plc控制范文

导语：如何才能写好一篇plc控制，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：锅炉控制；plc研究；应用

Abstract: in today's all kinds of industrial enterprise of power equipment, remains an important part of the boiler. With the rapid development of modern industry, more and more high to the requirement of energy efficiency, as the primary energy is converted into secondary energy, one of the important equipment of boiler, the control and management with the demand is higher and higher. But in our country, except for some large and medium-sized boiler adopts the advanced control technology, the vast majority of small and medium-sized enterprises (smes) used in boiler, such as ot / 1 h, 2 ot/h boiler, most still use instrument/relay control, or even manual operation, automatic TouRuLv has been is not high, resulting in power plant boiler operation condition is not very stability, combustion efficiency is low, the service-power consumption rate is high, seriously affect the boiler safe and economic operation, how to improve small and medium-sized power plant boiler safe and economic operation level, reduce accidents and improve the efficiency of equipment (system), decrease the rate of coal consumption and auxiliary power, become a problem to be solved. With the constant improvement of the level of economic and science and technology, energy saving and environmental protection have also been on the agenda, more and more get the attention of the people all over the world. Therefore, boiler combustion system of boiler combustion control are also put forward new requirements, therefore on the basis of deep analysis of the original control system of the boiler, aiming at the problem of boiler control system on the application of programmable controller of PLC control system of boiler is put forward to the application. These problems that exist in the current PLC application, to some extent hindered the popularization and application of it, some caused undue economic loss, thus worth of attention. The author, boiler control and PLC application is analysed.

Key words: boiler control; The PLC research; application

中图分类号： TK223 文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

一、可编程序控制器(Programmable logic contoroller)

可编程序控制器(Programmable logic contoroller)，简称PLC，是以微处理器为核心，用于工业控制的计算机，由于PLC广泛采用微机技术，使得PLC不仅具有逻辑控制功能，而且还具有了运算、数据处理和数据传送等功能。目前城市供暖的锅炉在启停和运行的过程中都需要精确的实时控制，大多数锅炉系统的控制还采用继电器逻辑控制。这类系统自动化程序很低，大部分操作还是由手动来完成，只能处理一些开关量问题，无法处理系统的模拟量，即使控制一些开关量，其电气线路复杂，可靠性不高，不便维护，实际锅炉系统控制中每台炉就需要一套继电器控制系统，而采用OMRON CQM 系列可编程控制器设计的控制系统，以较低的成本实现了在20T水炉的系统自动控制，取得了较好的运行效果。

二、控制方案原理

2.1 燃烧过程控制

锅炉燃烧系统是一个多变量输入、多变量输出、大惯性、大滞后且相互影响的一个复杂系统。锅炉燃烧过程自动控制的基本任务是使燃料燃烧所提供的热量适应负荷的需要，同时还要保证锅炉安全经济运行。对于给定出水温度的情况下，需要调节鼓风量与给煤量的比例，使锅炉运行在最佳燃烧状态。

2.2 炉膛负压控制

炉膛负压是保证锅炉安全运行的一个重要参数，同时也是维持锅炉热效率的一个重要量值。在锅炉炉膛内存在一定的负压可以避免炉膛过多的热量随尾气排放，也可以防止锅炉炉膛因正压而向外喷火，因而它保证了锅炉操作人员的安全和环境卫生。负压控制是通过调节锅炉的引风量实现的。负压是由鼓风量和引风量之间的特定关系形成的，鼓风量的大小变化是炉膛负压产生扰动的主要因素。本控制系统通过变频器调速系统调节引风量来控制炉膛负压。同时炉内压力变化是个快速环节，因此在设计负压控制器时，采用前馈PID 控制器。这样，一旦鼓风量发生变化，控制器可以迅速地调整引风机的转速，从而将炉膛负压控制在设定值附近。

2.3 锅炉汽包水位控制系统

汽包水位是影响锅炉安全运行的重要参数，水位过高，会破坏汽水分离装置的正常工作，严重时会导致蒸汽带水增多，增加在管壁上的结垢和影响蒸汽质量。水位过低，则会破坏水循环，引起水冷壁管的破裂，严重时会造成干锅，损坏汽包。所以其值过高过低都可能造成重大事故。在负荷急剧增加时，导致汽包压力下降，使汽包内水的沸点温度下降，水的沸腾突然加剧，形成大量汽泡，而使水位抬高，造成“虚假水位”。汽包水位控制系统，实质上是维持锅炉进出水量平衡的系统。通过调整进水量的多少来达到进出平衡，将汽包水位维持在汽水分离界面最大的汽包中位线附近，以提高锅炉的蒸发效率，保证生产安全。由于锅炉水位系统是一个设有自平衡能力的被控对象，运行中存在虚假水位现象，实际应用中可根据情况采用水位、蒸汽量、给水量三冲量的控制系统。

三、PLC应用技术的特点

1.1可靠性高

工业生产的环境条件是不能保证的，通常是不能和通用计算机所处的环境进行比较的，有些生产环境极为恶劣，因此要求PLC具有较高的抗干扰能力以及可靠性，尤其是能适应恶劣的环境，比如高温、高压以及强电磁干扰等环境，而其正是又要具有可靠性高、抗干扰能力强等特点，在工业生产中才有如此地位。

1.2使用方便

使用方便作为PLC的有一个特点，这主要表现在:第一，操作简单方便，一般其操作主要包括程序输人以及更改操作，多数PLC是通过编程器来实现程序输人和更改操作的。需要对程序进行更改操作的时候，也叫以根据所需安的地址编号、接点号或者是继电器标号进行顺序或者是搜索查找来完成更改;第二，编程简单方便，PLC具有包括梯形图、功能表图、C语言以及功能模块图等在内的多种程序设计语言可以使用;第三，维修简单方便，如果系统出现故障，通过硬件和软件可以完成自诊断，这时维修人员根据故障的提示很容易找到故障的位置，以便于及时出来，这样既省时又省力。

1.3灵活性高

灵活性高作为PLC一个显著的特点主要表现在:第一，编程的灵活性，由于其具有多种编程语言，只需要掌握一种设计语言就可以完成编程;第二，扩展的灵活性，PLC可以根据应用的规模进行扩展，可以通过输人的增加、输出卡件点数的增加以及单元的扩展等来扩大容量和功能;第三，操作灵活，操作的灵活性即就是有效的减少了设计的工作量、安装工作量以及编程工作量，而且操作方便灵活，很容易进行监视和控制。

1.4机电一体化

其是专门为工业控制而设计的，体积小但是功能却很完善，具有较强的抗干扰能力，其集机械、电气、仪表、计算机以及控制于一体，真正实现了机电一体化。

2．PLC应用中需要注意的问题

PLC作为一种可直接用于自动化工业生产控制的设备，虽然其具有较高的可靠性以及较强的抗干扰能力，但是如果生产环境太过恶劣的话，由于受到各种因素的干扰，或者是没有正确的安装，其程序就可能出现错误或者计算错误，这样就无法保证其的正常运行，因此想要从本质上确保其的可靠性，除了其生产厂家要不断提高设备的抗干扰能力和可靠性之外，对其的设计、安装以及维护也要给予高度的重视，只有做好多方面的配合才能真正提高其系统的抗干扰能力，使其具有较高的可靠性。下面将对其在应用中需要注意的问题进行分析。

