plc控制系统范文
时间：2023-03-19 06:11:10
plc控制系统范文第1篇
【关键词】控制系统；PLC；温室
农业从古至今一直是我国经济基础，在国家发展中占有重要的地位。随着人们生活水平的提高，人们对农作物的生命期、品种都有了更高的要求，如四季能吃到绿色菜以及买到想要品种的鲜花。因此温室现在越建越多，建温室的重要保证参数就是植物的生长要素，即光、温度、湿度和CO2，本论文就是论述如何用PLC技术对温室进行控制。
一、确定控制系统方案
（一）控制对象
1.温度
植物生长的温度是在一个范围内，虽然最适宜温度植物长得很快，但是往往因为消耗有机物太多，会出现长的细长现象。控制系统的控制温度范围要略低于植物最适宜温度。
2.湿度
空气的湿度太大会造成之无病虫害，但是要保证空气湿度低的同时要有充足的水分由土壤供给植物。
3.光照
植物生长需要光照，这样才能进行光合作用，不同植物的光补偿点不同，因此事宜温度范围也不同，同时人们可以控制光照时间和强度来控制植物的生长速度。
4.CO2
植物生长需要光合作用，光合作用需要的一个物质是CO2，植物的光合作用随着CO2的浓度增大而增强，但是浓度过高反而会抑制植物光合作用，因此二氧化碳浓度的控制范围要与农作物相适应。
（二）PLC控制系统
PLC是可编程逻辑控制器，它可以通过编程方式完成传统的继电器-接触器的逻辑控制，PLC的控制系统性能稳定，价格便宜，开发容易，性价比高，缺点就是人机交流困难。
（三）控制系统的方案确定
本控制系统方案为各参数的自动控制，当传感器检测的温湿度、光照以及CO2超过范围时，PLC控制系统会发出指令，控制执行机构如天窗的电动机等动作，使温室参数达到用户要求。
二、控制系统软硬件设计
（一）控制要求
随时检测控制对象温湿度、CO2浓度和光照参数，并保证参数在控制范围内。控制系统设计流程如图1所示。
（二）硬件设计
1.根据控制系统输入输出的点数，对PLC型号进行选择
（1）PLC开关量点数确定
（2）根据PLC开关量点数确定PLC型号
由上表可得输出点13个，输入点14个，考虑到应有输入输出端子的余量，选择S7-200cpu226型，其有24/16个I/O口。
2.模拟量模块的选型
对于温湿度、CO2和光强传感器都输出模拟信号，需要PLC扩展模拟量模块。温湿度传感器分别要在温室的上下南北四处检测，因此输入10路模拟量信号，因此选择EM235模块3个（此模块4AI/1AO）。
3.温湿度、光照以及CO2检测元件选型
选择HMD40温度传感器，Poi88-c光强传感器，TGS4160型CO2传感器以及A1203型湿度传感器。
4.进行电路设计
控制电路简图如图2所示，主电路同传统继电器-接触器电路。
（三）软件设计
以光照的控制为例，比较光照传感器的值，如果超过上限，则打开遮光帘，如果在范围内，则遮光装备动作不变，低于下限值收起遮光装备并且打开光照灯。
最后，要进行整机调试。调试时先启动控制电路，断开主电路，等确定程序和控制电路无误后，在进行整机调试。
参考文献
[1]何川.基于PLC的智能温室监控系统[D].电子科技大学专业学位硕士学位论文，2013.
plc控制系统范文第2篇
关键词PLC控制系统；设计原理；设计方案；研究
Abstract the PLC control system, has been widely used in the practical operation and application related, and in-depth research and analysis to the efficiency, help to strengthen the operation accuracy and work. Main influence factors of the PLC control system was analyzed, and the analysis of its basic design, from a practical point of view, detailed describes the principle of PLC control system, the way of progress and development, promote the technology to better, and make positive contributions to the related progress.
Keywords: PLC control system; design principle; design; study
中图分类号：TN108.1 文献标识码：A 文章编号：
引言
PLC系统指的是可编程序控制器系统，其专门服务于相关的工业设计控制以及商业的制造，并且在制造商以及在相关的设计过程当中，采取了多个层次多结构的干扰措施，保证相关系统能够在较为恶劣的工作环境当中和较强的机电设备一起进行相关的工作。PLC控制系统的运行稳定性以及可靠性较高，同时，对于PLC的整机而言，其平均的无故障工作时间一般可以高达上万小时。现今，随着计算机科学技术的不断发展以及相关理论技术的进步，PLC的功能也逐渐的变得强大起来，使用的便捷性也在逐渐的增强当中。但是其相关的整机可靠性，只是指的系统的可靠工作前提，还需要针对相关的设计以及安装过程，采取一定的措施进行调整和加强，才能够在最大的程度之上保证系统的正常稳定运行。所以，深入的针对PLC应用之中的可靠性以及抗干扰性，是相关技术的重点和要点。
影响PLC控制系统的主要因素
PLC控制系统，其主要是由相关的生产现场设备以及PLC共同构成，PLC当中包含有中央的处理器、扩展机箱设备、主机箱以及相应的网络外部连接设备装置，而在生产的装置当中，主要有接触器、继电器、各种类型的开关、安全保护装置、极限位置、仪器表盘、传感装置、接线盒以及接线的端子、电源线、电缆线、信号线以及电动机装置等。其中的任何一个设备出现相应的故障，都会在一定程度之上影响系统的正常稳定运行和工作，所以，综合的对其中的每一个设备进行全面并且细致的分析和研究，分析其对于系统的可靠性影响的实际程度，是不断的提升系统的可靠性设计并且提升控制系统的稳定工作当中居委重要的工作环节。针对PLC其本身而言，相关的工作稳定性是比较高的。一般的来讲，其平均的无故障运行时间可在上万小时以上。根据相关的研究资料，在PLC系统的故障当中，系统的故障主要发生于相关现场的生产设备当中，PLC的故障仅仅占到了综述的5%左右。
PLC控制系统的相关设计方案
针对电控系统而言，可靠性设计的主要任务，在于针对系统的相关故障、可能发生的问题等，进行有效并且准确的预测和分析，同时进行相关的防范，确定消除存在于系统当中的一些较为哦薄弱的环节，同时保证系统的工作能够达到规定的需求，保证其运行之时的可靠性。其中的相关设计方案，包含有制定并且贯彻执行可靠性的设计基本准则，针对系统的热设计、耐热计诶、电磁兼容性的设计、动态设计等，进行全面的分析，进一步的保证所有工作正常稳定进行。
2.1使用技术成熟的技术以及质量较高的元件
所谓技术的成熟，指的是在相关系统的设计当中，所选择的PLC和类似的系统设计，经历了一系列生产以及实践应用的考验，并且相关的设计人员，对于技术的使用和操作等，也有着较好的掌控能力。一般的来讲，设计出一个PLC系统，所使用的成熟技术应该占到系统设计的75%以上，因为要保证系统在投入使用之后，要想达到基本的工作效果，就需要全面的掌握技术的关键，另外一个方面，由于系统的检修机会较少，所以，针对一些成熟技术的运用，是相关系统设计当中的关键内容。
2.2设计相关的故障检测程序
在设计故障的检测程序当中，主要有两种类型的检测方法。第一种，是时间故障检测法，主要是针对系统控制当中的相关工作循环的时间规定，来作为基本的参数，在检测工作同步进行之时，设定一个相关的定时装置，检测机械设备的主要工作状态；第二种，是逻辑错误检测方法，针对PLC控制系统在进行相关工作之时，各种类型的输入信号以及输出信号，对于其中存有的一定的逻辑关系，确定各个装置设备之间的联系，进而保证各个设备装置之间能够正常稳定的运行，对其工作进行保障。
2.3合理的配置PLC以及硬软件的资源
