彩屏广告屏控制的PLC实训Word格式.docx

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在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。

传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。

1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable 

Controller（PC）。

个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable 

Logic 

Controller（PLC），现在，仍常常将PLC简称PC。

PLC的定义有许多种。

国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：

可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。

它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。

在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统.

1.3PLC的特点

从讨论PLC的工作原理知，PLC的输入与输出在物理上是彼此隔开的，其间的联系主要不是靠物理过程，不是用线路，而主要靠变换信息的程序实现。

输入输出主要为软联系，而不是硬联系。

它的工作基础是信息流，而不是物流、能量流。

信息不同于物质与能量，有自身的规律。

信息便于处理，便于传递，便于存储；

信息可反复重用，重用后自身还不消失，等等。

正是由于信息的这些特点，决定了PLC的基本特点。

归纳起来，除了功能丰富，PLC还有以下特点：

1.3.1工作可靠

用PLC实现对系统的控制是非常可靠的。

这是因为PLC在硬件与软件两个方面都采取了很多非常有效的根本性措施。

在硬件方面：

对输入信号多作了滤波。

而且，输入输出电路与内部CPU是电隔离。

其信息靠光耦器件或电磁器件传递。

同时，CPU板还有抗电磁干扰的屏蔽措施，可确保PLC程序的运行不受外界的电与磁干扰。

有很多这样的实例，原来是用计算机的采集卡采集数据，因干扰大而无法正常工作，而改换用PLC后，则顿即可正常工作。

PLC使用的元器件多为无触点的，而且为高度集成的，数量并不太多，也为其可靠工作提供了物质基础。

而且，所用的元、器件都经严格监测、老化与筛选，质量是有可靠保证的。

其输出用的继电器虽为接点的，但它的接点是在密封的真空条件下，故其寿命也可达几十万次。

在机械结构设计与制造工艺上，为使PLC能安全可靠地工作，也采取了很多措施，可确保PLC耐振动、耐冲击。

使用环境温度可高达摄氏50多度，有的PLC可高达100℃。

有的在低温，低到零下40、50度，还可正常工作。

有的PLC的模块可热备，一个模块工作，另一个模块也运转，但不参与控制仅作备份。

一旦工作模块出现故障，热备份的可自动接替其工作。

还有更进一步冗余的，采用三取一的设计，CPU、I/O模块、电源模块都冗余或其中的部分冗余。

三套同时工作，最终输出取决于三者中的多数决定的结果。

这可使系统出故障的机率几乎为零，做到万无一失。

当然，这样的系统成本是很高的，只用于特别重要的场合，如铁路车站的道叉控制系统。

在软件方面：

PLC的工作方式一般为扫描加中断，这既可保证它能有序地工作，其控制总是确定的；

而且又能应急处理急于处理的控制，保证了PLC对应急情况的及时响应，使PLC能可靠地工作。

为监控PLC运行程序是否正常，PLC系统都设置了“看门狗”（Watching 

dog）监控程序。

运行用户程序开始时，先清“看门狗”定时器，并开始计时。

当用户程序一个循环运行完了，则查看定时器的计时值。

若超时（可设定，一般不超过100ms），则报警。

严重超时，还可使PLC停止工作。

用户可依报警信号采取相应的应急措施。

若定时器的计时值不超时，则重复起始的过程，PLC将正常工作。

显然，有了这个“看门狗”监控程序，可保证PLC用户程序的正常运行，避免出现“死循环”而影响其工作的可靠性。

PLC还有很多防止及检测故障的指令，以产生各重要模块工作正常与否的提示信号。

可通过编制相应的用户程序，对PLC的工作状况，以及PLC所控制的系统进行监控，以确保其可靠工作。

PLC每次上电后，还都要运行自检程序及对系统进行初始化。

这是系统程序（操作系统）配置了的，用户可不干预。

出现故障时有相应的出错信号提示。

正是PLC在软、硬件诸方面有强有力的可靠性措施，才确保了PLC具有可靠工作的特点。

它的平均无故障时间可达几万小时以上；

出了故障平均修复时间也很短，几小时以至于几分钟即可。

曾有人做过为什么要使用PLC的问卷调查。

在回答中，多数用户把PLC工作可靠作为选用它的主要原因，即把PLC能可靠工作，作为它的首选指标。

多年使用PLC的经验也说明，PLC工作是非常可靠的。

正使用的PLC往往不是由于用坏而被淘汰，而往往是由于PLC技术发展太快，由于技术落后而被淘汰。

1.3.2使用方便:

用PLC实现对系统的控制是非常方便的。

这是因为：

首先PLC控制逻辑的建立是程序，用程序代替硬件接线。

编程序比接线，更改程序比更改接线，当然要方便得多!

