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【技术解析】PLC控制系统的详细分解

供稿: 2017/5/19 9:51:25
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简单介绍一下PLC,了解 PLC  的产生和发展电气电路PLC――可编程序控制器,它的应用是建立在电气控制系统上的,也就是说是建立在继电器控制回路的基础上的。

这是一个电机启动/停止的控制回路:电路由选择开关SW建立了手动操作和自动启动两种启动方式,接触器KM是电机电源输送的执行器件;当操作方式中的手动启动或者是自动启动条件满足时,KM线圈导通将电机供电回路接通,使其运转。其中手动启动/停止电机操作是通过直接用启动按钮SB2和停止按钮SB1控制电机运行的;那么自动时,根据限位(在这里是HL高液位启动电机,LL低液位停止电机)延时后对电机控制操作。对于这样一个简单的电气控制回路,如果再增加一些功能,比如在关键的应用场所,要保证电机的长期运行,考虑到泵的可能出现故障和运行维护保养等状况,要停止电机运行,那么就要增加一台泵来备用。在这种情况下的运行泵的工况就使得电气控制回路比较复杂了。关联的接线,电器元件,等等因此增加很多。

如果是在一个控制系统中有这样若干个不同方式的电机控制回路的话,不但电气回路复杂,占用电柜体积,电控箱数量也相当可观;更重要的是,要进行修改测试和改进设计以及安装就显得非常的麻烦。那么在60年代,产生了新型的,运用微电子和计算机技术,可以实现复杂的电气控制回路的装置,其简单易懂,操作方便,可靠性高,通用灵活,体积小,使用寿命长等一系列优点,被称为可编程序控制器――PLC。PLC不仅在功能上大大提升和完善了控制回路,而且在与设备的接口上连接简便,控制装置体积成倍缩小。

可编程控制器是一个数字式的电子装置,是一台计算机,专为工业环境应用而设计制造的计算机,不是单纯的电气电路了。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用,在实际应用时,其硬件需根据实际需要进行选用配置,其软件需根据控制要求进行设计编制。它的编程软件通用界面――梯形图,非常人性化,元器件符号就象电气部件表示一样,编程就象连线一样将电气电路连到控制器中,很容易理解和掌握,以及制作。那么它是如何替代继电器控制装置的呢?

上述的电气控制回路大致可以分成这样几个部分:输入设备:按钮,选择开关,传感器触点信号;输出设备(执行器件):接触器,电磁阀,指示灯;逻辑控制电路,不直接与外部连接的电气电路;还有就是控制电源。那么在这个电路里:SW,SB1,SB2;FR,HL,LL是输入元件;接触器KM是执行元件;接触器的辅助触点,继电器触点,以及时间继电器中间继电器,连成了控制逻辑电路。如果要改变控制功能:对于继电器控制回路来说,要改变控制电路和实际接线;而用PLC控制,外部接线不变,改变用户程序就可以了;特别是复杂的控制逻辑,继电器控制实现是很困难的。当把这些输入元件以及执行元件用电气方式连接到PLC里,并向PLC提供控制电源,再通过编程软件编制出相关的控制逻辑,PLC就同样实现上述的控制功能。在这里编制的程序里我们看到用编程软件所作的程序,与电气连线所形成的控制功能很相似。

比如[自动]信号是外部输入的选择开关SW的状态信号,它通过输入端子电气连接到PLC里,PLC硬件输入回路就会把这个信号的状态(在输入回路中),编译到PLC 中,当操作者将选择开关置于[手动],在PLC里表现的状态被编译成[自动]的非,或者说是自动方式断开形式;同样当执行条件满足时,程序能流流通,就象电气线路中电气回路接通一样,[电机]就接通,与此输出端点连接的接触器线圈导通,使触点闭合,电机带电运行;接通表示=1,断开表示=0。

通过这样一些规则的程序,加上PLC内部的各种功能,很容易的就能实现电气的各种控制需求。PLC梯形图程序虽然是从继电器控制线路图发展而来的,但与其又有一些本质的区别。为适应不同需求,程序有几种表示方式,常用的是梯形图方式,适合用继电器线路熟悉的人员使用;指令语句表,用助记符方来表达PLC的各种控制功能,类似计算机的汇编语言,但通俗易懂。

由于电气控制的逻辑是在PLC里用特殊的语言编制的,程序制作过程中可以随时增加或修改逻辑,可以用计算机的一些功能,作出复杂的控制系统。正是这个特点,PLC才得到了广泛的应用;相比之下,电气控制在修改和复杂逻辑上是得力不从心的,甚至是达不到的。

审核编辑(周薇)
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