plc控制范文

plc控制篇1

【关键词】PLC；控温系统

一、PLC系统总体设计方案

PLC控温系统主要包括硬件系统和软件系统两大部分。硬件部分由测温电路、电压/频率转换电路、PLC控制电路、加热控制电路和显示电路等构成，如图1所示。

软件部分应用三菱FX系列PLC可编程控制，型号为FX2n-32MR。

PLC控温系统工作原理：在测温电路中LM35温度传感器测量加热装置的温度，把测得的实际温度转换成电压信号送到电压/频率转换电路，在电压/频率转换器（LM331）的输出端输出脉冲，PLC对脉冲计数。由PLC程序将脉冲个数转换为实际温度，与由拨码开关设定的温度进行比较，若设定温度大于实际温度，则继电器吸合，加热装置开始加热。等加热到设定温度时，继电器自动断开停止加热。PLC将此时的实际温度值送到译码器（CD4511），译码器将输入的BCD码转换成七段码，在LED数码管上显示出来。

二、PLC控制器

PLC是一种通用的智能化工业控制设备，其档次和功能面向各种各样的应用，众多的生产厂家提供各种系列且功能各异的产品。目前常见的国内外的PLC产品的型号有几百种。

PLC作为新一代的工业控制器具有通用型好、实用性强、硬件配套齐全、编程简单易学等优点。其基本组成中央处理单元、存储器、输入输出模块、编程器。此次PLC设计采用FX2N-32MR，FX是三菱公司的产品，2N是系列序号，32是输入输出点，输入16点，输出16点，M是基本单元类型，R是继电器输出，可以输出交、直流。PLC的供电电源为50HZ、220V的交流电，FX系列PLC有直流24V输出接线端，该接线端可为输入传感器提供直流24V电源。

PLC开关量输出接口按PLC机内使用的器件可以分为继电器型（R）、晶体管型（T）和晶闸管型（S）。输出接口本身都不带电源，在考虑外驱动电源时，需要考虑输出器件的类型，继电器型的输出接口可用于交流和直流两种电源，晶体管型的输出接口只适用于直流驱动的场合，而晶闸管型的输出接口只适用于交流驱动的场合。

参考文献

[1]杨青杰.三菱FX系列PLC应用系统设计指南[M].北京：机械工业出版社，2008.4.

[2]高勤.可编程控制器原理及应用[M].北京：电子工业出版社，2006.8.

[3]沈任元，吴勇.模拟电子技术基础[M].北京：机械工业出版社，2000.6.

plc控制篇2

关键词：软PLC 控制技术 数控领域

中图分类号：TM57 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）01（a）-0003-02

由于受市场的需求所致，厂商在生产产品的过程之中，尽量将产品达到高质量、低成本、多规格并且品种较多的要求。对于科技较为发达的今天，老式的继电器已经不能符合社会发展的需要，这种现象的发生，就迫使人们在此基础之上，不断地去寻找符合社会发展的控制装置。世界上的第一台PLC诞生于1969年，其是由美国的数字设备公司所生产出来，并在美国的汽车自动装配之中得到了应用，此应用获得了较大的成功，因此，便推动了软PLC技术的发展。

1 PLC的含义

国际上对PLC有着这样的定义：“PLC主要是一种数字式的电子系统，其主要是基于工业环境设计出来的。PLC所采用的存储器是可编程的，程序主要存储在其内部，所能执行的命令有很多，例如：逻辑运算、算数运算、定时、顺序控制以及计数等等，并且可以通过使用模拟式或者是数字式的手段对其进行操作，逐步控制各种机械运作和生产。PLC及其相关的外部设备，都是使用容易扩展、可编程和一个整体的原则进行设计的。”从以上定义之中不难看出，PLC可以完成较多的指令，其中最平常的便是完成指令执行和程序的存储，同时也可以对信息进行相关的处理，进而将输入信号逐步转换成为输出信号[1]。

2 软PLC技术的使用特点

2.1 通用性强并且体积小

由于软PLC产品具有模块化和系统化的优势，并且具有品种较为齐全的特点，使用户在使用的过程之中方便选用。当需要对控制程序修改时，可以不改变原来硬件的状态，可直接对程序进行修改，这种较强的适用能力是用户首选的软件。由于软PLC主要应用在工业控制之中，其受到社会发展的影响，逐步将PLC设计成为结构紧凑、质量小并且功耗较低的产品，并且其在工作的过程之中不会受到环境的影响而停止工作。因此，PLC在具体的使用过程之中能够实现一体化控制设备理想的目标[2]。

2.2 使用方便并且易于安装

采用PLC对系统进行控制较为方便。站在硬件的角度上来说，PLC具有较高的集成度，其在制作的过程之中已经将各种模块做到了规格化和系列化，在使用的过程之中较为灵活，并且方便；站在软件的角度上讲，PLC在使用的过程之中，主要是用程序对逻辑器件进行控制，同时其也可以用程序代替硬件之中的连线，使用程度接线的方法相对来说要比硬件接线容易的多，并且也比较方便。PLC之中的软件功能能够有效地将继电器之中的各种部件替代，并且也在很大程度上减少了接线的时间，大大减少了生产的工作量[3]。不部分的PLC用户可以在实验室之中对其进行模拟调试，在实验室之中调试好，再将PLC应用到实际的生产之中。在维修方面，PLC发生故障的几率较小，并且其在生产期间，就将诊断功能进行了完善，一旦其发生故障，将会自动提供信息，并且能够查明真正的原因，进而排除故障，因此其维修比较方便。

