā)工具軟件包，QuickstepSE是該公司用于2601控制器具有專利的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，尤其能夠滿足需要數(shù)字控制和串行通信的小型應(yīng)用工程的應(yīng)用要求。為2601所編寫的控制程序只要通過(guò)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換就可以運(yùn)行于其他2000系列CTC控制器上。一種新的來(lái)自于IDEC公司的產(chǎn)品是MicroSmartPLC，在該P(yáng)LC的CPU模件上提供了10、16或者24通道的I/O。其特點(diǎn)包括一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的電源供給電路、4通道高速計(jì)數(shù)器、一個(gè)RS-232接口和一個(gè)模擬量分壓計(jì)。具有24通道I/O的CPU模件也能夠與總計(jì)不超過(guò)88通道的I/O模件一起工作。來(lái)自ifm電子技術(shù)公司，并具有一對(duì)AS-I現(xiàn)場(chǎng)總線的主控制器包括兩個(gè)采用IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)編程以及依靠AS-I和RS-485通信的AC1011PLC。AC1011采用了單個(gè)控制器方式，其I/O允許不超過(guò)124通道輸入和124通道輸出；而AC1012那么采用了雙控制器方式，其I/O通道數(shù)量是AC1011的兩倍。此外，許多PLC系統(tǒng)已經(jīng)與操作員面板和其他HMI系統(tǒng)一起使用，在有些情況下，PLC的邏輯處理功能已經(jīng)被直接集成到HMI軟件中。來(lái)自于B&R工業(yè)自動(dòng)化公司的B&RPP21/41高級(jí)操作面板進(jìn)一步結(jié)合了CompactPLC和HMI面板系統(tǒng)，并應(yīng)用于集成低價(jià)格機(jī)械控制