2.1使用环境

2.1.1温度

根据PLC的使用要求，其的使用环境应该在0℃一550 C的范围之内，在安装的时候注意不要在发热热量大的元器件下面进行安装，要确保其周围具有足够的通风散热面积。

2.1.2震动

不能让PLC接近强烈的震动源，要防止震动频率为十到五百五十赫兹的频繁或者是持续震动，如果必须在存在震动的环境中使用的话，就要采取有效的减震措施，比如采用减震胶等来减少震动。

2.1.3空气

要顶防氯化氢以及硫化氢等有腐蚀或者是易燃的气体，如果在空气中存在的粉尘或者是腐蚀性气体比较多的话，可以在封闭性较好的控制室内进行PLC的安装，以保证其不受到空气中粉尘和腐蚀气体的影响。

2.1.4湿度

根据PLC的使用要求，空气的相对湿度不能超过85 %，就是在没有凝露的情况下使用，否则无法保证其的绝缘性能。

2.1.5电源

通常PLC可以抑制电源线带来的干扰，如果在电源干扰严重或者是可靠性要求相对较高的使用环境中，为了减少设备和地之间的干扰，可以按照一台带屏蔽层的隔离变压器进行改善。

四、PLC锅炉控制系统的功能及应用：

为充分保证炉膛的最佳温度控制在最理想的范围内，对温度控制则采用了串级比例调节的方式。

（1）此控制系统采用锅炉的燃烧系统自动控制和水控制相结合的方法，利用外界负荷的变化来进行自动调节，从而实现鼓风和给煤量的自动化。当风煤的比例达到平衡的最佳状态下锅炉也就实现了经济燃烧。其中包括：蒸汽压力控制、汽包水位控制、给煤量控制、烟气含氧量控制等。

（2）热工及电气的保护功能热工保护及电气保护的功能主要就是对重要参数进行限位，使机泵过负荷、设备故障等声光报警和故障自动处理的功能达到要求。PLC控制系统是根据工艺要求设置的高压力极限、引风机自动跳闸连锁电气保护和汽包低水位热工保护，使之能够在最大程度上保证锅炉的安全生产，也给锅炉操作人员以人身安全的保证。PLC锅炉控制系统应用变频多泵切换技术保证母管水压控制在最佳的范围之内，从而保证了节电运行的顺利进行。热工保护指的是蒸汽压力的保护程度高、汽包水位的保护程度低，电力保护指引风机会连锁跳闸、给水泵会自动跳闸报警。

（3）快捷的操作系统、强大的显示功能PLC的应用为保证控制台的集中操作以及提供安全方便快捷的操作方法的设置提供及时有效的运行、快速的报警显示。这个保护系统高度的完善性和强大的锁定性防止了操作过程中可能出现的失误。

（4）PLC的运用使锅炉实现半自动点火、停炉的自动化。

（5）PLC的运用使之达到了参数在线工人设置的标准。

（6）PLC的运用使之能够脱离上位机的独立运行，为其自动化的实现提供了不可忽视的重要作用。

（7）监控功能：该系统在运行的过程中，通过对上机位的分析和判断，实现对现场温度/流量、烟气含氧量等的模拟动态显示。使系统和现场仪表、电气设备的结合达到闭环调节和连锁控制的目标。

（8）密码功能：为了防止随意改动参数造成锅炉操作误动作的发生，PLC系统为之配备了操作员的独立密码，操作员可以通过这个唯一的标识符和口令进入从而修改参数。

五、控制系统的安全措施

(1) 通讯网络冗余

为保障系统运行的可靠,计算机测控通讯网采用双冗余光纤环网,当一条网络线出现故障时不会影响系统正常工作。

(2) PLC冗余

比如，2套SIEMENS S7-300 PLC实现冗余控制,每套SIEMENS S7-300 PLC都由相同的模块组成S7-300 PLC 实现了冗余配置。输入信号通过信号端子同时进入PLC的输入模块, 经过CPU运算处理后,运算结果送到对应的输出模块,两块输出模块的输出同时接到一个输出端子上。主控的PLC 输出结果起控制作用,另一个PLC 的输出结果则处于等待状态, 只有主控PLC在故障状态时,另一个输出信号才起控制作用。

(3) 电源冗余

以西门子S7-300 系列PLC 为例，它的各模块采用DC24V供电方式。现场提供两路独立的AC220V 电源，分别给两个西门子SITOP 电源(20A)输入端供电。两个SITOP电源输出端经二级管隔离后并联到一起,共同给系统提供 DC24V电源。这样当任何一路交流电掉电或任一个SITOP电源损坏时,不影响系统的持续供电,从而实现系统的电源冗余。

结束语

PLC技术具有很多的优点，在工业生产中得到了越来越广泛的应用，而其系统的干扰是非常复杂的，在设计中要做好抗干扰，同时要采用有效的方法来对干扰进行控制，使其具有更高的可靠性，使其在工业控制领域的作用在最大限度生得以发挥。所以，PLC锅炉控制系统的完成使用带来了巨大的经济效益和社会效益，受到了广大人民的青睐。采用PLC系统功能完善，先进合理的结构，扩展灵活便于维护，而且具有很高的可靠性使之得到了更为广阔的前景。

参考文献：

[1]SIMATIC S7-300 可编程控制器硬件和安装手册．

[2] 朱传标. 工业锅炉技术基础. 上海远东出版社，1996.12

[3] SIMATIC WinCC组态手册[M]. Siemens Co.LTD.

[4] SIMATIC S7-300可编程控制器硬件和安装手册[M]. Siemens Co.LTD.

[5]孙欣.PLC在锅炉控制系统中的应用[J].仪器仪表标准化与计量,2006(02).

[6]孙欣.PLC在锅炉控制系统中的应用[J].节能与环保,2006(09).

[7]姚会民. PLC 应用及使用中应注意的问题[J].当代农机,2008(11)

[8]张华平.PLC应用技术及应用中注意问题[J].城市建设理论研究(电子版)，2011 (23) .

[9]姚成，黄国方，周劲亮，金杰，陆洪洋.软PLC技术应用于智能保护测控装置的实现方案[J].电力系统自动化，2010 (23).

[10]褚凡，王占楼，张蕾，陈永宽.PLC技术在北洛河铁矿选矿厂的应用[J].金属矿山，2007 (7) .