在相关的设计程序当中，针对大型和中型的PLC控制系统装置，可能需要采用多种多样的冗余方式，来进一步的确保系统运行的可靠性。例如在核电站以及有毒的化工生产制造环境当中，一些中央处理器的双机热备、冷备的冗余，则是较为常见的一种设计的方式。另外一个方面，双系统当中的冗余，即中央处理器以及全部的输入装置和输出装置，完全冗余，在一些时候也是必不可少的。对于设计出来的新系统，硬件以及软件资源，不能够占用耗尽，并且在硬件设计之上，至少需要保留出15%左右的冗余。在软件的编制过程当中，也需要注意对于用户相关计算机资源的需要量和实际用量。尤其是一些中间的继电装置、中间数据以及计数器、定时器等，要设置出一定的余地，因为其在程序的调试以及试运行之后，难免的会对相关设计方案进行修改和补充，有时候还需要重新的编写，所以设置出一定的余地有着较为重要的作用和意义。
硬件及软件的设计
根据上文的详细阐述和分析，可以对现今PLC控制系统的主要设计以及设计当中的注意事项等，有着详细的了解和掌握，接下来，将针对硬件以及软件的设计进行全面的分析和研究，力求更好的推动此项技术的进步和发展。
3.1电路的设计
针对电路的设计，应该保证其合理性和设计的可靠性，同时，为了更好的保证系统的设计安全，需要在有可能发生机械损坏的部分，设置相关的联锁回路。同时，针对触摸屏的设置，应该重视其中的普通指示灯以及一些相关的指示仪器设备，重视其基本的功能和作用。另外一个方面，对于紧急的停机按钮，也不能够忽视其中的设计要点，为了更好的保证系统的安全性，需要在多个关键性的地点设置多个紧急的停机按钮。
3.2输入点滤波以及输出点的备份
许多型号的PLC可以对其输入点进行一系列相关的滤波设定，来进一步的减少其中输入信号对于操作的干扰。如果，PLC的输入不能够进行相应的滤波设定，则可以根据在编程之时进行软件滤波。针对输出点的备份，也是相关软件设计当中的重点环节。PLC的继电器，一般的来讲，容量都比较小，按照相关的规定，其荣来那个使用的寿命较长，但是，在实际的操作过程当中，有些个别的点，会由于一系列的原因而导致操作的失败，所以，在进行相关程序的设计之时，可以很好的利用空余的输入输出点，来进行备份。
结束语
综上所述，根据对PLC控制系统进行详细深入的研究和分析，细致的阐述了硬件的设计、软件的设计以及相关控制系统的设计方案对策，针对其中存有的问题和不足之处，进行了研究，力求更好的推动此项技术的进步和发展。
参考文献
王磊.浅议PLC控制系统的设计【J】.现代工业设计，2009.7
李强.论PLC控制系统的操作和实现【J】.机床电器，2008.6
plc控制系统范文第3篇
一、前言
可编程控制器（PLC）是以微处理器为基础，综合计算机技术、自动控制技术和通信技术，面向控制过程、面向用户，适应工业环境，操作方便的数字式电子装置。它使用可以编程的记忆单元来存储指令，执行数字和逻辑运算，并通过数字量的输入、输出实现对工业生产过程的控制。就PLC本身来说，在设计和制造过程中厂家已采取了多层次的抗干扰措施，具有一定的稳定性和可靠性，但由于PLC的应用场合越来越广，应用环境越来越复杂，所受的干扰也就越来越多。如来自电源波形的畸变；现场设备产生的电磁干扰；接地电阻的耦合；输入元件的抖动等各种形式的干扰，都可能使系统不能正常工作。因此，研究PLC控制系统抗干扰信号的来源、成因及其抑制措施，对于提高PLC控制系统的抗干扰能力及可靠性具有重要意义。
二、PLC控制系统的安装和使用环境
PLC是专为工业控制设计的，一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工业环境中使用。但是，在PLC控制系统中，如果环境过于恶劣，或安装使用不当，将会降低系统的可靠性。PLC使用环境温度通常在0℃～55℃范围内，应避免太阳光直接照射，安装位置应远离发热量大的器件，同时应保证有足够大的散热空间和通风条件。环境湿度一般应小于85%，以保证PLC有良好的绝缘。在含有腐蚀性气体、浓雾或粉尘的场合，需将PLC封闭安装。此外，如果PLC安装位置有强烈的振动源，系统的可靠性也会降低，所以应采取相应的减振措施。
三、影响PLC控制系统稳定的干扰类型
1、辐射干扰。能产生空间辐射电磁场的设备均能影响到PLC的正常运行。如，大的电力网络、电器设备的暂态过程、运行中的高频感应加热设备以及雷电等。若此时PLC置于其辐射场内，其信号、数据线和电源线即可充当天线接受辐射干扰。此种干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场的大小、频率有关。
2、传导干扰
（1）来自电源的干扰。在工业现场中，开关操作浪涌、大型电力设备的起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等均能在电网中形成脉冲干扰。PLC的正常供电电源均由电网供电，因而会直接影响到PLC的正常工作。由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间的电磁干扰而产生持续的高频谐波干扰。特别在断开电网中的感性负载时产生的瞬时电压峰值是额定值的几十倍，其脉冲功率足以损坏PLC半导体器件，并且含有大量的谐波可以通过半导体线路中的分布电容、绝缘电阻等侵入逻辑电路，引起误动作。
（2）来自信号传输线上的干扰。除了传输有效的信息外，PLC系统连接的各类信号传输线总会有外部干扰信号的侵入。此干扰主要有两种途径：①通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰；②信号线上的外部感应干扰，其中静电放电、脉冲电场及切换电压为主要干扰来源。由信号线引入的干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。若系统隔离性能较差，还将导致信号间互相干扰，引起共地系统总线回流，造成逻辑数据变化、误动作甚至死机。
3、地电位的分布干扰。PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。地电位的分布干扰主要是各个接地点的电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，从而引起地环路电流，该电流可能在地线上产生不等电位分布，影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。由于PLC工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存贮，造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。
4、PLC系统本身产生的干扰。产生这种干扰的主要原因是系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射。如，逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响；模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。
四、抗干扰设计
1、选择抗干扰性能好的设备。在选择设备时，首先要选择有较高抗干扰能力的产品，其包括了电磁兼容性，尤其是抗外部干扰能力，如采用浮地技术、隔离性能好的PLC系统；其次还应了解生产厂家给出的抗干扰指标，如共模抑制比、差模抑制比、耐压能力、允许在多大电场强度和多高频率的磁场强度环境中工作等；再次是靠考查其在类似工作中的应用实绩。在选择国外进口产品时要注意，我国是采用220V高内阻电网制式，而欧美地区是110V低内阻电网。由于我国电网内阻大、零点电位漂移大、地电位变化大，工业企业现场的电磁干扰至少要比欧美地区高4倍以上，对系统抗干扰性能要求更高。在国外能正常工作的PLC产品在国内工业中就不一定能可靠运行，这就要在采用国外产品时，按我国的标准（GB/T13926）合理选择。