其次PLC的硬件是高度集成化的，已集成为种种小型化的箱体或模块。

而且，这些箱体或模块是配套的，已实现了系列化与规格化。

PLC厂家多有现货供应。

正因如此，用可编程序控制器才有这个“可”字。

对软件讲，它的程序可编，也有办法编。

对硬件讲，它的配置可变，而且也易于变。

具体地讲，PLC有五个方面的方便：

（1）配置方便：

可按控制系统的需要确定要使用那家的，那种类型的PLC，以及用什么箱体或模块，要多少箱体或模块。

（2）安装方便：

PLC硬件安装简单，组装容易。

外部接线有接线器，接线简单，而且一次接好后，更换模块时，把接线器安装到新模块上即可，可不必再接线。

内部什么线都不要接，只要作些必要的DIP开关设定或软件设定就可作。

（3）编程方便：

可用编程工具或编程软件编程。

有的厂家的PLC还有计算机仿真软件，为程序设计也提供了很大的方便。

程序也便于存储、移植及再使用。

定型产品用的PLC的程序完善之后，凡这种产品都可使用。

这比起继电器电路台式设备都要接线、调试，要省事及简单得多。

由于有以上三个方面的方便，PLC控制系统的开发过程比过去用继电器要快得多。

（4）维修方便：

①PLC工作可靠，出现故障的情况不多，这大大减轻了维修的工作量。

这在讲述PLC的可靠特点时，还将进一步介绍。

②即使PLC出现故障，维修也很方便。

这是因为PLC都设有很多故障提示信号。

而且，PLC可作故障情况记录。

所以，PLC出了故障，很易查找与诊断。

同时，诊断出故障后排故也很简单。

可按箱体或模块排故，进行简单的更换就可以。

至于软件，调试好后是不会出故障的。

至多也只是依据使用经验进行调整，使之完善就是了。

（5）改用方便：

PLC用于某设备，若这个设备不再使用了，其所用的PLC还可给别的设备使用，只要改编一下程序，就可办到。

如果原设备与新设备差别较大，它的一些箱体或模块也还可重用。

1.4PLC的应用领域

基于PLC的特点，PLC已得到广泛的应用。

目前主要是：

1．顺序控制：

顺序控制是根据有关输入开关量的当前与历史的状况，产生所要求的开关量输出，以使系统能按一定顺序工作。

这是系统工作最基本的控制。

也是离散生产过程最常用的控制。

常用的顺序控制有：

随机控制，根据随机出现的条件实施控制；

动作控制，根据动作完成的情况实施控制；

时间控制，根据时间推进的进程实施控制；

计数控制，根据累计计数的情况实施控制；

混合控制，包含有以上几种控制的组合；

还有不同以上的其它控制，等等。

使用PLC实现顺序控制是PLC的初衷，也是它的强项。

在顺序控制领域，至今还没有别的控制器能够取代它。

2．过程控制：

程控制要用到模拟量。

模拟量一般是指连续变化的量，如电流、电压、温度、压力等物理量。

过程控制的目的就是，根据有关模拟量的当前与历史的输入状况，产生所要求的开关量、或模拟量输出，以使系统工作参数能按一定要求工作。

是连续生产过程最常用的控制。

过程控制的类型很多。

PLC用于过程控制，已是一个趋势。

因为用PLC实现这个控制，其价格比用别的要低，而且，用它时，在进行模拟量控制的同时，还可很方便的进行其它控制。

再加上各种过程控制模块的开发与应用，以及相关软件的推出及使用，用PLC进行种种过程控制已变得很容易，其编程也很简便。

所以，目前有的厂家PLC用于模拟量控制份额，已超过用于顺序控制。

3．运动控制：

运动控制主要指，对工作对象的位置、速度及加速度所作的控制。

可以是单坐标，即控制对象作直线运动；

也可是多坐标的，控制对象的平面、立体，以至于角度变换等运动。

有时，还可控制多个对象，而这些对象间的运动可能还要有协调。

上个世纪50年代诞生于美国的数控技术，简称数控（NC），就是基于电子计算机及这个脉冲量的应用而不断发展与完善的运动控制技术。

而今，已发展到非常完善的境地，已是成为当今自动化技术的一个重要支柱。

PLC也已具备处理脉冲量的能力。

PLC有脉冲信号输入点或模块，可接收脉冲量输入（PI）。

PLC有脉冲信号输出点或模块，可输出脉冲量（PO）。

有了处理PI 

/ 

PO这两种功能，加上PLC已有数据处理及运算能力，完全可以依NC的原理进行运动控制。

用PLC实现这个控制，其价格比用NC要低得多。

而且，它在进行运动控制的同时，还可进行其它控制。

再加上PLC各种运动控制模块的开发与应用，以及相关软件的推出及使用，用PLC进行种种运动控制已变得很容易，其编程也可使用NC语言，很简便。

近年，还出现了专门用于运动控制的PLC，即PPROGRAMMABLE）M（MOTION）C（CONTROLLER），可编程运动控制器，简称PMC。

又为PLC用于精度更高、运动行程更大、控制的坐标更多、操作更方便的运动控制提供了很好的平台。

所以，用PLC进行运动控制，在相当程度上，可以代替价格比其昂贵的数控系统。

4．信息控制：

信息控制也称数据处理，是指数据采集、存储、检索、变换、传输及数表处理等。

随着技术的发展，PLC不仅可用作系统的工作控制，还可用作系统的信息控制。

PLC用于信息控制有两种：

专用、兼用。

专用：

PLC只用作采集、处理、存贮及传送数据。

兼用：

在PLC实施控制的同时，也可实施信息控制。

PLC用作信息控制，或兼做信息控制，既是PLC应用