2.3 功能较强

PLC主要有数据处理、逻辑运算、数值计算、数模转换和模数转换、计数、计时以及控制顺序等功能。由于其功能较强大，可以对模拟量和开关量进行控制，PLC技术不仅可以控制生产设备，在必要时其还可以对生产线进行控制，同时其还具有一定的通讯功能，实现远程操控的功能。这种功能在很大程度上减少了人力和物力[4]。

2.4 可靠性高

在工业生产的过程之中，对电气设备有着较高的要求，尤其是可靠性，所以，工业厂商在选择使用电气控制设备时着重选择具有抗干扰能力的设备，这种设备能够在恶劣的环境之中进行工作，并且其可靠性需要得到保障。而PLC恰好拥有这种性能，PLC在生产的过程之中，采用了一些使可靠性得到提高的策略，使PLC在工作的过程之中无故障率逐步提高，其无故障率平均能超过上万个小时，对于其他优质的PLC产品，无故障率能超过几十万个小时[5]。

2.5 编程方法简单

PLC在出售的过程之中，配备着较容易懂得梯形图语言，并且该语言与继电器的原理图较为相近，同时其变成的方式和继电器也较为相似，因此用户在使用的过程之中就逐渐变得得心应手，使用起来不会存在陌生的感觉，PLC在实际的生产过程之中，可以更好的为工厂谋取一定的利益。

3 软PLC技术发展的制约因素以及技术优势

3.1 发展制约因素

尽管软PLC在发展的过程之中有着较多的优势并且有着较大的发展潜力，但是在实际的应用过程之中，在实现方面仍然存在着一部分的问题。其中实时性的问题，是其在发展的过程之中首要考虑的问题，这种实时性的问题主要是以PC为主要的控制基础，Windows NT是软PLC在使用过程之中首选的操作系统，但是这种系统并不是的硬实时系统[6]。传统的PLC具有硬实时的优势，正因为其有着这种优势，致使其在操作的过程之中有着较为快速的反映。而如果要使Windows NT具有一定的硬实时性，就必须对其操作系统进行修改和扩展，使PC对人物的控制具有一定的优先性，不能因为其他操作而对硬实时性产生干扰。就现在的科技状况而言，我们能够将一些具有实时性的操作加入到NT的操作系统之中，通过将硬实时操作系统与NT的结合方式，使Windows NT具有其不具备的硬实时性能。

3.2 技术优势

软PLC的发展逐渐弥补了传统PLC之中存在的性能低和兼容性差的缺陷，具有较多的优势，主要在以下几个方面之中体现：第一、软PLC的结构具有开放式的优势，用户在使用的过程之中可以随意对其进行修改，逐步使其呈现出客户满意的状态。第二、改变了传统的固定的指令集，在实际的工业应用之中对指令集有着较高的要求，因此，需要将其指令集进行修改，软PLC具有自定义的指令集，并且其指令集有着较为丰富的资源，用户在使用的过程之中可以对其进行更改，将符合工业生产的指令集挖掘出来。第三、软PLC的性价比在一定程度上得到了提高，由于国家技术的逐步发展，电子市场之中的竞争也逐步加剧，这种现象的发生将在很大程度上使软PLC技术的性价比升高[7]。第四、由于传统的PLC生产仅仅局限在几家厂商之中，这种状况的发生有着是私有性的意味，其所生产出来的产品与现代的计算机有着过多的不相容的现象，常常会出现计算机与PLC不在同一个网络连接之中。而现在所制造的软PLC在实际的应用中，不仅可以将其加入到私有的网络之中，还可以将其与许多的计算机技术相融合，对技术更好的控制。

4 软PLC技术的应用控制方案的实现策略

由于PLC运行的硬件平台有着一定的差异，其在应用控制过程之中主要可以从以下两种方案进行：第一、基于EPC或者是IPC的控制方案。在这种方案之中，系统不仅可以采用Windows NT的软件操作平台，还可以使用Linux以及Windows CE等软件操作平台，工业控制现场的模式主要采用的是I/O模块，采集而来的信号可以通过PLC运行系统进行相关的处理，软PLC开发系统之中的编写程序，也可以在PLC之中进行翻译和执行，最后将所执行过的数据和信息进行整理，传输在本地控制系统之中，进而将控制的过程和方案传输到本地之中[8]。第二、基于智能控制器和嵌入式控制器的控制方案。嵌入式控制器的实质便是一个较小的计算机操作系统，这种操作系统是没有显示器的，并且其主要的操作系统是嵌入式操作系统，例如上文之中所提到的Windows CE。在这种控制方案中，软PLC可以有效地进入到Windows CE的操作系统之中，对系统进行相应的修改，通过使用TCP或者是IP的协议，将所需要的资源下载到控制器之中，进而完成相应的控制功能。

5 结语

软PLC技术在使用的过程之中，要比传统的PLC技术更加具有灵活性和可塑性，并且在价格方面也占有较大的优势，这种技术的出现，对工厂而言具有着重要的意义，不仅简化工厂之中的自动化的机制结构，还有效地将人机界面、通信以及各种应用融合成为了一体，进而应用到硬件平台之中。在今后的发展过程中，PLC将会得到更好的发展，逐步成为现场总线技术之中的较大的亮点。

参考文献

[1] 黄永飞，何汉武，胡兆勇，等.基于虚拟PLC的小功率负载驱动电路设计[J].制造业自动化，2014，11（4）：138-140.

[2] 李剑峰.煤矿行业PLC工程应用综述[J].可编程控制器与工厂自动化，2014，13（1）：41-46.

[3] 李小亭，张琛，方立德，等.基于PLC的小型高精度多相流实验装置测控系统设计[J].电子测量与仪器学报，2014（6）：670-674.

[4] 吕华芳，杨汉波，丛振涛，等.基于PLC控制的室内降雨入渗自动测定系统[J].农业机械学报，2014（9）：144-149.