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关键词：三层电梯；PLC控制；高层建筑

随着科技的不断进步，城市化进程的不断加快，高层建筑业越来越多地出现在人们的身边，电梯就成了快速通往高层建筑的一种便捷交通工具。随着PLC在电梯中的运用，大大提高了电梯的可靠性、可维护性和灵活性，并延长了电梯的使用寿命，缩短了电梯的开发时间。

一、PLC控制概述

1.PLC的基本结构

电梯PLC控制系统分两个方面：逻辑控制系统和拖动控制系统。基本结构可见图1。逻辑控制系统有轿内指令与厅外召唤的登记和消号、定向选层、顺向截梯、换速、平层、开关门运行等程序控制的功能，并通过PLC软件来实现；拖动控制系统是将电梯当前工作状态的反馈信号直接发送给PLC，由PLC向拖动系统发出速度切换、起动、平层等控制信号。由于PLC控制技术的使用，目前电梯的拖动方式已由原来的直流调速过渡到了交流调速，大大促进了现代电梯行业的发展。

图1 PLC的基本结构图

2.PLC的特点

我国电梯控制系统主要有三种方式：继电器控制系统、微机控制系统和PLC控制系统。PLC是一种专门用于工业环境设计的通用控制装置，是工业自动化技术的支柱之一，它能完成大型的、复杂的控制任务，在工业自动控制领域占有十分重要的地位。PLC的体积小、重量轻、可靠性高、通用性强、成本低，能有效缩短制造控制屏的时间，是实现电梯自动控制的一种十分理想的设备。

二、三层电梯的PLC控制设计

由于电梯不是单一的工作循环，所以需要设计一个逻辑系统来确定电梯的上行或下行。当目的地位置在电梯当前之下时，电梯下行，反之，当目的地的位置在电梯当前位置之上时，电梯上行。在此过程中，还需要建立一个判别系统，来对电梯的工作方式和运行状态作出正确的判断。当电梯在无司机操纵的状态下工作时，在召唤或选层信号登记后，电梯自动到达目的地。同时，电梯在此运行过程中，电梯只答应顺方向的信号，而不答应来自逆向的召唤和选层信号。在检修电梯时，电梯智能减速，缓慢行驶，保证检修人员和周围人的安全。

1.PLC的选型、硬件系统的配置及I/O点数计算

根据I/O点数和输入、输出类型，对I/O点数要保留一定的余量。选用目前通用的西门子315-2DP可编程控制器（总共80个输出、输入点）。西门子315-2DP可编程控制器的硬件系统配置符合三层电梯的设计要求，同时出于安全设计需要，控制部分保留安全回路继电器（急停继电器）和门锁继电器。对3层/3站集选电梯，根据输入信号及输出信号的数量，经过粗略计算，输入点数为21点，输出点数为21点，输入、输出信号都是数字量，输出电压220VAC，110VDC，24VDC。

2.设计I/O地址分配及接线图

综合分析所选用的输入、输出点数分配情况及计算I/O点数实际情况，画出I/O地址分配及接线图。控制系统核心为PLC主机，通过PLC输入接口将信号送入PLC，按PLC存储器中存储的程序进行运算处理，然后经输出接口分别向指层器、召唤指示灯、驱动系统等发出显示信号及控制信号。

3.PLC控制系统输入输出形式的选用及输入输出内容

输入的形式：1NH-DC24，直流24V输入，电源由机内供给，输入信号有效。

输出的形式：OUT-R继电器接点输出，容量AC220V，2A。

输入继电器：自动，司机，检修，开、关门上下行，门关严，门卡滞，上下平层，快车上下限位，选层，召唤，层站信号等。

输出继电器：S、X、K、M减速接触器，开关门及楼层指示系统，按钮指示系统等。

4.程序设计思路

PLC控制系统由开关门系统、上下门系统（包括上下行逻辑判断和上下行运动）、选层系统、快速运行系统、层楼感应信号、缓速系统、平层系统、指示系统系统组成。

根据PLC控制系统的组成，可设计一个只有三层的电梯模型，电梯的每一层面均有升降及轿厢所在楼层的指示灯显示。1-3所对应的指示灯表示楼层信号，每一层的楼厅均有输入（分上行和下行）按钮召唤电梯，要求设计的电梯具有自动定向、顺向截车、反向保号、外呼记忆、自动开/关门、停梯消号及自动达层等功能。工作中的电梯通过对各种呼梯信号和当时的运行状态进行综合分析后，再确定下一个工作状态。例如，当电梯启动后，轿厢在一楼，若一楼有呼梯信号，则开门；当有呼梯信号的楼层高于电梯当前楼层时，电梯则上升，反之，当有呼梯信号的楼层低于当前楼层时，则下降；当电梯运行时只响应顺向呼梯信号，与运行中的电梯相反的呼梯信号则不予反应。

三、PLC控制的运用

1.三层电梯的PLC控制

三层电梯系统控制的电路主要由PLC、各种按钮、显示器及电动机启停开关组成。具体的控制电路接线图如图2所示。

图2 三层电梯的控制线路图

从图2三层电梯的控制线路图中，可以看出PLC控制在整个电梯的运营中所占据的重要位置。PLC控制系统主要有双速电梯系统和变压变频调速系统，而变压变频调速系统通过改变电机供电的电压和频率，调节电梯速度，可以使人们在乘坐电梯时，获得更好的乘坐舒适感，同时它平层精度高，并有显著的节能效果，保障了电梯的可靠性，成功地解决了电梯运行的舒适感问题。

2.三层电梯的PLC调试及运行

电梯控制系统的调试目的是通过实验调试，对所编写的控制程序梯形图进行检验和反复修改，以实现本设计中三层电梯PLC控制系统的功能。对电梯中的PLC控制系统进行调试，能及时地反映出在三层电梯的PLC控制系统中出现的问题，并针对所出现的问题进行有目的的修改，使电梯在运行的过程中更能适应环境的要求和变化。其次是通过实践操作，经过三层电梯控制系统的接线、调试和操作过程，加强对电梯PLC控制系统的了解，也能更深刻地对整个设计中所需要的知识进行理解，更为以后的电梯设计工作打下良好的基础。

在日常的生活和工作中，电梯得到了越来越广泛的应用，尤其是在高层建筑中，电梯已成为城市物质发展的一种标志。PLC控制系统的运算准确性强、维修方便、抗干扰强、系统稳定、调试周期短，成为当前电梯控制系统中使用最多的控制方式，PLC控制系统的运用为电梯的发展做出了卓越的贡献。同时，电梯性能的好坏也越来越影响着人们的生活，应努力提高电梯系统的性能，保证电梯运行的安全、节能、可靠。

参考文献：

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【关键词】PLC；控制系统；设计；流程

一、前言

PLC，即可编程逻辑控制器，它具有编程功能，当需要改变被控制的工艺时，只需要修改一下原来的程序即可，因而在工业生产中应用十分广泛。目前，PLC已经广泛应用于各种机械加工和生产控制中，在煤矿开采、机械制造、石化工业等众多行业中，PLC都发挥着重要的作用。既然PLC应用如此广泛，那么，对于技术人员来讲，掌握PLC控制系统的设计方法就显得尤为重要。下面，本文就对PLC控制系统的设计进行一点浅显地探讨。

二、PLC控制系统设计的基本内容

1、拟定控制系统设计的技术条件。设计PLC控制系统，首先要拟定控制系统的技术条件，它是整个设计的依据。2、根据需要控制的对象，以及对控制的要求，选择合适的输入设备，常见的输入设备有限位开关、按钮等。3、PLC的选择。PLC是控制系统的核心部件，选择时要根据控制的要求，选择既能满足要求，又能尽量节省开支的PLC，即根据需求“量体裁衣”。4、编制PLC的I/O分配表，绘制输入I/O端子接线图。5、编写软件规格说明书，然后再用相应的编程语言，如梯形图等，进行程序设计。6、设计操作台、电气柜及非标准电器部件。