2、综合抗干扰设计。主要考虑来自系统外部的几种抑制措施，内容包括：对PLC系统及外引线进行屏蔽以防空间辐射电磁干扰；对外引线进行隔离、滤波，特别是动力电缆应分层布置，以防通过外引线引入传导电磁干扰；正确设计接地点和接地装置，完善接地系统。另外，还必须利用软件手段，进一步提高系统的安全可靠性。
五、主要抗干扰措施
1、对电源干扰的抑制。PLC系统电源必须要与整个供电系统的动力电源分开，一般在进入PLC系统之前加隔离变压器，并合理布置电源线，强电与弱电电缆要严格分开。电网干扰串入PLC控制系统主要通过PLC系统的供电电源（如CPU电源、I/O电源等）、变送器供电电源和与PLC系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。现在对于PLC系统供电的电源，一般都采用隔离性能较好的电源，而对于变送器供电电源以及和PLC系统有直接电气连接的仪表供电电源，并没受到足够的重视。虽然采取了一定的隔离措施，但普遍还不够，主要是使用的隔离变压器分布参数大，抑制干扰能力差，经电源耦合而串入共模干扰、差模干扰。所以，对于变送器和共用信号仪表供电应选择分布电容小、抑制带大（如采用多次隔离和屏蔽及漏感技术）的配电器，以减少PLC系统的干扰。
2、对线间干扰的抑制。PLC控制系统线路中有电源线、输入/输出线、动力线和接地线，布线不恰当则会造成电磁感应和静电感应等干扰，因此必须按照特定要求布线，如尽可能的等间距，以及避免线路绕圈等。不同类型的信号分别由不同电缆传输，信号电缆应按传输信号种类分层敷设，严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号，避免信号线与动力电缆靠行敷设，以减少电磁干扰。
3、硬件及软件抗干扰措施。信号在接入计算机前，在信号线与地间并接电容，以减少共模干扰；信号两极间加装滤波器可减少差模干扰。硬件抗干扰措施的目的是尽可能地切断干扰进入控制系统，但由于干扰存在的随机性，尤其是在工业生产环境下，硬件抗干扰措施并不能将各种干扰完全拒之门外，这时可以发挥软件的灵活性与硬件措施相结合来提高系统的抗干扰能力。如，利用“看门狗”方法对系统的运动状态进行监控；数字滤波和工频整形采样，可有效消除周期性干扰；定时校正参考点电位，并采用动态零点，可防止电位漂移；采用信息冗余技术，设计相应的软件标志位；采用间接跳转，设置软件保护等。
4、正确而有效的接地也是抗干扰的重要措施。接地的目的通常有两个：其一为了安全，其二是为了抑制干扰。完善的接地系统是PLC控制系统抗干扰的重要措施之一。接地在消除干扰上起很大的作用。系统接地方式一般有浮地方式、直接接地方式和电容接地三种方式。对PLC控制系统而言，它属高速低电平控制装置，应采用直接接地方式。由于信号电缆分布电容和输入装置滤波等的影响，装置之间的信号交换频率一般都低于1MHz，所以PLC控制系统接地线采用一点接地和串联一点接地方式。集中布置的PLC系统适于并联一点接地方式，各装置的柜体中心接地点以单独的接地线引向接地极。如果装置间距较大，应采用串联一点接地方式。用一根大截面铜母线（或绝缘电缆）连接各装置的柜体中心接地点，然后将接地母线直接连接接地极。接地线采用截面大于20mm2的铜导线，总母线使用截面大于60mm2的铜排。接地极的接地电阻小于2Ω，接地极最好埋在距建筑物10～15m远处，而且PLC系统接地点必须与强电设备接地点相距10m以上。信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；不接地时，应在PLC侧接地；信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，一定要避免多点接地；多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏电缆连接时，各屏蔽层应相互连接好，并经绝缘处理。选择适当的接地处单点接点。PLC电源线、I/O电源线、输入输出信号线、交流线、直流线都应尽量分开布线。开关量信号线与模拟量信号线也应分开布线，而且后者应采用屏蔽线，并且将屏蔽层接地。数字传输线也要采用屏蔽线，并且要将屏蔽层接地。PLC系统最好单独接地，也可以与其他设备公共接地，但严禁与其他设备串联接地。连接接地线时，应注意以下几点：①PLC控制系统单独接地。②PLC系统接地端子是抗干扰的中性端子，应与接地端子连接，其正确接地可以有效消除电源系统的共模干扰。③PLC系统的接地电阻应小于100Ω，接地线至少用20mm2的专用接地线，以防止感应电的产生。④输入输出信号电缆的屏蔽线应与接地端子端连接，且接地良好。
plc控制系统范文第4篇
关键词：CIP系统；PLC；控制；触摸屏
就地清洗（Clean In Place），简称CIP，是用水和清洗液对设备管道在原位进行循环冲洗，而无需拆开设备的一种清洗技术。随着近几年乳品饮料行业的高速发展，生产线自动化程度不断提高，对设备的要求越来越高，相对于传统的手动、半自动CIP系统相比，基于PLC控制的全自动CIP系统以其高效、清洗质量可靠等特点逐渐被越来越多的厂家所认识和接受，大有取代旧式手动CIP系统之势。本文对基于PLC控制的全自动CIP系统的基本设计进行了阐述。
1 CIP系统介绍
该系统由水缸、酸缸、碱缸、平衡管、板式换热器、清洗泵及控制系统等组成。为了简便起见，现以单路清洗系统为例进行介绍，每个缸内都装有浮球液位开关，用于罐体液位的在线自控；平衡管内装有液位开关，用于控制运行过程的补充用水；回流管路上装有浓度传感器，用于酸碱清洗液的自动调配、在线检测以及控制酸碱液的回收；换热器出口及回流管路上装有温度传感器用于在线检测温度，然后通过蒸汽调节阀V110控制清洗温度达到设定要求；在换向板上装有接近开关，用于防止设备被误操作清洗。
该系统可以完成碱清洗、酸清洗、酸碱清洗、消毒四项清洗工艺。典型的酸碱清洗流程一般包括：冲水、碱循环、碱回收、冲水、酸循环、酸回收、最后冲洗。在上述自动流程中，每一步骤又有不同的时间、温度要求，用户可以根据自身清洗要求进行设定。其他三项清洗工艺流程也基本大同小异，只是为满足清洗的特定要求，简化了某些步骤。
2 控制系统硬件构成
根据系统控制要求，考虑系统先进性、可靠性以及以后扩展系统的要求，选用SIEMENS S7-300系列PLC，该系列控制器功能强大，性能稳定。硬件配置如下：（1）电源模块：PS307/5A； （2）中央处理模块：CPU315-2DP（可满足以后利用PROFIBUS-DP总线远程监控要求）；（3）数字量输入模块：SM321 DI 32×24V；（4）数字量输入模块：SM321 DI 16×24V；（5）数字量输出模块：SM322 DO 32×24V/0.5A；（6）模拟量输入模块：SM331 AI8×12BIT；（7）模拟量输出模块：SM332 AO 2×12BIT；（8）触摸屏： TP270-10
3 系统软件设计
（1）系统通讯。S7-300 PLC自带MPI接口，MPI 允许主-主通讯，主-从通讯，无需其他通讯模板，本系统触摸屏（HMI）与PLC之间要求相互之间有信息交流，所以采用MPI协议通讯，通讯速率为187.5kbps。
（2）PLC程序设计。采用基于WINDOWS环境的SIMATIC Manager-STEP7 V5.2+SP1编程软件进编程。系统操作分手动、自动两种方式。手动方式主要为了系统调试和检修时使用，或者有自动化仪表失灵时应急使用。自动方式则根据输入要求自动完成整个清洗过程。自动操作连联锁条件多，控制参数包括温度、液位、浓度、流量等都需要根据加工顺序段不断改变，控制程序为典型的时间顺序控制程序。
根据系统控制特点采用模块化结构编程，这种编程方法结构简单、清晰、可读性强，便于程序编程和调试。整个CIP程序由主程序和七个子程序组成。主程序主要完成系统初始化，执行各事件中断处理程序及根据系统功能调用子程序。对子程序的调用在各控制段调用相应的控制参数，控制子程序的运行。