[5] 刘文赫，董舸，王现.分析PLC在电气自动化控制中的运用[J].黑龙江科技信息，2015（2）：1.

[6] 贾斌，冯晶.基于PLC控制的多泵站远程监控系统设计与实现[J].南水北调与水利科技，2011，9（4）：144-148.

[7] 《自动化技术与应用》2015年第1-12期总目录[J].自动化技术与应用，2015，13（12）：124-127.

plc控制篇3

关键词：PLC控制技术；应用范围；注意事项

一、PLC控制技术在工业控制中的应用范围

如今，随着时代的进步以及科技的不断发展，我国的计算机技术以及微电子技术正在飞快地发展着，而由于PLC技术广泛地应用了计算机技术，也同时具有计算机的相关功能，因此其一方面能够实现逻辑控制，另一方面还具有数据处理的功能。除此之外，由于PCL控制技术具有组装方便、编程简单等多种特点，也使其得到了广泛的应用，一般来讲，PLC技术在工业控制当中主要应用在以下几个范围：

1.用于开关量的逻辑控制

在这一方面PLC技术能够代替继电器进行使用，PLC技术的使用，使逻辑控制以及顺序都得到了有效的实现，一方面能够满足对单台设置的控制；另一方面还能够对自动化流水线进行控制。在具体的工作当中，注塑机、组合机床等都会利用到PLC技术用于开关量的逻辑控制。

2.用于工业的过程控制

就目前对PLC技术的应用来看，对PLC技术的应用，已经不是单单地被应用在离散过程的控制领域当中，在连续过程的控制领域当中PLC技术也得到了十分广泛的应用。随着全球经济化的不断推进，我国传统工业过程的控制市场竞争正在不断加深，很多供应商都认识到了改革和创新的必要性，并有针对性地进行了开拓研究，将传统的过程控制领域进行转移，同时也不得不将一些传统PLC占据的市场抛弃掉，例如，冶金、化工等领域。

3.用于运动控制

在运动控制领域当中，PLC已经得到了很长时间的应用，此外，PLC在运动控制当中的应用也不断地呈现出增长的趋势。将PLC技术应用在运动控制当中，可以对圆周或者是直线运动进行有效的控制，一般而言，通常需要利用专门的运动控制模块和PLC技术进行联合的应用，这种技术在各种机械、电梯等场合都已经得到了大量的有效运用。

4.用于数据处理

由于PLC技术是多种科学技术的整合体，因此PLC技术具备了数学运算、数据转换等多种功能，能够有效地实现数据的采集、处理等工作，从数据的处理上来讲，PLC技术一般主要用于食品工业等控制系统当中。

5.用于通信和联网

就PLC技术的通信功能来讲，PLC技术一方面能够实现PLC与PLC之间的通信，同时也能实现PLC与其他设备之间的通信，如今，随着时代的进步以及科学技术的不断发展，工厂的自动化也在不断推进，这也在一定程度上推进了PLC技术的发展，就目前看来，PLC技术都已经具备通信接口，这使得PLC技术的通信功能更加便捷。

二、PLC技术在工业控制应用当中的注意事项

1.温度

就PLC技术来讲，它要求的环境温度一般是0～55℃之间，这就要求在安装的过程中，不能将PLC放在热量较大的元件下，同时，其周围的通风以及散热空间应足够大，并要保证基本单元与扩展单元之间保留30毫米的间隔，而在开关柜上，不应设置百叶窗，应避免阳光照射，如果发现环境的温度高于55℃，则应安装风扇，进行强迫性的通风。

2.温度

对于PLC周围的空气湿度，应保证小于85%的范围之内，此外，还应保证周围的空气当中不会出现凝露的状况，这种要求是要保证PLC自身的绝缘性。

3.震动

PLC应远离振动源，防治10～55HZ的连续震动，如果不可避免震动的产生，则应有针对性地采取减震措施。

4.空气

对于PLC周围环境当中的空气质量，应保证空气当中没有易燃性或者是腐蚀性的气体存在，如果周围的空气当中存在较多的粉尘，则应将PLC安装在封闭性较为优秀的室内，并有针对性地安装净化装置。

5.电源

一般来讲，对于PLC的电源要求为50HZ 220V的交流电，而PLC本身的抵抗能力是足够对抗电源线的干扰的，对可靠性要求较高的场合，可以安装隔离变压器，减少设备与地面的干扰，一般来讲，PLC本身具有24V的直流输出接线端。

三、PLC在工业应用中的抗干扰分析

在实际的工作过程当中，PLC通常会受到辐射干扰、系统外引线干扰、内部干扰三类干扰现象。

1.辐射干扰

一般而言，空间的辐射电磁场是通过电力网络、雷电、雷达等设备产生的，因此一般称之为辐射干扰，这种干扰的分布较为复杂。

2.系统外引线干扰

这种干扰通常通过电源引入，在我国，这种干扰的现象比较严重，一般来源为电源干扰、信号线引入干扰以及接地系统混乱干扰等几类。

3.内部干扰

一般而言，其内部干扰主要是内部元件的相互辐射产生的，对于电路来讲，这种相互辐射会产生干扰，而逻辑地以及模拟地之间的相互影响也会出现相应的干扰。

总而言之，随着时代的进步和科技的发展，如何有效地应用PLC对于PLC技术的日后发展意义重大，就从目前来看，PLC技术在未来依然有很大的发展空间，并且产品种类丰富，而在未来随着工业自动化的不断推进，PLC也会发挥更大的作用。

参考文献：

[1]李飞.PLC在矿井提升机电控系统中的应用[J].中小企业管理与科技，2011（04）.