设计PLC控制系统的设计流程如图1所示。

三、PLC的选择

目前，PLC已经广泛应用于很多行业，人们根据每个行业的特点，研制了很多不同类型的PLC，以满足不同行业的需求。在控制系统设计中，要根据控制要求，选择最适合本系统的PLC。下面具体介绍如何进行选择。

1、机型的选择

PLC的机型很多，功能各异，在实际选择中，应该从以下几个方面进行考虑。

（1）机型统一

同一家企业需要多台PLC时，应尽量选择同一机型。这样做的好处有以下几点；①便于备品和配件等的管理和采购；②同一种类型的PLC，其编程方法相同，员工只需掌握一种编程方法即可以使用所有的PLC；③有利于资源共享，可以用计算机把多台PLC联系起来。

（2）结构和功能方面

在结构的选择方面，如果所适用的场合生产工艺相对较为固定，且环境条件较好的话，宜用整体式结构的PLC，而如果生产工艺经常变化，且环境又比较恶劣的话，则应尽量选用模块式结构。

在功能选择方面，应以实用为主，如果需要控制的工程项目比较简单，就不要选择功能多、价格贵的高档机，只需要选择具备一些基本功能的低档机就足够了。只有在控制要求比复杂，低档机无法满足控制要求时，才选用高档机。

（3）离线编程和在线编程的选择

PLC的一个显著的优点是具有编程功能，当我们需要被控制的工艺改变时，只需要修改一下原来的程序即可，因而给生产带来了极大的方便。目前，根据在编程时CPU是否还能起到对工艺的控制作用，PLC的编程有离线编程和在线编程之分。前者是指当对PLC进行编程时，其CPU将停止控制作用，后者则是指在编程时，CPU仍能对现场起到控制作用。很明显，在线编程比离线编程更为先进，但是这种类型的PLC结构复杂，价格昂贵。

2、I/O接口模块的选择

PLC要控制工业生产过程，必须有I/O接口模块才行，因此，I/O 接口模块的选择是PLC控制系统设计的重要部分。PLC的I/O接口模块很多，最主要的模块有模拟量输入模块、模拟量输出模块、开关量输入模块、开关量输出模块，等等，下面对其选择进行具体探讨。

（1）确定I/O点数 在确定I/O点数时，应在控制系统要求的最大点数的基础上再留出一定的余量，这样的话，以后需要的时候还可以适当增加控制功能。另外，确定I/O点数点数时还应注意，对于同一个控制对象，如果采用的控制方法不同或编程水平不同，其I/O点数不同。

（2）开关量I/O 开关量I/O接口可从传感器和开关（如按钮、限位开关等）及控制设备（如指示灯、报警器、电动机启动器等）接收信号。典型的交流输入/输出信号为24～240V，直流输入/输出信号为5～240V。尽管输入电路因制造厂家不同而不同，但有些特性是相同的，如用于消除错误信号的抖动电路等。

（3）模拟量I/O 模拟量输入/输出接口一般用来感知传感器产生的信号。这些接口可用于测量流量、温度和压力，并可用于控制电压或电流输出设备。这些接口的典型量程为-10～+10V、0～+11V、4～20mA 或10～50mA。一些制造厂家在PLC上设计有特殊模拟接口，因而可接收低电平信号，如RTD、热电偶等。一般来说，这类接口模块可用于接收同一模块上不同类型的热电偶或RTD混合信号。

四、编程方法

编制PLC控制程序的方法很多，这里主要介绍几种典型的编程方法。

1、图解法编程

图解法是靠画图进行PLC程序设计。常见的主要有逻辑流程图法和梯形图法，下面分别予以介绍。

（1）逻辑流程图法：逻辑流程图法是把系统的工艺流程，用逻辑框图表示出来形成系统的逻辑流程图。用该法编程，逻辑思路清晰、输入与输出的因果关系及联锁条件明确，因此用该法编制的程序故障查找、调试和维修都很方便。

（2）梯形图法：该法模仿继电器控制系统的编程方法，用梯形图语言去编制PLC程序。由于该法是通过模仿继电器控制系统的编程方法来编程的，因此其图形跟继电器控制电路很相似，元件名称也与继电器控制电路相似。对于熟悉继电器控制的人来说，只要把原继电器控制电路移植到梯形图语言中，再稍作修改，就完成了编程过程。

2、借鉴其他程序进行编程

该法是先找一些与自己需要控制的工艺比较接近的程序，这些程序可能是来自自己以前的编程，也可能是他人在其他项目控制时编写的程序。编程时，在这些程序的基础上进行修改，使其控制的工艺与自己的要求相符合。

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【关键词】plc；船闸控制；水量控制

一、引言

plc在船闸控制系统中存在很多技术上的设计，在这些复杂的数据中船闸参数必须时刻受到关注，它包括船闸内的气体压力容量、蒸汽所产生的压强、排水时产生的温度变化、排水水量。除此之外还要时刻关注船闸的电压状况，测算出因水量释放出的噪音对周边的影响。有一项指标必须得到大家的重视，在船闸内水量体积越大的情况下，越容易发生不完全倒灌的现象，这个现象十分危险，它会将不完全排除的水量连带新加入的水流一起对船只造成很大的影响。因此要在排水口做到全天候的监控是很有必要的。

二、plc控制的相关概念和特点

plc在船闸控制系统中有很多的元件，在运转过程中需要很大的能量供应，这些能量都来自动力燃料的燃烧。在系统中，有许多的关键部件，包括安全阀门、变频器和通气窗口。安全阀门的作用是：水流进入气缸中，系统维持气体值的平衡，在排水后，始终保证压力的平稳，一旦出现压力值过大时，安全气门会自动打开调节气体的含量，以保持内部的稳定。变频器是用来调节水量高低的构件，这个构件的在整个系统中占了重要的地位，它能调配很多其他元件的工作，改善船闸的内部环境，调节系统的输入和输出的频率，有效的控制水量进入容器的数量，保证了流量控制的质量。通气窗口顾名思义是用来排气的构件，它在整个系统的最后一个环节，也是一项很重要的程序。它的主要工作是对压力差进行技术性处理，船只的安全和这项指标也是有密切的关系的。

plc控制就是可编程控制器，它是由输入单元和输出单元组成的编程模拟器。

plc控制的作用是通过闸门中的水流量值通过数据传输到控制仪表上面，系统的终端通过改变变频器和安全阀门的方式对整个系统进行控制，仪表盘显示的数据可以在很快的时间之内处理，想比传统的技术能力有了很大的提升。同时，它在操作上也有着很大的方便性，操作盘上的功能键可以采用自定义的方式，能够做到及时的接收数据，及时的更改数据参数。在发生突发状况下，它还能起到报警的作用。