子程序：①清洗液调配程序，根据输入请求自动启动气动隔膜泵及相关阀门，抽取适量浓酸、浓碱配置酸碱溶液达到要求浓度；②碱清洗程序，根据碱清洗的工艺流程，结合时间、温度、浓度、流量等参数要求，按时序控制相关电磁阀、继电器的动作，控制系统按步骤自动运行。子程序；③完全清洗程序，根据酸碱清洗的工艺流程，结合时间、温度、浓度、流量等参数要求，控制系统按步骤自动运行。子程序；④消毒程序，根据消毒的工艺流程，结合时间、温度、流量等参数要求，控制系统自动运行。子程序；⑤温度控制程序，温度控制是系统控制的重点，对温度的控制采用控制蒸汽调节阀开度的方法来实现，温度信号为4-20mA的电流信号，通过A/D、D/A转换，采用PID控制。在S7-300中集成了PID功能，通过设置PID算法的回路参数表，很容易实现过程量的闭环控制。子程序；⑥参数设定程序，对温度、浓度、时间等参数，通过编程使其可以根据工艺的需要在触摸屏上进行修改，使用方便灵活，PID参数同样也可在触摸屏上设定，以方便调试。子程序；⑦故障报警程序，对检测到的超出设定范围的参数，或者马达过载、压缩空气低压等异常现象，通过触摸屏提示和闪光灯报警，对比较严重的报警，会暂停程序运行，直到故障排除方可继续运行。
（3）触摸屏画面设计。采用 SIMATIC ProTool/Pr0 V6.0 SP2软件进行组态，画面由主菜单、子菜单、下一级菜单组成，各子画面可由“主菜单”画面切入。通过触摸屏组态设计可以达到以下功能：系统操作、系统运行状态监控、工艺参数适时显示，故障报警信息及故障诊断记录显示、工艺参数历史数据查询、工艺参数设定，参数设定采用口令保护，只有持有口令的相关人员才能进入此画面。CIP系统的控制，由于PLC和HMI的引入，其自动化程度显著提高，系统性能更加稳定、操作更加简单。全自动CIP清洗系统的投入使用可以降低生产过程中的清洗成本，保证清洗的彻底和安全，现已得到越
来越多乳品饮料厂家的青睐，经济效益显而易见。
参考文献
［1］SIMATIC HMI Pro Tool/pro Course ST-BPROPRS SIMENS AG 2002.
plc控制系统范文第5篇
关键词：PLC 自动化 控制系统
中图分类号：X70 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）06（a）-0002-02
随着计算机技术和工业自动化技术的不断发展，PLC的产生为工业技术领域带来了一次革新，使工业生产中由原来笨重复杂的继电器-接触器控制系统，变为了轻巧智能的PLC控制系统，提高了控制系统的可靠性、抗干扰性，降低了生产成本，减少了设备故障率，提高了工业生产效率，目前已广泛应用于开关逻辑控制、模拟量控制、运动控制等领域，具有广阔的发展前景。
1 PLC自动化控制系统简介
可编程序控制器，简称PLC，是专为工业环境设计的数字运算操作电子系统。可编程序控制器（PLC）是以微处理器为基础，结合了计算机技术、自动控制技术、网络技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制自动化装置，它具有抗干扰能力强、可靠性高、体积小、编程简单等优点，已发展成为工业控制的基础设备之一。
基于上述PLC的优点，可以看出，PLC自动化控制系统能够大大降低人力和时间的输出，同时改善了工业环境中控制系统线路复杂、修改繁琐等问题。
2 PLC自动化控制系统工作原理
PLC的程序分为系统程序和用户程序，系统程序是不能更改的。PLC对用户程序进行逐行扫描，扫面结束再重新开始，周而复始，即采用的是循环扫描的工作方式。PLC的一个扫描周期可以分为五个阶段，分别是内部处理、通信服务、输入采样、程序执行和输出刷新。内部处理阶段，PLC检查CPU模块中的硬件是否正常，并将监控定时器等元件复位。通信服务阶段，PLC与计算机、触摸屏、变频器等带CPU的智能装置进行通信。输入采样阶段，PLC一次性读取外部信号，并存入到输入映象寄存器中，在某个扫描周期中，即使外部信号改变，输入映象寄存器中的数据在当前周期也不会改变，只有当进入下一周期后才会发生改变。程序执行阶段，PLC按照从上到下、从左到右的顺序依次扫描程序，调取输入映象寄存器和输出映象寄存器中的数据进行计算，并将运算结果存入到输入映象寄存器中。输出刷新阶段，即PLC将元素映像寄存器中的元件状态全部输出到外部电路，来驱动负载，每个扫描周期输出一次元件状态，新的数据会将原有的数据全部覆盖。
3 PLC自动化控制系统应用领域
PLC自动化控制系统广泛应用于工业生产中，目前使用的PLC品种繁多，现场安装有的集中在控制室，也有的被分散在生产车间的设备上。PLC具有较好的抗干扰能力，可以直接安装在恶劣的工业环境中，并能够实现稳定、可靠的运行。其主要应用于以下几种应用领域。
3.1 开关量逻辑控制
PLC是专门应用于工业环境中的计算机。PLC取代了传统的继电器接触器控制系统，实现开关量逻辑控制，顺序控制，这是PLC最基本的控制领域，PLC自动化控制系统能够进行逻辑控制活动，可以控制单台设备，也可以同时控制多台设备，比如注塑机，印刷机，各种机床，自动化生产线等。
3.2 模拟量控制
在工业生产中，需要处理很多连续变化的数据，如温度、压力、速度和流量等。PLC中使用模拟量控制模块，即A/D和D/A转换模块和比例积分微分算法（即PID算法），来处理模拟量，从而实现闭环控制功能。在工业生产过程中，不但实现了全程控制，更有效提高了控制数据的精准度。这种过程控制广泛应用于冶金，石油，化工，锅炉等领域。
3.3 运动控制
圆周运动和直线运动的定位控制都可以用PLC来实现。目前通常使用可驱动步进电机或伺服电机等专用运动控制模块来实现运动控制。根据机械运动特性，PLC还可以通过对脉冲量的控制来实现机械的运动控制，其原理是用PLC向步进电机的绕组发出脉冲。由于脉冲量控制时，其位移量非常小，便有效提高了PLC运动控制的精确度。
3.4 数据处理
PLC可以实现数学运算，数据传送，数据转换，排序，查表、位操作等，也可以对信息进行收集、处理、比较等，还可以把数据传送到其他智能装置，或打印制表。数据多用于柔性制造、造纸、食品加工等大型控制系统中。
3.5 通信及联网
PLC与PLC之间可以通信，也可以和变频器、触摸屏、打印机等智能设备通信。PLC可以通过网口组成工业以太网络，也可以通过串口组成现场总线，这使PLC远程控制的能力增强，体现了PLC在大型控制系统中的重要性。
4 PLC自动化控制系统发展前景
4.1 软硬件标准化
由于PLC种类繁多，各个厂商软硬件并不开放，致使PLC的各种模块不能通用，编程语言差异较大，兼容性差，严重限制了PLC的发展。至此国际电工委员会组成工作组展开了对PLC国际标准的制定工作，为PLC的发展提供了标准化的框架与方向。在此背景下，很多厂商都使用了与IEC61131系列标准相符的指令系统。
4.2 人机界面更优化
PLC的软件性能得到大幅提高，大部分的品牌都有自己的平台和软件，降低开发成本，明显提升了PLC自动化控制系统的能力，目前，应用最广泛的模式就是PLC+网络+IPC+CRT的模式。
4.3 编程工具与编程语言多样化
随着PLC控制技术的不断发展，其编程工具和编程语言也向着多样化发展。除了具有基本的语句表、功能图、梯形图等标称语言，也可以利用组态软件，使编程简单化，大大降低了PLC系统的开发和使用难度。
4.4 网络通信功能增强
PLC的通信能力和网络化是重要的发展方向。PLC可以通过模块与以太网、计算机等组成自动化控制系统。目前应用较为广泛的现场总线有CAN、WorldFI、Profibus 等。通过网络通信技术、图形显示技术和计算机信息处理技术与PLC控制系统的组合应用，很好地满足了现代化工业生产中的复杂控制要求。很多厂商在原有RS232/422/485接口的基础上，新增了其他通讯接口，有利于架构一体化网络系统。
4.5 模块功能性更强
PLC的模块功能向着多样化发展，如远程I/O模块、语言处理模块、模糊控制模块、计算模块、数控模块、高速计数模块、模拟量I/O模块、闭环控制模块、快速响应模块、位置控制模块、通信模块等，使PLC在人机对话、分辨率、实时性精度等方面的功能得到提高。
5 结语
在自动化技术和计算机技术不断改进和革新的大背景下，PLC自动化控制系统具有编程简单、可靠性高、配置灵活、面向用户和生产过程的优势，广泛应用于现代工业中，并成为了现代工业生产控制的重要支柱。
参考文献
[1] 廖常初.PLC编程及应用[M].4版.北京：机械工业出版社，2014.