plc控制篇4

【关键词】PLC；控制系统；雷电防护

0.引言

PLC控制系统是一种广泛应用于工矿企业单位、满足于实时控制要求的专用计算机系统。它的工作原理是靠存储程序、执行指令进行信息交换处理，实现外部输入信号到输出信号的转换，驱动各种类型的外部设备进行工作的自动控制系统。PLC控制系统大量采用高度集成化的CMOS电路和CPU单元，集控制、通讯、监测为一体。要实现PLC控制系统安全可靠的工作，对PLC控制系统要尽可能降低雷电带来的损失，就必须采取系统的、综合的防雷措施。

1.PLC控制系统的防雷措施

根据瞬间过电压产生、危害途径等特点，本文从配电系统防雷、控制系统网络线路、输入输出设备防雷、构筑物防雷和合理接地等几个方面论述了PLC控制系统的防雷措施。

1.1配电系统的防雷

当雷击输电线或雷闪放电在输电线附近时，都将在输电线路上形成雷电冲击波，其能量主要集中在工频至几百赫的低端，容易与工频回路涡合。雷电冲击波从配电线路进入PLC控制系统的电源模块以及从配电线路感应到同一电缆沟内的自控网络线上进入PLC控制系统的通讯模块的几率比从天馈线和信号线路进入的要高得多。因此配电线路的防雷是控制系统防雷的重要部份。

一般的配电系统在高、低压进线都已安装有阀型避雷器、氧化锌避雷器等避雷装置，但PLC的电源机盘仍会遭受雷击而损坏。这是因为这些措施的保护对象是电气设备，而PLC控制设备耐过压能力低，同时，这些避雷器启动电压高而且有些有较大的分散电容存在，与设备负载之间成为分流的关系，从而使加在PLC控制设备上的残压较高，至少高于避雷装置的启动电压，一般为峰值2～2.5倍（单相残压不低于800V），极易造成PLC控制设备损坏。同时大型设备启停产生的操作过电压也是危害PLC控制系统的重要原因之一。由上述，用单一的器件或单级保护很难满足PLC控制设备对电源的要求，所以对电源防雷应采取多级保护措施，具体级数根据各自实际情况而定。如图所示为一典型PLC控制系统采用的三级保护方案（原有的高压避雷器保留）。

第一级在变压器二次侧，主要泄放外线等产生的过电压，其雷通量大，启动电压高（900-1800V）。第二级在各控制站PLC专用隔离变压器前，主要泄放第一级残压、配电线路上感应出的过电压和其它用电设备的操作过电压、其电流通量居中，启动电压居中（470-1800V）。隔离变压器的安装非常重要，它能有效抑制各种电磁干扰，对雷电波同样有效。末级在PLC专用电源模板前，主要泄放前面的残压，完全可达到嵌位输出，其残压低，响应时间快。

1.2通讯线、天馈线、输入输出设备防雷

PLC控制系统通讯线一般都采用特制屏蔽双绞线，并且一般在安装时都是采取穿管直埋（或电缆沟）铺设，所以雷电在此处的感应电压不高（1KV～2KV）。但由于其直接进入PLC或计算机通讯口这一薄弱环节（正常电压一般为正负5V，12V，24V，48V等），故损害也很大。计算机数据交换或通讯频率是从直流到几十兆赫兹（据系统而定），在选用避雷器件时一般都不采用氧化物避雷器，因为它的分布电容大、对高频损耗大，除非对之进行特殊处理。选用避雷器时还应以通讯电平和频率或速率来确定，对于比较高频的讯号便需要特殊设计的防雷器以确保其阻抗与该系统对应，否则会有信号反射的现象。避雷器应靠近通讯接口处安装（减小反射损耗）。

而对于PLC的I/O模板、仪表、传感器等设备，应根据各种设备的具体情况，按设备的电压等级配置，其工作电压以安装在电路中部件的额定电压为准。防止线路在受感应雷的影响，形成过电压或电流，造成设备损坏。除了安装相应避雷器，有良好的接地和布线系统，安全距离外，还要按供电线路、电源线、信号线、通信线、馈线的情况采取屏蔽措施。网络通讯线路避雷的最好方法当然是采用光纤网络。

1.3控制站构筑物的防雷

PLC控制系统的总控站是控制和信息中心，集中了很多的计算机设备、通讯设备、仪器仪表，大多数还有电台和天馈线，是整体生产监控、调度中心，在装修中大量采用了铝、铁等金属材料，所以对防雷的要求就更高一些，其目的是要形成均压等电位屏蔽措施。控制站所在构筑物应安装避雷带、避雷网，只安装避雷针效果不好，特别是在构筑物高度低、地势空旷、临近水源的地方，极易遭受各方向的各种形式的雷击。雷电的危害途径主要通过感应而进入自控系统，所以避雷针、带、网的引下线应尽量多设几条，使雷电电流有更多的分流途径，以减小每条线上的泄放电流量从而降低感应能量。室内计算机、PLC控制系统要尽量置于远离避雷设备的导地金属体。

1.4合理接地

防雷的最终目的是“泄放”雷电电流，因而对防雷设备的“接地”切不可掉以轻心。一般接地主要有构筑物接地、配电系统及强电设备接地、计算机自控系统接地。如这三种接地配置不合理，极易在雷击时通过接地网对控制系统造成反击从而对设备造成损坏。

PLC控制系统是一个特殊用电系统，它包括以下几种接地：系统工作地（小于4欧），直流工作地（信号屏蔽地、逻辑地等小于2欧），安全保护地（小于2欧）。在安装时难以分开（特别是对PLC系统），对PLC系统采用联合接地较好。接地电阻取最小值，至少小于2欧。

地网分开设置时应注意避免地网之间的闪络。雷击时，会在地网及附近导体中产生很高电位，地网分开，则可能造成接闪接地体向其它接地体闪络。所以，地网之间的距离当涉及自控系统接地时应大于10M。在接地线引入室内时，若与其它地网距离太近，可局部采取既绝缘又屏蔽的措施。

2.结束语

由于计算机、PLC系统大量采用大规模CMOS集成电路和分散控制用的CPU单元，使其对瞬间过电压承受能力大幅度减弱，同时控制系统各种线路伸入到工厂的各种环境之中，采用任何一种单一的防雷器件都难以保证其安全，必须采取综合防护的措施，对症下药，将各类可能引起雷害的因素排除，才能将雷害减少至最低限。

【参考文献】

[1]李根荣.PLC控制系统的防雷设计与保护[J].南方金属，2011，（2）：54-56.