三、plc控制在煤矿锅炉系统

plc控制是基于C语言模式下制定的程序设计方法，我们将模型划分成很多块，每块都有自己不同的作用，相互之间也是紧密的联系在一起的，包括气体的输送、系统数据自动清零、程序自动点火、数据采集并传输到数据终端、故障报警以及生产完成系统自测等相关功能。其中最为突出强调的就是安全预警系统，当系统中的数值不符合设计中的数值，或者元件出现了机械故障，控制系统就会自动报警，并且会启动自测程序，完成对整个系统的自我保护。在操作系统的仪表盘上，时刻显示出船闸内水压的实时情况，这可以很好的控制水流速度，提高码头和水厂的水量控制的使用率，从根本上解决了水流倒灌对船舶带来的不利影响。变频器处于系统的核心地位，控制整个系统的工作，完成操作人员对整套系统的实时操作。

我们从变频器联接图中可以看到，整个体系是由电路组成的，控制系统其实就是线路上的终端，电路的顺畅运行就是操作的必要条件。在控制电路中一般是由电源开关、控制按键、信号指示灯、电源联接器、高压电机组成。但是不管什么样的电路，是复杂还是简单，原理都是大体相同的，这些联接方式都已经形成了定式，如延时电路、联锁电路、顺控电路等。简单的电路就是通过一些简单的联接起到控制的作用，但是在复杂的电路中，就没有想象的那么简单，但是目的也就只有一个，就是起到控制的作用，只是在操控上存在复杂的线路布置。

四、浅析系统中plc控制的给水系统

在船闸内部，水流到达一定的高度时，必须通过降水的方式使得船闸内的压力值趋于稳定的状态。因此要时刻保持船闸内的水量恒定。plc控制就能很好的掌控水量的多少。不至于出现船闸内的水位处于明显的不足状态下，整个水面上的船只处于触底的危险。也不会因为闸门内的水位太高，所导致的压力过大的不良情况发生。

plc控制可以监控水量的高低和压力的大小。当船闸内的水位过高使得压力过大，系统会自动打开安全阀门，将过多的压力释放掉，或者是把闸门的管道口打开，将内部的水降到合适的高度。在闸门内水位不足时，接水管道会在仪表盘的指引下不断的进水，避免了船只处于触底的危险带来的巨大危害。加水过程中还有一个设备就是水泵，在控制器的调控下，水泵会自动加水，我们常常会选用缓慢加水的方式，原因是迅速的打开闸门会使得水量迅速增长，这样会导致能源的大量浪费，闸门受到了大水量的冲击，极易造成闸门的破损，也起不到很好的注水作用，所以我们选择缓慢添加的方法，也能够在很短的时间内作出停止加水的操作控制。

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【关键词】PLC；伺服电机；定位控制

0.引言

在工业自动化的生产及加工过程中，通常要准确定位控制机械设备的移动距离或生产工件的尺寸。在定位控制中，关键便是实现对伺服电机的控制。由于PLC体积小，可靠性高，抗干扰能力强，是一种专门应用于工业的控制计算机，因而其能有效实现机电一体化的控制。PLC的有效运用，给工业带来了巨大的经济效益的同时，也为工业技术的发展奠定了良好的基础。

1.PLC旋转编码器及高速计数器指令控制三相交流异步伺服电机实现定位控制

1.1 控制系统的工作原理

PLC的旋转编码器与高速计数器的联合运用能有效进行长度测量和精确定位控制，其中，高速计数器在不增加特殊功能单元的情况下，就能准确计算出小于PLC主机扫描周期脉宽的高速脉冲，而PLC的旋转编码器则可以将电机轴上的角位移有效转换成脉冲值。在此种控制系统中，其原理为利用光电旋转编码器将电机角位移转换成脉冲值后，高速计数器将编码器发出的脉冲个数进行统计，进而达到定位控制的目的[1]。

1.2 控制系统的设计方案

本文以定位电机传输带的控制设计为例。假设传输带现要将货物运送到距离为20cm的终点，且货物到达终点后，电机停止工作。在此系统中，硬件设施主要包括PLC、三相交流异步伺服电机、光电旋转编码器以及变频器等，其工作原理是将光电旋转编码器的机械轴连接由三相交流异步伺服电机拖动的传动辊，通传动辊的转动，带动机械轴转动，从而将脉冲信号输出，并利用PLC的高速计数器指令计数产生的脉冲个数，此时，如果计数器的值与预置值相等时，电动机便由变频器控制停止工作，进而准确定位控制传输带的运行距离。在此控制系统中，传输带运行20cm过程中，光电编码器产生的脉冲个数即为高速计数器的预置值，脉冲个数与传动辊直径、光电编码器的每转脉冲数以及传输带的运行距离等均有着直接关系。其中，脉冲数的计算公式为：脉冲数=[（传动辊直径×π÷（脉冲数/转）] ×传送带运行距离。

2.PLC高速脉冲指令控制步进伺服电机实现定位控制

2.1 控制系统的工作原理

步进伺服电机由于成本低廉、控制简便、定位精度高以及无累积误差等，因而广泛应用于工业控制中的精确定位场合中。步进电机在工业生产中多与丝杆等机械进行连接，从而实现旋转运动向工作台面的直线运动的转变。其中，控制控制步进电机的角位移大小和转速便可定位控制工作台面的移动距离。

PLC高速脉冲指令控制步进伺服电机实现定位控制的本质为PLC通过高速脉冲输出指令PTO/PWM进行高速脉冲信号的输出，再通过步进伺服电机的脉冲细分驱动器对步进电机的运行进行有效控制，进而将工作台移动到指定的工作位置，完成定位工作。在该控制系统中， 设定PLC产生的脉冲数为定位工作的关键，其中，脉冲数值受到脉冲当量、步进电机驱动器的细分数、传动速比以及脉冲频率等参数的直接影响[2]。

2.2 控制系统的设计方案

本文以定位控制货物仓储系统中的直线导轨的设计为例。假设在仓储系统中，步进电机需将材料以直线导轨的拖动形式拖至距离为200mm的目的地。为了进行准确的定位，该系统采用的设备有型号为CPU226的PLC、混合式的步进伺服电机以及步进电机驱动器等。其中，采用的PLC的CPU包含Q0.0端子和Q0.1端子两个脉冲发生器，且均可输出脉冲频率高达20kHz的PTO/PWM高速脉冲信。系统根据控制要求需采用高速脉冲串输出PTO功能。PTO功能可以满足多个脉冲串进行排队输出，从而形成单段和多段两种流水线。

在此定位控制系统中，需将步进电机细分驱动器的脉冲细分数设定为4，驱动步距角为0.9度/1.8度，从而实现电机低频振荡的消除和分辨率的有效提高。步进电机的运行为了满足定位精度及速度的要求，需经历启动加速、恒速运行以及接近定位点时的减速运行这三个过程。此外，为了保障电机及驱动设备的有效运行，驱动脉冲频率也必须进行线性增大，因而此定位控制系统采用多管线的操作方式来实现步进电机运行过程的控制。

2.3 控制系统的注意事项

（1）严格选择PLC的类型。在选择PLC时，需满足以下两点要求：一是其输出形式必须为可以输出高速脉冲的晶体管形式，二是输出的脉冲频率大小必须满足系统控制的要求。

（2）仔细选择步进电机的脉冲细分驱动器以及严格设置其参数。

（3）在选择步进电机时，首先要考虑其类型的选择，在根据系统要求的基础上，对步进电机的电流值、电压值及使用螺栓机构等定位装置的确定，从而确定其拍数和相数。其次便是综合考虑速比、额定转矩、负载转矩、轴向力以及运行频率等，通过对步进电机规格及控制装置的确定从而选择合适的步进电机品种[3]。

（4）严格计算脉冲当量。

3.结语

综上可知，随着我国各项技术的不断进步，主要运用于数据处理与网络通信的PLC技术已经取得了较快的发展。PLC、旋转编码器以及伺服电机等组成的定位控制系统由于具备结构简单、易于实现且高性价比等一系列优点，因而在工业生产及军事领域得到了广泛地应用，并为其以后的长远发展提供更好的技术支持。

参考文献

[1]蒋景强.伺服电机控制技术的发展应用[J].中国高新技术企业，2012（20）：158-160.

