摘要：PLC全稱為可編程控制器，是如今自動(dòng)化領(lǐng)域中使用較為頻繁的設(shè)備。目前，一些工業(yè)企業(yè)，在諸多機(jī)械設(shè)備的電氣控制的選擇方面仍然采用較為傳統(tǒng)的電器控制系統(tǒng)，通過(guò)繼電器觸點(diǎn)通斷的組合實(shí)現(xiàn)自控。但是這類系統(tǒng)往往有線路復(fù)雜，通斷觸點(diǎn)多，以及長(zhǎng)期使用之后導(dǎo)致觸點(diǎn)容易損壞的現(xiàn)象發(fā)生，并且如果單個(gè)繼電器中一對(duì)觸點(diǎn)接觸不良，就有可能使得整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行受到影響。利用PLC取代傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)，不僅能提高生產(chǎn)效率，而且可以加速產(chǎn)品的更新?lián)Q代。

關(guān)鍵詞：PLC；繼電器控制系統(tǒng)；可編程控制器

中圖分類號(hào)：TM571 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）16-0083-02

在傳統(tǒng)設(shè)備的控制系統(tǒng)之中，完成控制任務(wù)通常是把電氣原件鏈接起來(lái)，然后利用繼電器當(dāng)中的線路得以實(shí)現(xiàn)。此等傳統(tǒng)的系統(tǒng)，可稱為“繼電器控制系統(tǒng)”。但伴隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電氣設(shè)備也進(jìn)行著日新月異的更迭，工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的全部設(shè)備皆有深刻的巨大變化。在這些大環(huán)境背景下，PLC（可編程控制器）應(yīng)運(yùn)而生。對(duì)比傳統(tǒng)的繼電器控制，擁有著不可同日而語(yǔ)的優(yōu)勢(shì)。

1 PLC與傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的比較

PLC（可編程控制器）是在傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加以改進(jìn)而發(fā)展出來(lái)的產(chǎn)物，其控制系統(tǒng)主要是由其與用戶輸入及輸出設(shè)備的連接而形成。二者間的區(qū)別可以在六個(gè)方面得到體現(xiàn)。

1.1 控制功能的區(qū)別

采取硬接線的方式，完成控制的功能是傳統(tǒng)繼電器控制功能的內(nèi)涵。但是傳統(tǒng)的繼電器系統(tǒng)往往有線路復(fù)雜，通斷觸點(diǎn)多，功耗大，體積大，以及長(zhǎng)期使用之后導(dǎo)致觸點(diǎn)容易損壞的弊端。而且，對(duì)于繼電器當(dāng)中的觸點(diǎn)有著很大的局限性，一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)繼電器的觸點(diǎn)大至是四對(duì)至八對(duì)，故而在擴(kuò)展性與靈活性上表現(xiàn)得很差。而PLC利用的是其存儲(chǔ)器的邏輯，主要利用軟接線的方式，通過(guò)控制程序來(lái)完成控制功能，故而，只要改變了PLC存儲(chǔ)器之中的程序就能改變控制邏輯。并且，PLC的控制系統(tǒng)中每個(gè)繼電器的觸點(diǎn)數(shù)從理論出發(fā)而言并沒有限制，體積小，功耗小，在擴(kuò)展性與靈活性上比之傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)有著巨大的優(yōu)勢(shì)。

1.2 工作方式

當(dāng)接通電源的時(shí)候，傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)之中的各個(gè)繼電器皆屬于受制約的態(tài)勢(shì)，但PLC則屬于處在一種保持著定期循環(huán)的狀態(tài)，因此PLC的控制系統(tǒng)中的繼電器其受到的制約時(shí)間顯得十分有限。

1.3 限時(shí)區(qū)別

傳統(tǒng)繼電器一般都是利用時(shí)間繼電器的滯后動(dòng)作所進(jìn)行限時(shí)，所以往往定時(shí)精度有所偏差，在受到環(huán)境溫度以及適度的影響背景下，定時(shí)的時(shí)間會(huì)發(fā)生變化。而關(guān)于PLC的則主要采用半導(dǎo)體集成作為定時(shí)器，時(shí)鐘的信號(hào)由時(shí)鐘內(nèi)部的振蕩器負(fù)責(zé)傳輸，故而精準(zhǔn)度十分高，其定時(shí)時(shí)間也不會(huì)受到環(huán)境方面的影響。用戶可以根據(jù)自身所需，在程序之中進(jìn)行定時(shí)值設(shè)置，最后由軟件與硬件計(jì)數(shù)器來(lái)對(duì)時(shí)間定時(shí)控制。