[2]贾沛，李明军.PLC控制系统的雷电防护[J].机电信息，2011，（5）：207-208.

[3]陈勤，徐润生.油库PLC控制系统的防雷应用[J].有色冶金设计与研究，2009，（6）：43-45.

[4]张朝晖，朱荔，朱国良，邵长军.仪表控制系统的防雷现状分析[J].石油化工自动化，2009，（5）：71-73.

plc控制篇5

关键词：PLC；步进电机；位置控制

中图分类号：TP273文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（c）-0000-00

1 引言

步进电动机在开环位置控制系统中因其具有控制数度高（可精确到1度以下）、可靠性高、使用方便等优点，所以应用已十分普遍。随着电力电子技术和计算机技术的发展，可编程序控制器有了突飞猛进的发展，其功能已远远超出了逻辑控制、顺序控制的范围，它与计算机有效结合，可进行PID控制，具有远程通信通信功能等。当前，PLC作为一种工业控制计算机来控制步进电机，具有系统构成简单，工程造价低，编程方便等优点，易于推广应用。下图是PLC控制步进电机系统框图。

图1 位置控制系统框图

2 PLC的基本结构

PLC采用典型的计算机结构，主要包括CPU、RAM、ROM和输入输出接口电路等。如把PLC看作一个系统，该系统由输入变量-PLC-输出变量组成。外部的各种开关信号、模拟信号、传感器检测信号均可作为PLC的输入变量，其经PLC外部输入端子到内部寄存器中，经PLC的CPU逻辑运算、处理后送至输出端子，由这些输出变量对设备进行各种控制。现今，PLC生产厂家较多，较有影响且在中国市场占有较大份额的公司有德国西门子公司和日本三菱公司，本文以三菱公司的PLC为例，简述PLC控制步进电机进行位置控制的方法。

3 控制方法及研究

3.1 控制方式

PLC控制步进驱动器进行位置控制大致有如下4种方式：通过I/O方式进行控制；通过模拟量输出进行控制；通过通信方式进行控制和通过高速脉冲方式进行控制。当前常用的方式，就是下文所述的输出高速脉冲进行位置控制方式。

3.1.1脉冲输出

三菱FX-2N的输出端Y0，Y1可输出脉冲，脉冲频率可通过软件编程进行调节，其输出频率范围为2Hz～20kHz。

用作位置控制的高速脉冲输出是一个连续输出的周期性脉冲串，如图2所示。图中，T为脉冲周期，t为脉冲ON（导通）时间，也称脉冲宽度。

图2 脉冲输出波形

3.1.2脉冲输出方式和定位控制系统结构

小型PLC中，脉冲信号的输出有两种方式。第一种，脉冲输出方式是通过所开发的定位控制模块和定位专用单元输出高速脉冲。另一种，是通过PLC内置的高速脉冲输出口输出，各品牌的PLC均对此有专门说明，其中三菱FX-2N系列规定了Y0，Y1为高速脉冲输出口，具有高速脉冲输出的PLC，都开发有驱动脉冲输出和定位的指令，由这些指令控制是否发出脉冲，脉冲的频率和脉冲数目直接控制启动器进而控制步进电机进行位置控制。

3.1.3高速计数器（HSC）

FX-2N内部有高速计数器，可同时输入两路脉冲，最高计数频率为60KHz。

3.2步进电机的速度控制

图3 PLSR指令格式

FX-2N有一条带加减速的脉冲输出指令PLSR，当驱动条件成立时，从输出口D输出一最高频率为S1，脉冲个数为S2，加减速时间为S3，占空比为50%的脉冲串。实现这一控制的梯形图见图4，操作数内容及取值如下表。

操作数

内容与取值

S1

输出脉冲最高频率或其存储地址

S2

输出脉冲数或其存储地址

S3

加速时间或其存储地址

D

指定脉冲输出口，仅限Y0或Y1

图5是控制系统的原理接线图，图5中Y0输出的脉冲作为步进电机的脉冲信号，控制步进电机运转。HSC计数Y0的脉冲数，当达到预定值时发生中断，使Y0的脉冲频率切换至下一参数，从而实现较为准确的位置控制。

图5 控制系统原理图

对于指令PLSR，其输出频率S1的设定范围：10—20 000Hz，频率必须是10的整数倍。在脉冲输出的开始和结束阶段可实现加减速过程，其加减速时间大小一样，由S3指定。S3具体设定范围公式如下：

FX2N系列的PLSR指令的加减时间是根据其所设定的时间进行10级均匀阶梯式的方式进行，如阶梯频率（为S1的1/10）会使步进电机产生失步或过冲现象，则应降低输出频率S1。

4结语

利用PLC可实现对电机速度和位置的控制，方便的进行各种步进电机编程、接线操作，完成各种复杂的工作。在工程应用中不断探索其各种控制、使用方法和技巧，对工程技术人员进一步开展工作与科研有有重要意义。

参考文献

【l】龚仲华.三菱FX系列PLC应用技术[M].北京：人民邮电出版社，2010.

