可編程邏輯控制器(Programmable logic Controller,簡稱PLC),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)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲器,用于其內(nèi)部存儲程序,執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制,定時(shí),計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令,并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程,目前已在鋼鐵企業(yè)廣泛應(yīng)用。

1 PLC的基本構(gòu)成

    PLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī),其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同,基本構(gòu)成為:電源、中央處理單元(CPU)、存儲器、輸入輸出接口電路、功能模塊、通信模塊等。

2 可編程序控制器的特點(diǎn)

    為適應(yīng)工業(yè)環(huán)境使用,與一般控制裝置相比較,PC機(jī)有以下特點(diǎn):

    1)可靠性高,抗干擾能力強(qiáng)。工業(yè)生產(chǎn)對控制設(shè)備的可靠性要求即要求設(shè)備的平均故障間隔時(shí)間長、故障修復(fù)時(shí)間(平均修復(fù)時(shí)間)短。

    2)通用性強(qiáng),控制程序可變,使用方便。PLC品種齊全的各種硬件裝置,可以組成能滿足各種要求的控制系統(tǒng)。硬件確定后,不必改變PC的硬設(shè)備,只需改編程序就可以滿足要求。

    3)功能強(qiáng),適應(yīng)面廣�，F(xiàn)代PLC不僅有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制等功能,還具有數(shù)字和模擬量的輸入輸出、功率驅(qū)動(dòng)、通信、人機(jī)對話、自檢、記錄顯示等功能。

    4)編程簡單,容易掌握。與直接執(zhí)行匯編語言編寫的用戶程序相比,執(zhí)行梯形圖程序的時(shí)間要長一些,但對于大多數(shù)機(jī)電控制設(shè)備來說,是微不足道的,完全可以滿足控制要求。

    5)減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工的工作量。由于PLC采用了軟件來取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件,控制柜的設(shè)計(jì)安裝接線工作量大為減少。

    6)體積小、重量輕、功耗低、維護(hù)方便PLC是將微電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的產(chǎn)品,強(qiáng)抗干擾能力,易于裝入設(shè)備內(nèi)部,是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。

3 可編程序控制器的應(yīng)用

    目前,PLC在國內(nèi)外應(yīng)用范圍大致可歸納為以下幾種:

    1)開關(guān)量的邏輯控制。這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。它取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制。

    2)運(yùn)動(dòng)控制。PLC可用于直線運(yùn)動(dòng)或圓周運(yùn)動(dòng)的控制。目前,制造商已提供了拖動(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。動(dòng)的程序可用PLC的語言完成,通過編程器輸入。

    3)閉環(huán)過程控制。PLC通過模擬量的I/O模塊實(shí)現(xiàn)模擬量與數(shù)字量的A/D、D/A轉(zhuǎn)換,可實(shí)現(xiàn)對溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的PID控制。

    4)數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理一般用在大中型控制系統(tǒng)中;具有CNC功能:把支持順序控制的PLC與數(shù)字控制設(shè)備緊密結(jié)合。

    5)通訊連網(wǎng)。PLC的通訊包括PLC與PLC之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)之間和它的智能設(shè)備之間的通訊。PLC和計(jì)算機(jī)之間具有RS-232接口,用雙絞線、同軸電纜將它們連成網(wǎng)絡(luò),以實(shí)現(xiàn)信息的交換。

4 實(shí)例分析

    軋機(jī)是實(shí)現(xiàn)金屬軋制過程的設(shè)備。泛指完成軋材生產(chǎn)全過程的裝備﹐包括有主要設(shè)備﹑輔助設(shè)備﹑起重運(yùn)輸設(shè)備和附屬設(shè)備等。軋機(jī)的主要設(shè)備有工作機(jī)座和傳動(dòng)裝置。并不是所有的PLC都具有上述的全部功能,有的小型PLC只具上述部分功能,但價(jià)格比較便宜。

    在PLC在軋鋼機(jī)的運(yùn)行過程中,主要分四大類操作:公共操作、I/O操作、執(zhí)行用戶程序、服務(wù)外設(shè)。本文就繼電-接觸器控制線路進(jìn)行分析。

    簡單實(shí)例--從繼電-接觸器控制線路的PLC梯形圖:

    1)主電路。控制對象:通斷主電路的KM--接觸器線圈,輸出點(diǎn)編址00001。

    2)控制線。SB2:起動(dòng)按鈕,輸入點(diǎn)編址10001;SB1:停車按鈕,輸入點(diǎn)編址10002;FR:過載保護(hù),輸入點(diǎn)編址10003。

    3)梯形圖及I/O硬件接線(如圖)。在PLC的開關(guān)量輸入端,按鈕:一般以常開狀態(tài)接入;FR:以常閉狀態(tài)接入,此時(shí)在梯形圖中FR應(yīng)取常開觸點(diǎn)。

    一般步驟:觀察主電路--控制對象--確定輸出點(diǎn),編址;觀察控制線路--輸入信號的給出(對象)--確定輸入點(diǎn),編址;邏輯關(guān)系(過程):中間繼電器、互鎖、自鎖、延時(shí)等--確定內(nèi)部繼電器,觸點(diǎn)。

    1)面向?qū)ο?面向過程,從上到下、從左到右寫出梯形圖;2)按梯形圖一般編寫規(guī)則整理、編址;3)I/O接線圖(輸出端無中間繼電器、時(shí)間繼電器線圈,并注意電源的連接);4)較熟練后,可利用上一級的輸出作為下一級的輸入控制。

5 結(jié)論

    隨大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的發(fā)展,微機(jī)化PC得到了驚人的發(fā)展。使PC在概念、設(shè)計(jì)、性能、價(jià)格以及應(yīng)用等方面都有了新的突破,而且隨著遠(yuǎn)程I/O和通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理以及圖象顯示的發(fā)展,使PC向用于連續(xù)生產(chǎn)過程控制的方向發(fā)展,已成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的一大支柱�？梢灶A(yù)見,PLC將不斷地大規(guī)模滲入鋼鐵企業(yè)的自動(dòng)可控生產(chǎn)。

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