1.4 控制區(qū)別

傳統(tǒng)繼電器主要利用觸點(diǎn)的機(jī)械化運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)其工作意義，繼電器觸點(diǎn)的開啟以及關(guān)閉的時(shí)間常常在不到一百毫秒，工作頻率低，另外其觸點(diǎn)時(shí)常呈現(xiàn)出抖動(dòng)的狀態(tài)。PLC則是通過(guò)程序當(dāng)中的指令對(duì)電路實(shí)施控制，所以，速度常常會(huì)極快。一般情況下，用戶所發(fā)的指令用到的時(shí)間都會(huì)以微秒來(lái)計(jì)算。并且，因?yàn)镻LC內(nèi)部有著非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐焦δ?，所以，絕對(duì)不會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)的狀態(tài)發(fā)生。

1.5 施工和設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)繼電器如若對(duì)一項(xiàng)工程進(jìn)行控制，其施工、邏輯設(shè)計(jì)以及調(diào)試皆必須依次而行，而且它的耗時(shí)極長(zhǎng)，在使用過(guò)程中的修改方面也會(huì)面臨不小的困難。而PLC如若對(duì)一項(xiàng)工程進(jìn)行控制，在設(shè)計(jì)完系統(tǒng)后，控制邏輯的設(shè)計(jì)以及現(xiàn)場(chǎng)施工都可以同時(shí)進(jìn)行，并且在修改與調(diào)試方面都很輕松。

1.6 可靠性與可維護(hù)性

繼電器系統(tǒng)一般都采用了許許多多的觸點(diǎn)，連線十分復(fù)雜，在觸點(diǎn)面臨開啟以及關(guān)閉的時(shí)候，時(shí)常會(huì)被電弧所損害，而且在磨損方面十分嚴(yán)重，使用的時(shí)間短，在可靠性以及可維護(hù)性方面表現(xiàn)得很差。而PLC主要使用的是微電子的技術(shù)，絕大數(shù)的開關(guān)開啟以及關(guān)閉的動(dòng)作都是由沒有觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路完成的，不僅體積小，而且使用的時(shí)間很長(zhǎng)，可靠程度高。因?yàn)镻LC控制系統(tǒng)的內(nèi)部具有自診功能，所以在維護(hù)方面更為便捷。

2 PLC替代繼電器的設(shè)計(jì)方法以及步驟

2.1 系統(tǒng)的了解被控對(duì)象

系統(tǒng)充分地了解被控設(shè)備在機(jī)械功能以及工藝過(guò)程中的狀況，并且研究繼電器的控制原理，掌握它的結(jié)構(gòu)、性能以及工作的基本原理，為最終的程序設(shè)計(jì)和調(diào)試奠定基礎(chǔ)。

2.2 確定PLC輸入點(diǎn)數(shù)

在了解了以上電路原理圖的基礎(chǔ)之上，進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)的輸出負(fù)載以及輸入信號(hào)，出于便捷的考慮，可以將繼電的原理圖，還有輸入期間和輸出器件進(jìn)行分類。在大多數(shù)的情況之下，繼電器的按鈕、線路開啟與關(guān)閉按鈕、行程的開啟與關(guān)閉按鈕、壓力的開啟與關(guān)閉按鈕以及觸點(diǎn)等等皆可以作為PLC的輸入信號(hào)，清楚了這些，再對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行編制并且做成表格，使之能夠清楚PLC控制系統(tǒng)的輸入點(diǎn)數(shù)，畫出連接圖以及輸入點(diǎn)分配。

2.3 確定PLC的輸出點(diǎn)數(shù)

在負(fù)責(zé)控制電路的繼電器執(zhí)行原件當(dāng)中，例如電磁閥以及電磁鐵線圈都是PLC的輸出負(fù)載，其個(gè)數(shù)則為PLC的輸出點(diǎn)數(shù)，進(jìn)行輸出點(diǎn)分配以及畫出連接圖。