【2】高钟毓著.机电控制工程（第二版）[M].北京：清华大学出版社，2004.4.

plc控制篇6

【关键词】PLC；温度控制；PID；温度传感器

1 温度控制系统研究现状

工业自动化生产过程中加热炉的温度控制系统在实际应用中是相当广泛的，而温度参数是工业控制中的被控参数之一，对物料或产品的加热处理，是工业生产当中的一个重要工序，对生产物料或加工产品进行实时的温度控制与调节。传统的加热炉体的温度控制系统，主要通过使用继电器来控制加热，其控制柜的接线比较复杂，而且系统的运行故障率比较高，再加上耗电量也比较大，在现代复杂的工业生产过程，不能采用比较传统的继电器控制方式来控制温度。

经过工业革命的技术发展，可编程控制器PLC可以完美代替继电器来控制工业生产过程中的温度。PLC是一个集成的控制器，它本身就具有自动处理模拟信号、数字信号和工业网络的处理能力，正因为这个优点，PLC在我国的温度控制系统加热生产中得到大幅的应用与实现，所以PLC逐渐能够在过程控制中得到应用。PLC能够应用在远程的控制系统与现地控制系统，同时具有应用面相当广，可靠性也相当高，编程相当简单的特点。PLC具有开关量控制输出也就是具有继电器控制功能的特点，同时具备各种模拟信号的采集，以及各种高功能模块的数据输入与控制，将开关量信号与模拟量信号综合为一体，实现远程控制，开环控制，闭环控制等控制能力，能够适应各种复杂生产工艺与自动化生产线。PLC在配合人机界面的操作界面的应用，在实现工业自动化生产中加热炉的温度控制系统将起到关键的作用，实现与满足加热控制工艺的需要。

2 温度控制系统设计

本文温度控制系统设计的控制参数是温度，温度的采集是有时间滞后的因素。温度会随着炉体的加热随时发生改变，温度变化通过温度传感器接入系统的控制器。本系统设计采用松下品牌PLC来控制系统的加热与温度采集，温度传感器接入到PLC控制器的输入模块，将温度信号转化成电信号，再经过PLC数据信号转化成数字信号，并保持到PLC存储器中，通过软件编程与用户在人机界面上设定的目标温度值进行对比，数字量输出模块按一定方式输出控制量，然后接通固态继电器控制炉体加热器的通断，进而控制炉体的升温加热。系统的人机界面通过其串口可以与松FP2系列进行实时数据通信，能够实时显示加热控制系统的温度数值。本文温度控制系统设计包括以下几个设计步骤：硬件选型设计、软件编程设计、参数整定等。

2.1 硬件选型设计

温度控制系统设计的硬件选型是设计控制系统的关键一步。在设计温度控制之前要根据该系统的受控对象、参数和控制要求，选择合适系统的控制器、控制方式、温度传感器和适合用户的操作界面等等。本系统CPU型号选FP2-C2L作为系统的核心控制器模块，与温度输入模块进行数据交换。温度的实时监控则选用松下的模拟量输入模块FP2-AD8X，温度传感器选择S型热电偶输入可以检测加热炉体1300度以内的温度，热电偶传感器接到模拟量输入模块，模拟量信号转化成数字量信号传输到PLC，经过处理后数据保存到CPU的数据存储器WX通道中。固态继电器选用台湾阳明，型号为SSR-F40LA，温度输入模块采集的温度送到PLC后会与系统设计的目标值进行对比并进行PID调节，PID控制器数字输出转化成占空比输出，实现加热器的加热升温。前面的数字量输出模块可以选用16个开关量输出的FP2-Y16T。温度控制系统中的人机界面选用经济实用的威纶7寸屏TK6070IP，松下PLC控制器与威纶人机界面的通讯方式采用串口无协议通讯自助完成数据交换，松下PLC能够时刻读取的加热炉体的温度数据，威纶人机界面将显示加热炉体的温度数值。本系统的硬件设计架构如图1所示：

图1

2.2 软件编程设计

PLC的软件编程设计，首先PLC上电后应该执行初始化内存寄存器，通过R9013特殊继电器初次上电扫描执行产生初始化脉冲进行程序初始化。实时将温度通道WX的温度值写入到DT寄存器中，同时PID控制指令F355各PID参数设定值指定给DT寄存器，写入相应的寄存器，使程序启动后系统开始对加热炉体进行温度PID采集控制。温度传感器即本系统使用S型热电偶传感器将炉体测量的实际温度经过接入温度模块AD8X单元后产生一个电信号，温度模块经过模拟量输入通道CH0的模数转换后成为对应的数字量，PLC内存会得到实际的温度值为寄存器通道WX除以10的商。这样PLC内部的PID过程控制会自动计算出实际温度值与温度目标值的偏差值在一定周期内输出一定占空比通断固态继电器，接通炉体的加热器，实现PLC系统自动进行内部PID过程控制和自动加热控制温度。

3 PID的参数整定

软件编程中PLC内部的PID参数整定也是温度控制系统的重要内容。PLC的PID参数包括温度过程控制中的比例P参数，积分I时间参数，微分D时间参数的数值。在广泛的PID调节器工程应用中，PID参数整定方法主要有两类，一类是理论计算法，一类是工程整定法。理论计算法当然是通过理论计算得出被控对象的PID参数值，而工程整定法则是通过实际工程控制调节各参数。从而我们就利用了工程整定法进行PID现场自动整定方式，对本加热炉体进行一次PLC内部过程控制的自整定PID参数。