[2] 靳永超.PLC在电气自控系统中的应用[J].科学导报，2013（12）：302.
plc控制系统范文第6篇
【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控制系统范文第7篇
关键词：PLC干扰；系统控制；安全稳定
1 概述
在电力企业中PLC控制系统多用于辅控车间的程控系统，有的则用于热控保护控制系统，它的稳定性将直接影响到现场设备的安全运行，而它的抗干扰能力则是系统安全稳定的关键。我们现场所使用的PLC控制系统，有的安装在电子设备间或控制间，有的安装在现场盘柜中，有的则直接安装在就地设备上，由于安装地点周围大多设计有电缆沟道、电气设施或就地转动电机等设备，会形成较强的电磁干扰。我们应先分析干扰产生的原因，认真研究消除干扰的方法，再通过有效可行的系统优化及采取相对应的防干扰措施，才能有效的保证PLC控制系统安全稳定运行。
2 电磁干扰的产生以及对PLC控制系统的影响
通过对现场所使用的PLC控制系统干扰来源进行排查，我们发现这些干扰大都产生在电荷剧烈变化的部位，这就是干扰源。
（1）按产生原因不同可分为放电干扰、浪涌干扰、高频振荡干扰等。（2）按性质不同可分为持续干扰、偶发干扰等。（3）按干扰模式不同可分为共模干扰和差模干扰。
3 PLC 控制系统中电磁干扰的主要来源
3.1 来自空间的辐射干扰
空间的辐射干扰主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的。其对PLC控制系统的影响主要通过两条路径；一是直接作用于PLC 内部，由电路感应产生干扰；二是作用于PLC 通信网络，由通信线路感应产生干扰。此类干扰我们可以通过选用合格的屏蔽电缆、系统屏蔽及选用合适的电容元件来消除。
3.2 通过PLC系统的电源线路和I/O信号线路，将外部干扰通过传导的方式作用于系统内部，我们称之为传导干扰
3.2.1 来自电源的干扰
通过对现场PLC控制系统不安全事件的分析研究，我们发现通过电源回路传导的干扰造成系统出现故障的不安全事件较多，作者所在公司已发生多起由于工作电源故障造成PLC控制系统停运进而导致机组停运的不安全事件。
PLC 系统的工作电源一般由所在企业的UPS段和保安段母线电源提供。各段母线都带有大量的电气动力设备、执行机构及转动机械，这些动力设备的启停、转动机械的转机运行调整、执行机构的开关操作等，都会将产生的干扰通过母线电源传导到PLC系统上。
3.2.2 来自I/O信号线路的干扰
PLC 控制系统所使用的I/O信号通过传输线缆，除了将现场的I/O信号送至PLC系统，同时会将干扰信号通过线缆侵入。这类干扰的产生主要有两种原因：一是通过就地变送器或二次仪表的供电电源串入的干扰，可通过采用PLC控制系统通道提供24V工作电源或选用电源与信号相互无扰的二次表计来加以解决；二是信号线缆受到线缆敷设区域存在的电磁感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这类干扰如不加处理所造成的后果是相当严重的。它主要产生于电缆敷设区域存在电气动力电缆或经过大型电气设备。
3.2.3 由于接地系统混乱造成的干扰
PLC控制系统的接地是一项提高系统稳定运行的重要安全措施。通过现场实际考察我们发现，采用正确的接地方式方法，不仅可以有效的消除外部干扰对系统的影响，还可以防止系统对周围邻近设备造成干扰，它的保护作用是双向的。但由于诸多的原因，我们在现场往往使用的接地方式不完全符合规范，结果造成系统干扰，导致PLC系统无法正常工作。作者所在的公司，曾经在机组DCS系统改造过程中由于PLC控制系统的接地设置没有完全遵守规范，结果造成现场诸多设备自启停、模拟量信号乱跳、自动调节紊乱等故障。
3.2.4 由于PLC 系统内部元器件所产生的干扰
PLC系统内部使用了各种不同类型、不同电压等级的电子设备，它们之间也会由于相互的电磁辐射产生干扰。随着PLC控制系统的更新换代，以及电子元器件性能的提高，此类干扰已基本被消除，不会对系统造成影响。
4 怎样才能更好、更简单解决PLC系统干扰
现场所使用的PLC控制系统大多通过企业内部电网采用两套电源，UPS段及保安段电源，再通过电源切换装置进行无扰切换。我们可以在电源切换装置后加装一套不间断供电装置，由它来给PLC控制系统提供稳定可靠的工作电源。不间断供电装置一般满足两个要求：一是外部供电电源失去后在一定时间内仍可对PLC控制系统提供工作电源；而是输出电压稳定无扰动。无论任意一路电源出现故障造成电源切换时，由于不间断电源装置仍然在对PLC系统稳定供电，电源切换产生的干扰仅存在于不间断电源装置内部，而不会影响到PLC系统运行。同时，如出现两路电源均故障，不间断电源装置内部的蓄电池组仍旧可以在一定时段内对PLC系统稳定供电，这就给电路检修恢复提供了宝贵的时间，有效地控制了不安全事件范围，防止事件扩大化。
在PLC控制系统的模块输入端、输出端加装隔离继电器，以解决干扰。
从实际运用情况来看，使用隔离继电器简单方便、可靠；同时隔离继电器带有多路常开或常闭接点，可以更为方便的根据现场设备的运行状况要求进行回路设计；再次，隔离继电器都使用了二极管发光信号，当输入、输出信号回路出现故障时，可以更为直观的判断故障点产生在PLC控制系统内部还是外部回路，给检修维护人员的工作带来了便利。同时，采用隔离继电器还可以有效地防止现场设备高压电窜入系统造成系统设备的损坏。
加强PLC控制系统所在电子设备间或工程师站的安全管理。严格执行电子设备间或工程师站的准入制度，进出电子设备间或工程师站要做好登记，房间钥匙必须由专人保管；严禁在电子设备间或工程师站使用对讲机、手机等无线通讯设备，以防止无线信号对PLC控制系统产生干扰。
在设备安装或改造期间，如果涉及到敷设电缆的作业，必须严格按照电缆敷设的相关规定及规范要求，对使用不同电压的电缆要分层敷设，绝不可以为图省事方便而随意敷设；尤其要注意敷设使用直流高压电的电缆，要尽量避开PLC控制系统输入、输出信号电缆，以防止高电压电缆产生的环流干扰造成PLC控制系统输入、输出信号误发，从而进一步影响到现场设备的安全稳定运行。
采用合格且独立的屏蔽地设置。PLC 控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等均要独立设置，绝对禁止混用。同时，要做好控制系统地线的设置记录，详细记录各地线的来源。在系统停用检修期间，必须对控制系统地线进行全面核查，检查各地线绝缘是否符合规范要求，对发现的地线回路故障及时进行排查处理，确保控制系统的安全稳定运行。
参考文献
[1]DL/T774-2004.火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程[S].
