可編程邏輯控制器(Programmable logic Controller,簡稱PLC),是一種數字運算操作的電子系統,專為在工業環境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器,用于其內部存儲程序,執行邏輯運算,順序控制,定時,計數與算術操作等面向用戶的指令,并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程,目前已在鋼鐵企業廣泛應用。

1 PLC的基本構成

    PLC實質是一種專用于工業控制的計算機,其硬件結構基本上與微型計算機相同,基本構成為: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

    為適應工業環境使用,與一般控制裝置相比較,PC機有以下特點:

    1)可靠性高,抗干擾能力強。工業生產對控制設備的可靠性要求即要求設備的平均故障間隔時間長、故障修復時間(平均修復時間)短。

    2)通用性強,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。硬件確定后,不必改變PC的硬設備,只需改編程序就可以滿足要求。

    3)功能強,適應面廣。現代PLC不僅有邏輯運算、計時、計數、順序控制等功能,還具有數字和模擬量的輸入輸出、功率驅動、通信、人機對話、自檢、記錄顯示等功能。

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

    5)減少了控制系統的設計及施工的工作量。由于PLC采用了軟件來取代繼電器控制系統中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數器等器件,控制柜的設計安裝接線工作量大為減少。

    6)體積小、重量輕、功耗低、維護方便PLC是將微電子技術應用于工業設備的產品,強抗干擾能力,易于裝入設備內部,是實現機電一體化的理想控制設備。

3 可編程序控制器的應用

    目前,PLC在國內外應用范圍大致可歸納為以下幾種:

    1)開關量的邏輯控制。這是PLC最基本、最廣泛的應用領域。它取代傳統的繼電器控制系統,實現邏輯控制、順序控制。

    2)運動控制。PLC可用于直線運動或圓周運動的控制。目前,制造商已提供了拖動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。動的程序可用PLC的語言完成,通過編程器輸入。

    3)閉環過程控制。PLC通過模擬量的I/O模塊實現模擬量與數字量的A/D、D/A轉換,可實現對溫度、壓力、流量等連續變化的模擬量的PID控制。

    4)數據處理。數據處理一般用在大中型控制系統中;具有CNC功能:把支持順序控制的PLC與數字控制設備緊密結合。

    5)通訊連網。PLC的通訊包括PLC與PLC之間、PLC與上位計算機之間和它的智能設備之間的通訊。PLC和計算機之間具有RS-232接口,用雙絞線、同軸電纜將它們連成網絡,以實現信息的交換。

4 實例分析

    軋機是實現金屬軋制過程的設備。泛指完成軋材生產全過程的裝備﹐包括有主要設備﹑輔助設備﹑起重運輸設備和附屬設備等。軋機的主要設備有工作機座和傳動裝置。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,但價格比較便宜。

    在PLC在軋鋼機的運行過程中,主要分四大類操作:公共操作、I/O操作、執行用戶程序、服務外設。本文就繼電-接觸器控制線路進行分析。

    簡單實例--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,輸出點編址00001。

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

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

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

    1)面向對象,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則整理、編址;3)I/O接線圖(輸出端無中間繼電器、時間繼電器線圈,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 結論

    隨大規模和超大規模集成電路等微電子技術的發展,微機化PC得到了驚人的發展。使PC在概念、設計、性能、價格以及應用等方面都有了新的突破,而且隨著遠程I/O和通信網絡、數據處理以及圖象顯示的發展,使PC向用于連續生產過程控制的方向發展,已成為實現工業生產自動化的一大支柱。可以預見,PLC將不斷地大規模滲入鋼鐵企業的自動可控生產。