朱衛(wèi)星 張東慶 田靜敏

（河南豐源智能科技有限責(zé)任公司，河南 安陽(yáng)455000）

0 引言

PLC即可編程序控制器，是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或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。PLC從無(wú)到有，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)控制領(lǐng)域接線邏輯到存儲(chǔ)邏輯的飛躍；其功能從弱到強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進(jìn)步；其應(yīng)用領(lǐng)域從小到大，實(shí)現(xiàn)了單體設(shè)備簡(jiǎn)單控制到勝任運(yùn)動(dòng)控制、過(guò)程控制及集散控制等各種任務(wù)的跨越。

1 PLC的特點(diǎn)

1.1 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)

高可靠性是電器控制設(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。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)出報(bào)警信息。應(yīng)用中，可以編入外圍器件的故障自診斷程序，是系統(tǒng)中所有的電路及設(shè)備均獲得故障自診斷保護(hù)。因此說(shuō)，整個(gè)系統(tǒng)具有較高的可靠性和較強(qiáng)的抗干擾能力。

1.2 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)

PLC可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來(lái)PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中，加上PLC通訊能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。

1.3 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎

PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開(kāi)關(guān)量邏輯功能控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門。

1.4 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造

PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備的外部接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為現(xiàn)實(shí)。

1.5 體積小，重量輕，能耗低

以超小型PLC為例，新近產(chǎn)品的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。因此其很容易裝入器械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。

2 PLC應(yīng)用中應(yīng)注意的問(wèn)題

目前，PLC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)等各行各業(yè)。通過(guò)PLC開(kāi)關(guān)量的邏輯控制，模擬量控制，運(yùn)動(dòng)控制，過(guò)程控制，數(shù)據(jù)處理，通訊及聯(lián)網(wǎng)等功能的應(yīng)用，筆者根據(jù)多年使用經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了一下幾點(diǎn)使用注意事項(xiàng)，與大家共勉。

2.1 PLC的接地

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。PLC的接地線與機(jī)器的接地端相接，接地線的截面積應(yīng)不小于2mm2，接地電阻小于100歐；如果要用擴(kuò)展單元，其接地點(diǎn)應(yīng)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(yīng)給PLC接上專用地線，接地點(diǎn)應(yīng)與動(dòng)力設(shè)備的接地點(diǎn)分開(kāi)；若達(dá)不到這種要求，也必須做到與其他設(shè)備公共接地，禁止與其他設(shè)備串聯(lián)接地。接地點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近PLC。

2.2 冗余系統(tǒng)與熱備用系統(tǒng)

在石油、化工、冶金等行業(yè)的某些系統(tǒng)中，要求控制裝置有極高的可靠性。如果控制系統(tǒng)發(fā)生故障，將會(huì)造成停產(chǎn)、原料大量浪費(fèi)或設(shè)備損壞，給企業(yè)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。但是僅靠提高控制系統(tǒng)硬件的可靠性來(lái)滿足上述要求是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因?yàn)镻LC本身可靠性的提高是有一定限度的。使用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)就能夠比較有效地解決上述問(wèn)題。

1）冗余控制系統(tǒng)。在冗余控制系統(tǒng)中，整個(gè)PLC控制系統(tǒng)由兩套完全相同的系統(tǒng)組成。兩塊CPU模塊使用相同的用戶程序并行工作，其中一塊是主CPU，另一塊是備用CPU；主CPU工作，而備用CPU自動(dòng)投入運(yùn)行。這一切換過(guò)程是由冗余處理單元控制的，切換時(shí)間在13個(gè)掃描周期，I/O系統(tǒng)的切換也由冗余處理單元完成。

2）熱備用系統(tǒng)。在熱備用系統(tǒng)中，兩臺(tái)CPU用通訊接口連接在一起，均處于通電狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，由主CPU通知備用CPU，使備用CPU投入運(yùn)行。這一切換過(guò)程一般不太快，但它的結(jié)構(gòu)比冗余系統(tǒng)簡(jiǎn)單。

3 PLC發(fā)展展望

從技術(shù)上看，計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會(huì)更多的應(yīng)用于PLC的設(shè)計(jì)和制造上，會(huì)有運(yùn)算速度更快、存儲(chǔ)容量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會(huì)進(jìn)一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會(huì)更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機(jī)界面、完備的通訊設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求；從市場(chǎng)上看，各國(guó)各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會(huì)隨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)性的加劇而打破，會(huì)出現(xiàn)少數(shù)品牌壟斷國(guó)際市場(chǎng)的局面，會(huì)出現(xiàn)國(guó)際通用的編程語(yǔ)言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展來(lái)看，PLC會(huì)和其他工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是其技術(shù)的發(fā)展方向。目前的計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)DCS中已有大量PLC應(yīng)用，伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，PLC作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)級(jí)工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。