本系统能够通过PLC自身的PID运算指令F355进行完成PID参数自整定控制。这种控制方式是根据加热炉体的实际温度、温度传感器的响应速度及系统的滞后特性等工艺特性曲线，由PLC自动计算出与加热器匹配的调节参数，自动约束加热器的加热功率，进而对加热炉体进行温度工艺调节，并能够在升温过程进行优化。首次使用加热系统前需要对系统进行一次PID参数自整定升温过程，根据此系列的PLC参数设置方法，需要将F355参数控制模式改成H8000自整定控制模式，进行升温控制，达到稳定状态后，完成整个自整定过程后参数会自动反映到PID参数区域，通过修改这三个参数后直接写入到温度控制系统的实际加热中，系统实现在用户设定温度目标值的准确控温。

经过系统进一步的参数测试，温度控制系统的可能会因为加热器或者热电偶的原因会产生系统一定温度波动，这种情况需要更进一步进行参数调整，再对系统重新进行一次PID参数自整定。

【参考文献】

[1]努尔哈孜・朱玛力.可编程序控制器在电炉温度控制系统中应用的研究[J].新疆大学学报，2006，13（2）：267-268.（下转第320页）

（上接第318页）[2]宋乐鹏.基于PLC控制的加热炉温度控制系统[J].可编程控制器与工厂自动化，2007（5）：70-71、76.

[3]倪涛.基于PLC控制的加热炉温度控制系统[J].产业与科技论坛，2011（20）：75-76.

plc控制篇7

关键词：龙门吊；PLC；电气控制系统；

中图分类号：TM32 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-08-00-01

电磁式龙门起重机的工作环境比较恶劣，频繁地时开时停、接电次数多，主钩所用的电动机经常处于启动、调速、制动和正反转的工作状态。负载不规律、时重时轻，经常要承受较大的过载和机械冲击。

PLC是可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟

增设PLC可以很大程度上减少继电器接触器的使用量，这样一来最大的好处就是直接降低了故障率。因为在继电器接触器控制的龙门吊等起重设备中所出现的故障大约有60%是继电器接触器的故障。继电器接触器的触点、铁心、线圈由于震动、油污、灰尘、大电流等造成结构损坏、触点烧蚀粘连、线圈烧毁等故障。这些问题的直接结果就是使设备停用影响生产，造成一定的经济损失，特别是码头泊位、船台等一线作业场所使用的起重设备一旦停止运行损失将会很严重的。其次，继电器接触器控制接线量大，线路复杂，在后期的使用维护维修是比较麻烦。龙门吊电气控制系统由若干个电气控制子系统组成，其中起升部分的电气控制系统既是整个电气控制系统的关键。

起升控制电路部分为整个龙门吊电气控制系统中十分关键的部分，龙门吊主要任务就是起吊重物，因此这部分的主电路和控制电路不但要能满足不同负载起重的需求还要求安全系数高。起升一般有以下几种工作状态，主钩上升、主钩下降、制动与启动、主钩慢速、主钩中速、主钩快速，起升机构对拖动系统有一定的要求，要满足以下几点要求：（1）空钩时要求能够快速升降以减小辅助工时，轻载时的提升速度应大于额定负载时的提升速度，但是鉴于龙门吊的提升高度一定，一般能满足空钩速升速降即可，而轻载时的速度没有什么特殊要求。（2）有一定的调速范围和适当的低速区，低速区时则主要是针对提升重物开始消除传动间隙张紧钢丝绳或重物到达预定位置时能够准确平稳地放下到预定位置。（3）下降时根据负载的大小，电动机可以是电动状态也可以是倒拉反转制动状态或者是再生发电制动状态。（4）在制动时为了安全可靠应采用电气制动和机械抱闸制动相结合。

目前PLC的I/O点数平均价格还是比较高的，应该合理选择点数，既不能不够用也不能浪费点数，此外还要留有一定的裕量，一般在保证够用的基础上在留有10%-15%的备用端子，主要是为以后的技改做准备。根据原有继电器接触器控制系统估算在改造后龙门吊起升PLC控制中输入输出点数均在20个以内。输入端子都是开关量输入没有涉及到模拟量，因此不需要考虑模拟量模块的选型。输出端子选用继电器输出型的，因为继电器输出型电压范围宽、导通压降小、价格便宜，即可以控制交流负载也可以控制直流负载。PLC 的基本单元就可以满足要求也不需要另外增加模块扩充点数。

PLC的接线图主要有PLC和外部继电器、开关器件的接线，PLC和变频器之间的接线。在这里用接线号表示硬线之间的连接。PLC的输出端子信号一部分作为变频器的输入信号，控制变频器以此进一步控制起升电动机的升、降、快中慢三速。PLC的输入信号主要来自外部的控制器、空开触点、按钮、限位，还有变频器的故障和运行信号反馈。

系统的模拟调试。将设计好的程序写入PLC后，首先逐条检查，并改正写入时的错误。用户程序一般现在实验室模拟调试，实际的输入信号可以用开关按钮来模拟，各输出量的通/断状态用PLC上有关的发光二极管来显示，一般不接实际负载。可以根据更能图表，在适当的时候用开关或按钮来模拟实际的反馈信号。在调试时应充分考虑各种可能情况，对系统各种不同的工作方式、有选择序列的功能表图中的每一条支路、各种可能的进展路线都应该逐一检查，不能遗漏。发现问题后应该及时修改梯形图和PLC中的程序，直到在各种情况下输入量、输出量之间的关系完全符合要求。如果程序中某些定时器或计时器的设定值过大，为了缩短调试时间，可以在调试时将他们减小，模拟调试结束后在写入他们的实际设定值。再设计和模拟调试程序的同时可以设计、制作控制台或控制柜，PLC其他之外的硬件安装、接线工作也可以同时进行

基于继电器接触器控制的该龙门起重机电气控制系统总体比较简单，但是其自动化程度和安全稳定性已经无法满足实际生产的需要，经过PLC控制系统的设计改造后，龙门吊的整个控制系统的自动化程度、系统稳定性、工作性能都有所提高，设备故障率明显降低、人机操作性能得到改善、维护检修周期变长、使用寿命得到了延长。这些都说明了龙门吊起升PLC控制系统设计是符合生产需要的，达到了设计预期目标.