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[关键词]PLC；液压控制系统；编程；

中图分类号：TV664.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0308-01

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

[1] 何衍庆，可编程控制器原理及应用技巧，化学工业出版社1998.

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关键词：电梯控制系统； PLC； 继电器设计； 微型计算机设计

自我国改革开放之后，经济与科学技术的发展，为人们的生活提供了很大的便利。由于城市用地的紧张，各类高层建筑拔地而起，作为唯一的运输设备，电梯已经成为人们长久依赖的出行工具。电梯不仅提升了建筑空间的利用效率，还方便了广大住户的出行。但是，传统的电梯布线程序复杂，经常会引发故障，由于其体积过大，导致修复困难，无法确保电梯安全、顺利运行。因此，电梯系统的设计问题已经成为建筑行业亟待研究、解决的问题。

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。

参考文献：

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关键词：可靠性能分析；PLC控制系统；方法

可编程控制器由于抗干扰性强，编程灵活、简易，可靠程度高，在现代的工业控制领域得到越来越广泛的应用和推广。伴随电子技术的新时展，PLC仍在工业自动化控制领域内作为具有引导性的标志技术，因其在设计之初，即采用类同计算机同样的设计理念和思路，这样为其后期的研发、功能的扩展、广泛的适用性都奠定了坚实的基础，更能使之成为工业技术控制现场应用的多面手。

一、PLC的独特性

（一）高可靠性。因为在实际生产使用中，工业环境对比设计情况更加复杂和多样性，标准高、要求严、极端条件等诸多因素都应在设计之初考虑在内，这样，就对PLC的抗干扰能力提出了更高的标准，使其能够适应更为极端的环境，在高温、低温、高压、强电池干扰等环境下，保证稳定正常的工作。（二）可操行强。普遍应用的PLC都采用编程器存储编制好的程序。通过利用编程器，将调试运行好的程序写入PLC中，就能完成新程序的更新。在更改程序时候，也相当的便捷、只要直接根据所需地址编号对应的继电器编号或者接点号采取搜索或者是按照顺序寻找对应的程序，进行有针对性的修改，就能完成所需的操作。PLC为我们提供了梯形图、功能表图等等种类可以选择应用的序控制设计类语言，方便程序设计者使用。当系统程序发生故障或运行出现问题的时候，维修员可以参照故障信号灯的指示或者是依据故障代码在编程器和CRT上的显示，从大量的程序代码中快速的找寻到出现故障的位置，大大节省了排除故障和修复时间。（三）灵活性高。PLC的灵活性表现在三个方面：一是编程灵活性，二是扩展灵活性，三是操作灵活性。

二、保证PLC控制系统可靠的主要因素

PLC控制系统可靠的运行，关乎到整个生产过程的顺利进行、安全和高效，硬件、软件或者外围配套设备等诸多因素，只要是一环节出问题了问题，都会影响到PLC的正常使用，迫使生产停产。虽然现代工业可编程控制器和控制机本身，都具有了较高的可靠性，可以保证生产的连贯性。例如操作员，给PLC设定的开关量信号信息因某些情况出现了偏差或者实际与设计数值偏差较大，模拟信号在采集过程中掺入 了干扰数据，PLC输出端所接驳的某个控制执行机构没有能够按照要求的动作去执行等等，这些操作，都有可能导致控制过程出现失误，造成经济损失。

(一)输入给PLC信号出错的主要有两点原因：一个是信号点抖动。现场的触点虽然只是进行了闭合一次的操作，但是PLC却认为已经进行了闭合多次。尽管都在软件部分增加了微分指令，硬件部分增加了滤波电路，但由于扫描周期短，仍可能在累加、计数等指令中出现不必要的错误。二是传输信号线断路或短路。当传输信号线出现了突发故障时，现场的信号就无法有效地传送给PLC，从而造成控制出错。

(二)执行机构出错的主要有以下三点原因：一是控制负载的接触不能发生可靠的动作。尽管，有些时候PLC已经发出了有效地动作指令，但是在执行机构却没有完全按照要求动作去执行。二是各个电磁阀、电动阀开、关没能按着设计时序及时开合。因执行机构在控制过程中，没有按照PLC的控制要求完成相应有效的设定动作，造成自动化程序系统相应环节控制不连贯，导致无法正常有效工作，严重影响了整个系统的可靠性，影响了工作效率和质量。三是控制变频器发生了问题。当变频器本身，在一些因素的影响下出现问题，使得连接变频器的电机不能按照给定的频率要求进行设定好的操作。

三、提高PLC控制系统可靠性的方法

（一）高度重视安装流程提高PLC控制系统可靠性是一项常期、持续工作。一是要严格在施工和安装过程把关，这样能够大大地减少出现投产故障率。二是要提高检修质量，更加注重在技改和系统改造升级过程中的信息留存。如若不然，在若干年后，因大量的改造和升级变更，使得线路发生大量的变化与更改，信号缺失和程序更替，这些情况的变化，如果没有详细的信息留存和登记相伴随，继任负责人将面对巨大的人为困难，导致工作量的剧增和稳定性连续性的下降。

(二)输入信号可靠性的探讨。为确保读入的PLC现场信号的可靠性，我们可以利用信号之间的关联和现有的控制系统自身特点来进行判断信号的可靠性。如：极限的保护方法。在开、关动作发生给PLC传送相应的信号，如果这个信号在设计的极限值之内，即为有效信号，加以执行处理。一旦发生故障，可以通过报警系统及时通知操作人员进行处理。为了能够确保输送到PLC信号可靠，要求我们选择经过大量测试和实际工作中检验可靠的开关和变送器。为了防止因不确定因素而引起的可靠性下降，要求我们在布设信号传送线路时也要保证高度的稳定、拒绝出现任何的接触不良问题发生。同时要在编译程序设计的过程中，针对数字滤波程序段的编写，提出更高的要求，设定高标准的信号输入门槛，争取拦截更多的干扰源，保证输入到PLC中的数据纯洁，保证信号具有高可信性。

（三）加强科学系统的维护与管理。要保证PLC控制系统的高可靠性，后期的维护管理工作显得更为重要和必须。需要注意的主要设备部位包括：为整个系统提供电力的供电，内外部的环境、安装布设情况、中央处理单元(CPU)、信号模板(SM)及输人、输出相关的继电器等外围设备等。

四、结束语

有效提高PLC控制系统的可靠性的办法不少，针对不同可编程控制器，大致的略有不同；在实际生产维护管理工作中，善于发现问题、总结积累现场经验，通盘考虑各个对PLC的各种不利因素，采取相应的措施加以解决，即可保证高可靠性与安全性，提高效率节省管护费用。