[2]DL/T5175-2003.火力发电厂热工控制系统设计技术规定[S].
[3]GB9361-88.计算站场地安全要求[S].
[4]电力工业技术监督标准汇编（热工监督）[S].
[5]热工控制系统及设备（600MW火电机组系列培训教材第八分册）[S].
plc控制系统范文第8篇
关键词：钻床；控制系统；PLC
中图分类号：TG522 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）3-0085-01
1 钻床作用及原理
钻床就是一种孔加工机床，在制造企业比较常见。利用钻床可以用来钻孔、铰孔、扩孔还可以加工螺纹等。钻床有很多种类，比如多孔钻床、台式钻床、摇臂钻床等，本文就是分析在工厂中常用的Z3040型号摇臂钻床。Z3040摇臂钻床具有容易操作、使用范围广泛、比较灵活等优点，在金属切削、多孔零件的孔加工方面使用较多。摇臂钻床的构造主要有工作台、底座、摇臂、电动机、变速箱等部件构成。Z3040型摇臂钻床的工作原理简单的讲是通过控制电动机来控制摇臂对金属加工的。Z3040摇臂钻床需要电动机系统、液压系统等配合进行，它需要4台电动机工作，既主轴电机、摇臂电机、液压电机、冷却泵电机。其中主轴电机作用是使钻床来回运动，摇臂电机的作用是使钻床能够正反向、上下的运动，液压电机控制钻床加工的厚度，冷却泵电机的作用是给钻床提供冷却液冷却。
钻床加工时，就是通过控制这些电机，生产需要的不同型号。传统上，控制系统就是通过继电器及接触器来实现控制的，由于控制的电机较多，生产速度上就比较慢，又由于线路上比较复杂，如果出现故障，检查、维修上就比较困难，要花很长时间，因此生产效率就很低。并且传统的控制系统也不能实现目前控制的需要，比如，时间、计数控制等。因此提出对摇臂钻床控制系统进行改造，就有比较现实的实用价值。PLC电气控制系统目前在控制系统方面有很大优势，它可以改变目前传统的控制系统，填补低端控制系统的缺陷。
2 PLC及原理
PLC是可编程控制器的简称，它也称为可编程逻辑控制器。PLC是在集成电路、计算机技术基础上发展起来的一种新型工业控制设备。由于它具有控制功能强、可靠性高、配置灵活、体积小、重量轻以及使用方便等优点，目前在我国已广泛的运用在自动化控制的各个领域。目前，随着微电子技术、计算机技术、通信技术、容错控制技术以及数字控制技术的快速发展，可编程序控制器的数量、型号以及品种的发展速度也十分迅速。可编程序控制器的生产厂家比较多，产品型号、规格数也较多，主要是西门子、三菱、AB等公司的，我国目前使用比较常见的是三菱生产的PLC品种。PLC比之传统的继电器以及单片机有很多优势。首先PLC的可靠性高，它的故障率很低，一般可以使用10万小时以上，并且它本身拥有诊断故障的功能，这对维修带来了极大的方便。其次PLC非常的灵活，因为一个可编程控制器有多个输入、输出端口，可以实现多种逻辑控制，只要画好梯形图，就能实现需要的逻辑控制，并且梯形图编程方便，使用简单。最后PLC运行的速度非常快，PLC利用CPU进行计算来控制，相对常规的通过继电器以及大量的触点进行控制，速度当然要快的多。正是PLC这些优点，我们对钻床控制系统的改造要使用PLC。
PLC实质上是一种工业控制计算机，它是专门为工业电气控制而设计的，它是代替常规的继电器、开关控制电路的，所以，PLC控制原理与计算机密切相关。在PLC中有大量的、各种各样的继电器，比如输入继电器、输出继电器、辅助继电器、计数器等，这些继电器不是真正的继电器，而是通过计算机中的储存器来模拟的软继电器，但是它们的作用可以和实物的继电器一样。PLC工作时就是依靠这些继电器通过梯形图一步一步的按照程序进行的。简单的讲，PLC工作原理可以概括为，可编程序控制器，通过执行梯形图，经过输入采样、程序处理、输出刷新结果等阶段，来完成所设计的的控制工作。
3 钻床控制系统的PLC改造
这里的改造都是在原有的钻床部件上面进行改造，只是把原来的继电器控制的改成用PLC中的程序来控制。
3.1 硬件部分的设计
3.1.1 PLC的物理结构
PLC按照物理结构有整体式、模块式和叠装式这几种类型。根据需要，整体式这种物理结构价格比较便宜，并且能够达到控制的要求。因此，Z3040摇臂钻床控制系统的PLC使用整体式这种结构。
3.1.2 PLC端口数
摇臂钻床控制系统需要17个输入端口和11个输出端口，那么PLC的输入端口数和输出端口数应该大于控制系统需要的端口数，因为要考虑留有备用的端口，以备将来升级改造，增加功能。
3.1.3 输入模块
摇臂钻床控制系统的PLC输入模块，我们选择电压为DC24 V的。因为，输入电压虽然有AC110 V和AC220 V，但这些交流的高电压，首先没有直流的低电压安全，对操作人员没有危险；其次，直流低电压再输入电路中，它的延迟时间短，在电路板中连接快，速度就相应的较快。
3.1.4 输出模块
摇臂钻床控制系统的PLC输出模块，我们选择继电器型输出模块。继电器型输出模块适应各种类的触点工作电压，导通压降小，它能够承受较大的瞬间电压和电流。而这些功能，对Z3040摇臂钻床控制系统是完全满足要求的。
结合以上对PLC硬件的要求，可以选择三菱的FP0-C14RS型号。FP0-C14RS PLC这种型号，满足对Z3040摇臂钻床控制系统改造所需要的所有指标。该型号，具有总输入端口20个，总输出端口18个，存储器的容量5K，能够输入电压直流24V，输出的模块是继电器型的。
3.2 软件部分设计
3.2.1 系统开机程序
需要设计一个输入口为停机的端口，还要设计一个准备开的端口。当开机信号输入后，内部继电器要接通并完成自锁，控制系统准备工作。
3.2.2 主电动机的起动控制程序
设计一个程序要求输入主电机工作。当输入主电动机工作信号后，虚拟继电器闭合，输出继电器接通并自锁，这时电动机开始启动。
3.2.3 摇臂控制程序
当内部继电器闭合后，给输入端口继电器接通，同时内部继电器也会接通，同时给控制液压泵电动机启动，这时启动后，电动机控制摇臂放松，当摇臂彻底放松后，做些程序，使摇臂上升，当上升到极限位置时，程序使继电器失电，使摇臂达到一定位置，这就达到控制摇臂的位置。同样要完成摇臂下降的控制，对程序反思维的编写。
3.2.4 控制主轴箱和立柱的放松和夹紧程序
通过内部继电器和定时器延时功能可以完成对轴箱和立柱放松和夹紧的控制，利用梯形图对内部继电器同时接通同时失电，可以达到这种控制。
3.2.5 信号显示程序
信号显示程序比较容易实现，就是通过内部继电器的接通和断开来实现，这里要考虑清楚那个继电器是控制那个电动机的，是得电还是失电要求信号灯亮或者灭。
3.2.6 机器工作信号状态信号
主继电器得电，接通，电源工作状态的指示灯是亮的，这表明机器开始运作，即是工作状态。
4 结 语
钻床控制系统通过PLC改造，需要很多细节的工作，本文由于篇幅的要求，没有画出原理图、梯形图等，也就不能分析每个继电器的功能以及端口的详细作用。因此，本文只是大概的介绍一下对钻床控制PLC改造的思路，许多细节还需要完善。但应该可以看到我们对控制系统的改造思路是正确的。因为PLC是一种功能强大、构造简单、抗干扰能力强、程序简单的一种新型工业控制新方法。本文采用PLC这种与常规不同的控制系统，可以实现对摇臂钻床的自动控制，通过这种控制，可以使企业生产可靠性、生产效率、经济价值都有很大的提高。
参考文献：
[1] 王阿根.PLC原理与应用第二版[M].北京：清华大学出版社，2010.