参考文献：

[1]龚仲华.变频器从原理到完全应用.北京：人民邮电出版社，2009年

[2]秦长海，董昭.可编程控制器原理与应用技术.北京：北京邮电大学出版社，2009年

[3]高安邦，薛岚，刘晓燕.三菱PLC工程应用设计.北京：机械工业出版社，2011年

[4]杨后川，张春平，张学民.三菱PLC应用100例.北京：电子工业出版社，2011年

plc控制篇8

【关键词】恒压供水 PLC 变频器

引言

随着科学技术的发展，也伴随着生活水平的提高，从而加大了人们对于生活质量的要求，尤其是在饮用水方便面，人们更是关心它的质量问题。所以，为满足这种需求，变频恒压供水系统便应运而生，高密度的应用在我们的生活中。但是，对于旧的系统以及设备的改造过程中，时常会出现一些问题。本文便就这些问题展开思考，以水塔为例，在尽量少的改动原有设备的基础上来解决实际中遇到的麻烦，这不仅仅表现出变频控制恒压供水的技术含量，而且，也是最关键的，大大提高了效率，减少了资金的投入，从而缩小的成本，提高收益。

1 恒压供水的原理

人们对水质量的要求的提高，给现实的水系统供应造成了很大的压力。一方面不希望用水受到压力波动的影响，另一方面，对于用水的简单化，安全化，可靠化要求更是与日俱增，尤其是发生事故时候对于供水的要求更是十分高的。而我们今天探讨的就是能满足这些需求并且解决这些问题的PLC控制的恒压供水系统。

在生活中，系统工作中底恒压值运行，消防供水时候系统是高恒压值运行的。而且，工作的有三台泵，都是更具需要提供相应的服务，采用“先开先停”的原则进入和退出。而且系统有“倒泵功能”，从而延长三台泵的使用寿命，提高工作效率。

以一个三泵消防双恒压无塔供水系统为例来说明，市网来水用高低水位控制器来控制注水阀，它们把水注满储水池，只要水位低于高水位，则自动往水箱中注水。水池的高/低水位信号也直接送给PLC，作为报警用。为了使供水能够持续，水位上下限传感器高低距离没有很大的相差。生活用水和消防用水共用三台泵，平时电磁阀是没有电的，所有的活动都是根据生活用水量来进行判断和标准。而当有火灾事故发生时，三台泵会同时作业，提供消防用水。而当事故结束后会自动装换为生活用水，十分方便。

2 概述PLC

PLC的全名为可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。而现在可编程控制器是一种数学运算操作的电子系统，专为在工业环境下的应用而设计。

他的基本结构包括，电源，中央处理单元，存储器，输入输出接口电路，功能模块和通讯模块，共六个部分。他的主要特点除了可以满足人们日常简单性，安全性，可靠性的需要，还具有较强的控制性，而且与外部设备的链接方便紧密，更重要的是它小巧，质量也十分轻巧，而且维修起来也十分方便，功能的改进也更加灵活。总而言之PLC具有稳定可靠、价格便宜、功能齐全、应用灵活方便、操作维护方便的优点，这是它能持久的占有市场的根本原因。

3 关于系统硬件的设计概况

首先要对控制任务进行详细的分析，把所有的I/O点找出来包括开关量I/O模拟I/O以及他们的性质。其次，我们要解决些问题，第一，PLC的是不是可以完全的完成控制工作，所以要对各种PLC有一个透彻的了解。第二就是价格的问题，PLC的功能不同，分类不同，所以价格也是千差万别的，这个是必须要考虑的因素。第三就是使用者的个人偏爱问题，每个人可能会根据自己以往对于PLC的使用情况，对于PLC的选择方面做出判定。

PLC的普通输入输出端口均为开关量处理端口，使PLC能完成模拟量的处理，常见的方法是为整体式PLC加配模拟量扩展单元。模拟量扩展单元可将外部模拟量转化为PLC可处理的数字量及将PLC内部运算结果数字量转换为机外可以使用的模拟量。模拟量扩展单元有单独用于模/数转换的，单独用于数/转换的，也兼有模/数和数/模两种功能的，以下介绍S7-200系列PLC的模拟量扩展模块EM235，它具有四路模拟量输入及一路模拟量输入，可以用于恒压供水控制中。

4 系统程序的设计问题

对于系统程序的设计问题我们需要注意三个方面，那就是由“恒压”要求出发的工作泵组数量控制管理问题，多泵组泵站泵组管理规范问题和程序的结果以及程序功能的实现的问题。注意好这三方面，系统的程序设计应该就没有问题了。

5 结束语

本次论文，让我学到了很多，感受良多。在论文中，我把专业的知识付诸于实践活动中，解决实际问题，让它经历实践的检验，学以致用。当然科学技术对于生活进步的重要意义更是让我有了更深的感悟。

参考文献

[1]王永华.现代电气控制及PLC应用技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2003年.

[2]张万忠.可编程控制器入门与应用实例[M].北京：中国电力出版社，2005年.

[3]周万珍、高鸿斌.PLC分析与设计应用[M].北京：电子工业出版社，2004年.

[4]程周.可编程控制器原理与应用[M].北京：高等教育出版社2003年.

作者单位