参考文献：

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可编程控制器(PLC)是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术的发展基础上开发出来的,现已广泛应用于工业控制的各个领域。它以微处理器为核心,用编写的程序进行逻辑控制、定时、计数和算术运算等,并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。

1概述

1.1 1PLC控制介绍

可编程控制器(PLC)是一种新型的通用控制装置,它将传统的继电器控制技术、计算机控制技术和通信技术融为一体、专为工业控制而设计,具有功能强、通用、灵活、可靠性强、环境适应性好、编程简单、使用方便、体积小、重量轻、功耗低等优点。近年来,随着可编程控制器的日渐成熟,越来越多的设备控制都采用PLC控制器来代替传统的继电器控制,并取得了很好的经济效益。可编程控制器与继电器的控制电路相比具有非常大的优势。传统的保护主要是分离仪表,可靠性差,集成度低,费用高,不易维护,不易监视,已不能适应当前的要求。而PLC系统的功能极其广泛,其应用程序的功能包括信息采集、设备控制、故障报警、连锁保护以及数据处理和信息传输等。既可以实现人机对话,又能实现操作无人看守,因此,PLC是一种智能程度极高的控制系统。

PLC控制系统由以下部分组成:变频器、可编程控制器、电抗器、压力变送器、震荡传感器、接触器、空气开关、电缆、电流表、电压表、按钮、互感器等。PLC由触摸屏、电源、CPU、模拟量输出模块、开关量输入输出模块等组成。其中,采用PLC来实现电气部分的控制。包括五部分:启动、运行、停止、切换、报警及故障自诊断。

1.2 变频调整系统设计

实际的生产过程中离不开电力传动。生产机械通过电动机的拖动来进行预定的生产方式。20世纪50年代前,电动机运行的基本方式是转速不变的定速拖动。对于控制精度要求不高以及无调速要求的许多场合,定速拖动基本能够满足生产要求。随着工业化进程的发展,对传动方式提出了可调速拖动的更高要求。与传统的调速技术如直流电动机调速相比,变频调速具有极大的优越性,整个调速系统体积小,重量轻、控制精度高、保护功能完善、工作安全可靠、操作过程简便、通用性强,使传动控制系统具有很优良的性能。用变频调速装置驱动电动机去拖动风机、水泵及其他机械时,与常规的不调速电机拖动相比,节能效果十分可观。几十年来工业领域应用的一些单项节能技术,其数量级一般为几个百分点,而采用变频调速拉术后,在泵类及机械类工作运行中,可产生30%～40%的节能效果,使节能数量发生了飞跃。

在现代控制设备中,机－电、液－电、气－电配合得越来越密切,虽然生产机械的各类繁多,其电气控制设备也各不相同,但电气控制系统的设计原则和设计方法基本相同。在最大限度满足生产设备和生产工艺对电气控制系统要求的前提下,力求运行安全、可靠,动作准确,结果简单、经济,电动机及电气元件选用合理,操作、安装、调试和维修方便。

2PLC控制在变频调整系统设计中的作用

2.1 基本要求

任何生产机械电气控制系统的设计,都包括两个基本方面:一个是满足生产机械和工艺的各种控制要求,另一个是满足电气控制系统本身的制造、使用以及维修的需要。因此,电气控制系统设计包括原理设计和工艺设计两个方面。前者决定一台设备使用效能和自动化程度,即决定着生产机械设备的先进性、合理性,而后者决定着电气控制设备生产可行性、经济性、外观和维修等方面的性能。

在设计中,可以利用PLC的特点,对变频器的按钮、开关等输入/输出,模拟量输入/输出进行控制,以实现变频器控制作用下的变频调速。在许多变频调速系统中,尽管最终控制的量为流量、张力、压力等,但本质广都是以负载的转速作为控制对象,具有这种性质的系统有其特点,因此,配用变频时亦有相应的特点。

2.2 高精度变频调整控制实例

某造纸厂的1台造纸机要求长时间保持高精度控制。在改选过程中要求为全数字控制的构成。所以定PLC为测速电机。为排除温度漂移等周围环境的影响,采用全数字控制。系统内使用微处理机进行数字控制。

PLC在输出转速的过程中,信号用下面3种方式处理:输入脉冲数测定方式;输入脉冲的周期测定方式;整数个脉冲的时间测定方式。使用输入脉冲数测定方式时,测定进入一定周期Tc内的脉冲数,该方式有2个特点:回路简单;要得到高数度需要长时间的测定。输入脉冲的周期测定方式是指:用时钟脉冲测定脉冲的周期,该方式在短时间可高精度地检出;但转速越高,检出分辨力越下降;要求PLC的脉冲间隔精确。

整数个脉冲的时间测定方式的内容是:用时钟脉冲的时间测定进入一定周期Tc内的整数个输入脉冲的所需时间。此方式有以下特点:短时间内可高数度地检出;与转速无关,大体上可得到相同的分辨率;要求PLC的脉冲间隔精确。

对该造纸厂几年来的改造应用变频调速技术的实践总结得出这样一个结论:变频调速对于中、小型的造纸机、复卷机是非常适宜的。全国的中、小型造纸机、复卷机数量在几万台以上,进行变濒调速改造不仅能提高控制精度．从而大幅度提高产品质量及产量,而且能节约大量的电耗。当设计高精度系统时,首先要明确:系统要求的是定常稳定性还是要求对动态运动的控制具有高精度。如果要求的是定常稳定性,则采用数字控制就可较简单地解决;如果是后者,就要综合考虑超调及响应慢等问题。

3结语

综上所述,如今,PLC在我国各个工业领域中的应用越来越广泛,在就业竞争日益激烈的今天,掌握PLC设计和应用是从事工业控制研发技术人员必须掌握的一门专门技术。基于PLC控制的电机变频调速通过在电机控制系统中引入数据自动采集、监控以及变频、组态技术,建立以PLC为控制核心的电机变频调速,使得电机的数字化控制实现成为可能。要完成好电气控制系统的设计系统,除要求我们掌握必要的电气设计基础知识外,还要求我们必须经过反复实践,深入生产现场,将我们所学的理论知识和积累的经验技术应用到设计中来。

参考文献

[1] 孙建文.PLC变频调速控制系统在供暖行业中的应用分析[J].新疆有色金属,2007(S2).

[2] 孙亚峰,赵东升.PLC与变频调速在桥式起重机中的应用[J].江苏冶金,2007(4).