[2]扬湘洪.T68镗床的PLC控制[J].机械制造与自动化，2004，（2）：52-55.
[3] 王培良.发电机自动检测的PLC电气控制系统[J].电气自动化，2004，（1）：60-61.
plc控制系统范文第9篇
关键词：PLC控制系统；维护；维修
在PLC技术发展和应用过程中，尤其是在日常的机械系统运行过程中，正确的处理好机械故障和各个模块元件的故障问题，对于提高整个PLC控制系统的运行效率有着非常重要的影响，那么在系统日常维护和维修工作开展过程中，就必须要重视对PLC控制系统的日常维修管理工作开展，加强维修管理监督，从而保证整个PLC控制系统的良好运行。
1. PLC控制系统的维护
PLC控制系统在运行管理过程中，通常情况下PLC控制系统的可靠性非常高，故障发生率也较低，在日常运行管理工作开展过程中，具有完善的自我诊断功能，同时输入和输出也有比较显著的指标显示，这样就使得整个PLC控制系统的监控能力非常强，在日常运行过程中，整个PLC控制系统是非常容易进行维护和维修管理工作开展的。下面我简单对PLC控制系统的日常维护管理工作的开展内容进行简单分析和介绍。
1.1供电电源检查
供电电源的质量和整个PLC控制系统的运行效率和使用情况有着非常重要的关系，供电电源部件是整个系统中故障发生率较高的部件。那么在开展其维护管理工作的过程中，维护管理人员必须要检查电压是否在额定电压范围内或者是可以允许的电压范围内，因为频繁的电压变动会对整个系统的稳定性产生很大的影响，造成电压波动后就会引发谐波干扰情况出现，从而影响了整个系统的良好运行，那么对于整个供电电源装备的使用寿命也造成了非常大的影响。在使用过程中，对于一些年代使用比较长的PLC控制系统，那么在供电电源检查工作开展过程中，一定要做好日常的维护检查工作，保证供电质量。
1.2运行环境检查
在PLC控制系统运行过程中，影响其运行的环境因素主要是温度、湿度、粉尘、振动等影响因素，那么在运行过程中，就必须要保证其各个环境条件在PLC运行环境的允许范围内，将其温度控制在0摄氏度-55摄氏度的范围内，因为一旦出现环境温度过高，会造成对电路元件的破坏，甚至对整个线路也产生非常大的影响，在其应用管理过程中，导致故障发生率明显升高。但是当运行环境温度过低时，整个模拟回路的安全系数变小，那么温度过低后就会造成系统控制管理不当，因此在使用过程中，一定要控制好相应的运行环境温度，在不同的季节一定要将其运行环境温度控制在合适的范围内。那么对于其他的影响因素也一定要采取必要的措施将其控制在合适的运行范围内。
1.3PLC安装运行过程检查
维护工作开展过程中，要确保螺丝安装固定稳定，对于单元结构和模块等进行有效的固定和检查，一旦出现了一些模块松动，需要及时的采取措施来加以改善。
1.4PLC内部锂电池检查
在内部锂电池日常运行过程中，要注意其电源指示灯的运行情况，一旦出现电量不足的情况时，需要及时的进行更换，在PLC控制系统的维护过程中，内部锂电池就是比较容易出现故障和损坏的元器件，因此在使用过程中，要做好其日常维护，通过采取有效的存放用户程序进行很好的存储，当电压下降到超出PLC控制系统的正常运行范围时，就会出现指示灯亮的情况，那么就可以在看到指示情况时，及时的更换锂电池。
2. PLC控制系统的试运行和维修检查
2.1初期检查
主要是针对电源端的连接、主流输入端等之间的短路情况进行检查，防止出现短路后造成对整个运行系统的线路损坏。
2.2程序写入过程检查
在写入程序、读程序和PLC控制系统停运状态下开展必要的检查工作，主要是检查写入的准确性，是否仍然能够通过外部设备连接来对系统运行的程序写入语法等进行必要检查，保证其良好的运行和工作开展。
2.3运行试验检查
在PLC控制系统试运行条件下，需要对运行过程中可改变数据寄存器中设置的数据参数处于连通和断开的状态。在运行过程中，对于设计的设定范围值，需要将其扫描工作时间适当的延长，当然延长不超过了60毫秒，这样就能够实现对整个系统运行过程中的良好检查，保证其设定值的合理有效。
3. PLC控制系统的维修和故障处理
3.1PLC控制系统的维修
在PLC控制系统维修管理工作开展过程中，需要进行外线维修和系统的固件维修工作，其工作内容，对于外线维修主要是进行一些通信总线、输入输出连接安全性、元件连接、变频器等运行情况。PLC的固件维修主要是包括输入输出单元、智能控制系统的内部电路维修。
3.2PLC软件故障检查和处理
在软件故障检查和处理过程中，主要是针对I/O模块的故障检查和维修开展各项处理工作，在I/O模块的输入检查过程中，主要是做好CPU和外部控制对象的沟通信息检查工作开展，在这个运行系统的管理操作过程中，第一，需要检查I/O模块的供电电压是否稳定和在正常运行范围内，第二，需要对I/O模块的输入输出信号端口检查其是否正常，在对应端口的检查过程中，观察其指示灯是否正常，一旦出现指示灯不亮的情况，那么就需要根据不同的指示灯显示要求进行检查，确定其属于何种固件故障类型，进一步展开维修操作，在系统运行管理过程中，需要通过重新定义I/O模块的运行端口，通过检查其输入和输出信号，从而能够做好相应的软件故障检查和处理。
4.结束语
PLC控制系统运行过程中，一定要做好PLC控制系统的日常维护和检修工作，对于系统的各个模块上的元器件可能发生的故障进行提前预防，对于一些可能危害到系统安全运行的固件进行有效的查验，针对其出现的问题，及时的予以解决和更换，保证整个PLC控制系统的安全、稳定运行。
参考文献
[1]杨耀雄.浅谈PLC控制系统的维护与维修[J].典型案例，2012（05）：160-161.