2.4 編制PLC梯形圖、寫出相應(yīng)指令表

根據(jù)電路中的輸入點(diǎn)以及輸出點(diǎn)的分配圖，輸入期間與輸出期間的分類列表，列出傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)的梯形圖，并且要寫出梯形圖中相應(yīng)的指令表，以此為PLC最終替代繼電器系統(tǒng)作出最后的步驟總結(jié)。

3 PLC控制系統(tǒng)替代傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的改造中應(yīng)該注意的問(wèn)題

盡管傳統(tǒng)的繼電器控制電路圖與PLC控制系統(tǒng)的梯形圖其結(jié)構(gòu)非常相似，但二者畢竟屬于兩種不同的控制方式，故而在進(jìn)行設(shè)備改造時(shí)還需要注意以下兩點(diǎn)；endprint

3.1 程序翻譯時(shí)要遵循PLC程序的編寫規(guī)則

在傳統(tǒng)的繼電器電路圖中，許多節(jié)點(diǎn)的觸點(diǎn)、電路以及輸出原件的放置是十分隨意的，但是在PLC控制系統(tǒng)的梯形圖中，觸點(diǎn)要在梯形輸出線圈的左邊，而線圈則必須放置右邊；而在傳統(tǒng)的繼電器電路圖中，其觸點(diǎn)既能夠出現(xiàn)在水平線路上，同時(shí)亦可以出現(xiàn)在垂直線路中；觸點(diǎn)在梯形圖中只能顯現(xiàn)在水平線上。在對(duì)梯形圖內(nèi)容進(jìn)行表達(dá)方面，應(yīng)該盡量簡(jiǎn)練，避免或者減少特殊的結(jié)構(gòu)語(yǔ)句，直譯時(shí)需要仔細(xì)分析傳統(tǒng)繼電器的電路圖，在已經(jīng)保障輸入信號(hào)以及輸出原件有所對(duì)應(yīng)的邏輯關(guān)系基礎(chǔ)之上，進(jìn)行局部的調(diào)整，把有并聯(lián)觸點(diǎn)的部分以及串聯(lián)觸點(diǎn)比較多的部分放在程序上方的左邊，把僅有串聯(lián)的觸點(diǎn)放在中間，如此一來(lái)，既可以簡(jiǎn)化程序，也可以加快程序的運(yùn)行速度。

3.2 盡量減少PLC控制系統(tǒng)的輸入與輸出點(diǎn)數(shù)

在價(jià)格方面，PLC控制系統(tǒng)與輸入、輸出點(diǎn)的數(shù)量密切相關(guān)，這就意味著減少點(diǎn)數(shù)便能降低改造的成本。一般而言，每一個(gè)輸入及輸出信號(hào)都需要占據(jù)PLC控制系統(tǒng)的一個(gè)點(diǎn)，但在傳統(tǒng)繼電器的電路圖中，幾個(gè)輸入原件的觸點(diǎn)——串聯(lián)與并聯(lián)電路總是作為整體呈現(xiàn)，故而可以將其作為整體連接至PLC控制的單個(gè)輸入點(diǎn)上。如一些元件的觸點(diǎn)要是在傳統(tǒng)繼電器電路圖中僅僅出現(xiàn)一次且只與某個(gè)輸出端的負(fù)載形成串聯(lián)，那么便可不必將其單獨(dú)作為PLC控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)，可以將它與輸出負(fù)載串聯(lián)之后，連接至PLC的輸出端。傳統(tǒng)繼電器控制電路中，較為簡(jiǎn)單與相對(duì)獨(dú)立的部分，仍然可以繼續(xù)延用繼電器控制，如此也可減少PLC的點(diǎn)數(shù)。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著電氣設(shè)備日新月異的更迭發(fā)展中，PLC控制系統(tǒng)也在不斷成熟，其可靠性與低價(jià)性也尤其突出。事實(shí)證明，PLC控制系統(tǒng)不僅能夠有效地解決傳統(tǒng)繼電器控制方面的不足，其自身的控制效果也明顯優(yōu)于傳統(tǒng)繼

電器。

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作者簡(jiǎn)介：馮罕剛（1957—），男，廣東肇慶人，肇慶市技師學(xué)院教研督導(dǎo)室電工工藝一級(jí)實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師，研究方向：電氣自動(dòng)化。endprint