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【关键词】：PLC控制；工业控制术；工业自动化

Abstract: PLC control is a new type of industrial control equipment, its superior performance, outstanding characteristics, has been widely applied to the field of industrial automation. This paper analyzes the application of the PLC control technology in port cargo handling automatic online for reference study purposes.Key words: PLC control; industrial control technique; industrial automation

中图分类号：F407.9 文献标识码：A文章编号：

1、前言

随着科学技术的发展、特别是大规模集成电路的问世和微处理机技术的应用，出现了可编程序控制器（PLC），它不仅可以取代传统的继电接触器系统还可以进行复杂的过程控制。PLC 是一种集计算机技术、自动控制技术与通信技术为一体的数字运算操作的电子系统。PLC 的开发初衷就是专门针对工业环境，逐步实现从单台设备的控制到整个工厂流程自动化的发展要求。随着软、硬件的设计与开发，使编程过程简单化从而使PLC 的控制更为灵活，并具有高度的可靠性与抗干扰能力等优点。PLC 的功能也有了本质的变化，从最初简单的逻辑控制、顺序控制，逐步进化到复杂的连续控制和过程控制领域，这一系列的演变过程代表了工业自动化程度的不断提高，象征着现代工业的腾飞和进步。

2、PLC 控制技术特点

根据作者多年的实践经验，认为PLC控制技术主要具有如下几个方面的特点：第一，接口模块丰富，PLC 针对不同的工业现场信号会有相应的I/O 模块、器件或设备，第二，易于安装，操作简单，改造容易，由于PLC 模块体积小、重量轻，都是即插即用型，连接十分容易，建设一个PLC 控制系统周期并不长。而且PLC的用户界面简单明了，给使用者带来了极大地方便。第三，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 所采用现代大规模集成电路技术，经过了严格的生产工艺制造，各模块也都采用了屏蔽措施以防止辐射干扰，具有很高的可靠性。第四，配套齐全，功能完善，适应性强。现今PLC 已形成各种规模的系列化产品，可用于各种规模的工业控制场合。

2、PLC的控制策

PLC的控制方式主要包括顺序控制、信息控制、过程控制、远程控制、运动控制和模拟量控制等。下面分别介绍各种控制方式：第一，顺序控制，随着技术的进步，顺序控制也不再是传统的继电器触点式控制模式了，而是通过PLC触点的状态信息来实现。第二，信息控制，信息控制实现的是数据处理的功能，通过对信息的采集、处理、存储与传输，实现信息控制的目的，并兼具数据分析能力。第三，过程控制，过程控制是对针对模拟量的工作过程，是通过对连续变化的电流、电压、温度、压力等模拟量的当前与历史输入状况的分析，产生用户要求的开关量，使系统工作参数能够按一定要求工作。第四，远程控制，远程控制利用PLC 的通信接口与联网模块的通信功能，可以实现PLC 的远程控制。控制方式主要有PLC 与PLC 控制网的远程互连控制，PLC 与智能终端的互连来实现的远程控制，还有PLC 与计算机终端、以太网的连接控制方式等等。第五，运动控制，机械的运动特性，为PLC 的控制提出了新的要求，控制对象的直线运动或者圆周运动等情况下，PLC 可以利用对脉冲量的控制来实现机械的运动控制。脉冲控制的位移量很小，因此，PLC 运动控制的精确度也很高。第六，模拟量控制，在工业生产过程中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器能处理模拟量信号，PLC厂家生产有配套的A/D和D/A转换模块，用于模拟量控制。

3、PLC在港口货物装卸自动线上的应用

港口货物自动装卸系统由皮带输送系统、给料机构等基本设备组成，利用控制设备、通讯模块，打滑、速度、跑偏、料位等保护装置，达到港口货物装卸自动系统的集中控制与监测。

本文以S7-200系列PLC为例来说明其在港口货物装卸自动线上的应用。控制要求如下:系统运行后货物由容器口流出，然后通过皮带传输到货车上，到货车上的货物达到设定值的95%后，经过一定的延时关闭容器口，通过阀门控制器来控制出货的速度，并控制自动线上的货物的数量，当货车装满货物之前，出货口关闭，当自动线上的货物全部被装上车后，货车发出离开的信号，当此时发出货车离开的信号，经过一定的延时，当下一辆空车到达装卸位置，此时货物开始流出，整个过程要求自动循环进行。一套完整的控制系统要多台PLC组成，来达到实时的数据控制。完成系统内港口货物自动线的监测、与控制，构成完整的一套港口货物装卸自动线的PLC控制。

本系统中通过PID运算来计算出自动线上货物的数量和重量

PID闭环系统的控制系统：

图3-1 闭环控制系统框图

闭环控制系统的结构比较简单，容易实现自动化，所以应用很广泛。

PID闭环控制系统不需要被控对象的数学模型，本论文中的港口装卸自动线具有非线性和时变性，因此很难建立准确的数学模型，对于这一问题，利用PID算法可以很好的解决。

3.1 对控制要求的分析

明确系统的控制要求及对控制要求的分析理解是PIE系统硬件和软件设计的基础．本控制要求按顺序控制可归纳为：首先当空货车到达指定位置时，司机将信息射频卡在读卡器上掠过，读卡器读卡上的信息(车号，荷载重量，货车主要装的货物类型等)，和判断卡的有效性。此时就知道不同规格的货车的荷载重量，利用压力传感器可以实时的知道货车重量和此时装货物的重量之和。通过PID控制器进行控制，下达系统起动指令后，传送带电动机运转；传送带运转且装货车达规定装料位置后，PLC控制出货物口打开，货物经传送带装入货车；通过PID运算来计算出自动线上货物的数量和重量，货车在所装物料重量达设定值的95%就关闭容器口的阀门）。由PLC控制关闭出货口；关闭出货口1Os后(待传送皮带上的剩余货物全部被装入货车)发出货车放行信号；当下一辆空货车到达规定位置后再重复上一辆货车的操作，当下辆空货车因故在20s内不能到达规定装料位置，传送带自动停止运行。

3.2PLC的配置：

根据控制要求确定PLC输入I/O接点的类型和数量。系统中应该包含：起动按钮系统；停车按钮；货车到达规定装货位置状态信号；货物出口关闭状态信号，货物出口打开状态信号；重量开关信号，还需要使用两个定时器。

(1)当输入启动指令时，输出继电器得电，给出系统运行的指令，并且皮带开始运行，并且要闭锁。

(2)当皮带已经运行，货车在装货的位置且为空车，出货口处于关闭状态。然后出货口开启，当货车重量到额定载重的95%时，出货口关闭

（3）当货车已经装满，并且出货口已经关闭时，经过一段的延时，下一辆空车到位。若下一辆空车未到达，则切断系统运行指示和皮带的运行。

把以上程序输入PLC并调试，当调试满足要求是，就可以确定成最终的程序，到此完成PLC的设计。

4、结尾

PLC具有广泛的通用性、使用方便、可靠性高、适应面广、抗干扰能力强、易于编程等特点．现在广泛应用于各行各业，用来实现工业生产过程的自动控制．

随着PLC产品的发展，其应用范围越来越广．随着我国微电子技术的迅速发展，PLC 将会在冶金、矿山、造纸等旧电气设备的改造和新型设备的自动控制中得到日益广泛的应用，现代PLC 控制技术将向体积更小、功能更强、价格更低、速度更快的微小型方向发展，同时也会朝着大型网络化、兼容性好、功能全及可靠性高的方向发展。在网络信息技术高速发展的时代，PLC 控制技术也将逐步得到优化，也必并且发挥越来越大的作用。

【参考文献】

[1]《S7系列PLC与变频器》刘瑞华等，中国电力出版社

[2] 《电气控制技术与PLC》邓志良等，东南大学出版社

[3] 《PLC基础及应用》廖常初等，机械工业出版社