[2]李剑.浅谈高速公路机电系统的维护与维修管理[J].科技情报开发与经济，2008，18（17）：210-211.
plc控制系统范文第10篇
关键词:PLC;电气自动化;控制系统;可编程序
中图分类号:TP273文献标识码:A
文章编号:1009-2374 (2010)21-0028-02
控制硬件选购目前市场上的PLC产品众多。国产品牌有:永宏、和利时、凯迪恩等;国外有:日本的OMRON、MITSUBISHI、松下;德国的SIEMENS,韩国的LG等。近几年,PLC产品的价格有较大的下降,其性价比越来越高,这是众多技术人员选用PLC的重要原因。但各品牌的PLC在性能指标上都有着较大的差异。所以如何选购PLC产品成为了系统设计和系统功能要求的重要环节。
1编程器的选购
PLC编程可采用三种方式:一是用一般的手持编程器编程,它只能用商家规定语句表中的语句编程。这种方式效率低,但对于系统容量小,用量小的产品比较适宜,并且体积小,易于现场调试,造价也较低;二是用图形编程器编程,该编程器采用梯形图编程,方便直观,一般的电气人员短期内就可应用自如,但该编程器价格较高;三是用个人计算机加PLC软件包编程,这种方式是效率最高的一种方式。基于电脑笔记本的普及和PLC软件编程的方便性,并且易于现场调试。这种方式是用户最喜欢用的一种方式。
因此,应根据系统的大小与难易,开发周期的长短以及资金的情况合理选购PLC产品。我公司主要采用美国的AB和法国的施耐德生产的PLC,此两种品牌是现阶段的主流产品,运用既上符合要求,又灵活,便于程序的设计和运行。
2设计遵循的步骤
施耐德PLC有多种型号,编程电缆也有多种,但基本上是基于modbus协议的通讯方式。
(1)工艺分析深入了解控制对象的工艺过程、工作特点、控制要求,并划分控制的各个阶段,归纳各个阶段的特点,和各阶段之间的转换条件,画出控制流程图或功能流程图。
(2)选择合适的PLC类型在选择PLC机型时,主要考虑下面几点:功能的选择;I/O点数的确定;内存的估算。+定时器/计数器数量×2+通信接口个数×300+备用量;分配I/O点;程序设计;控制柜或操作台的设计和现场施工;应用系统整体调试;编制技术文件。
(3)PLC控制系统的设计内容。根据设计任务书确定,进行工艺分析,并确定控制方案,它是设计的依据;选择输入设备(如按钮、开关、传感器等)和输出设备(如继电器、接触器、指示灯等执行机构);选定PLC的型号(包括机型、容量、I/O模块和电源等);分配PLC的I/O点,绘制PLC的I/O硬件接线图;编写程序并调试;设计控制系统的操作台、电气控制柜等以及安装接线图;编写设计说明书和使用说明书。
(4)PLC的硬件设计PLC硬件设计包括:PLC及线路的设计、电气线路的设计和抗干扰措施的设计等。选定PLC的机型和分配I/O点后,硬件设计的主要内容就是电气控制系统的原理图的设计,电气控制元器件的选择和控制柜的设计。电气控制系统的原理图包括主电路和控制电路。控制电路中包括PLC的I/O接线和自动、手动部分的详细连接等。电器元件的选择主要是根据控制要求选择按钮、开关、传感器、保护电器、接触器、指示灯、电磁阀等。
(5)PLC的软件设计软件设计包括系统初始化程序、主程序、子程序、中断程序、故障应急措施和辅助程序的设计,小型开关量控制一般只有主程序。首先应根据总体要求和控制系统的具体情况,确定程序的基本结构,画出控制流程图或功能流程图,简单的可以用经验法设计,复杂的系统一般用顺序控制设计法设计。
3系统设计
(1)系统规模首先应确定系统用PLC单机控制,还是用PLC形成网络,由此计算PLC输入、输出点数,并且在选购PLC时要在实际需要点数的基础上留有一定余量(10%)。
(2)确定负载类型根据PLC输出端所带的负载是直流型还是交流型,是大电流还是小电流,以及PLC输出点动作的频率等,从而确定输出端采用继电器输出,还是晶体管输出,或晶闸管输出。不同的负载选用不同的输出方式,对系统的稳定运行是很重要的。
(3)存储容量与速度尽管国外各厂家的PLC产品大体相同,但也有一定的区别。目前还未发现各公司之间完全兼容的产品。各个公司的开发软件都不相同,而用户程序的存储容量和指令的执行速度是两个重要指标。一般存储容量越大、速度越快的PLC价格就越高,但应该根据系统的大小合理选用PLC产品。
(4)PLC外部驱动电路对于PLC输出不能直接带动负载的情况下,必须在外部采用驱动电路:可以用三极管驱,也可以用固态继电器或晶闸管电路驱动,同时应采用保护电路和浪涌吸收电路,且每路有显示二极管(LED)指示。
4软件编制
AB公司PLC所使用的网络类型都是开放的网络,可以与其他公司的产品做到很好的兼容,AB控制层网络采用ControlNet网络,该网络是一种高性能的工业局域网,具有开放性、高效率、多功能、确定性和可重复性、灵活性等特点,扩展性极强,可共享I/O,并具有强大方便的网络组态。在编制软件前,应首先熟悉所选用的PLC产品的软件手册及编程指令手册,待熟练后再编程。若用图形编程器与软件包编程,则可直接编程,若用手持编程器编程,应先画出梯形图,然后编程,这样可少出错,速度也快。若用个人计算机与软件编程,编程结束后先仿真程序,待各个动作正常后,再在设备上调试。当用PLC进行网络设计时,其难度比PLC单机控制大得多。首先你应选用自己较熟悉的机型,对其基本指令和功能指令有较深入的了解,并且指令的执行速度和用户程序存储容量也应仔细了解。否则,不能适应你的实时要求,造成系统崩溃。另外,对通信接口、通信协议、数据传送速度等也要考虑。还要向PLC的商家寻求网络设计和软件技术支持及详细的技术资料,至于选用几层工作站,依你的控制要求与系统大小而定。
扩展模块的选用:AB产PLC中变量没有IN_OUT类型,只有单纯的INRETUR,做一个标准模块和函数的时候,端口不会自动生成,你需要和子程序对照,变量类型数量出错没有任何提示,只有下载后才停机故障告诉你。对于小的系统,如80点以内的系统.一般不需要扩展;当系统较大时,就要扩展。不同公司的产品,对系统总点数及扩展模块的数量都有限制,当扩展仍不能满足要求时,可采用网络结构;同时,有些厂家产品的个别指令不支持扩展模块,因此,在进行软件编制时要注意。当采用温度等模拟模块时,各厂家也有一些规定,请看相关的技术手册。
印制板应做成插拔式,易于维修。PLC的输入输出布线也有一定的要求,请看各公司的使用说明书。各公司的扩展模块种类很多,如单输入模块、单输出模块、输入输出模块、温度模块、高速输入模块等。PLC的这种模块化设计为用户的产品开发提供了方便。
参考文献
[1] 刘美俊.PLC控制系统的设计与安装[J].中华纸业,2007,(11).
[2] 田密.PLC仿真系统设计与实现及其实验应用[D].华中科技大学,2007.
[3] 刘建平.PLC控制系统的设计及提高可靠性的措施[J].电气开关,2007,(5).
[4] 李巧红.基于PLC的恒压供水系统研究[J].中国科技信息,2008,(20).
[5] 周艳惠.电气自动化控制系统的设计 [J].中国新技术新产品,2010,(2).
[6] 刘曼玲.可编程序控制器在自动化生产线中的应用 [J].长沙铁道学院学报,1998,(4).