導(dǎo)語：如何才能寫好一篇可編程控制器，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：可編程控制器控制系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計

PLC是一類可編程的存儲器，它以微處理器為核心，采用其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。它綜合了計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)，是一種新型、通用的自動控制裝置。PLC具有結(jié)構(gòu)簡單、高可靠性、靈活通用、易于編程和使用方便等眾多優(yōu)點(diǎn)，近年來在工業(yè)自動控制和礦山機(jī)電一體化等方面得到了廣泛應(yīng)用。在礦山機(jī)電設(shè)備控制方面，如何采用PLC完成實(shí)際控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計，是每個從事電氣自動化控制技術(shù)人員所面臨的實(shí)際問題[1]。

1 可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)

1.1 可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則 任何一個電氣控制系統(tǒng)所要完成的控制任務(wù)，都是為滿足被控對象(生產(chǎn)控制設(shè)備、自動化生產(chǎn)線、生產(chǎn)工藝過程等)提出的各項(xiàng)性能指標(biāo)，最大限度地提高勞動生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，減輕勞動強(qiáng)度和危害程度，提高自動化水平。因此，在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時，應(yīng)遵循如下幾個基本原則。①最大限度地滿足被控對象提出的各項(xiàng)控制要求。充分發(fā)揮PLC功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，是PLC控制系統(tǒng)設(shè)計中最重要的一條原則。計人員在進(jìn)行設(shè)計前，就應(yīng)深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究，搜集資料，與機(jī)械部分的設(shè)計人員和實(shí)際操作人員密切配合，共同解決重點(diǎn)問題和疑難問題。②確?？刂葡到y(tǒng)的安全可靠。保證PLC控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計控制系統(tǒng)的重要原則，必須放在首位來考慮。不能安全可靠工作的電氣控制系統(tǒng)，是不可能長期投入生產(chǎn)運(yùn)行的。③力求控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)，且使用與維修方便。在滿足控制要求和系統(tǒng)運(yùn)行可靠的前提下，應(yīng)力求控制系統(tǒng)構(gòu)成簡單、經(jīng)濟(jì)。既要擴(kuò)大工程的效益，又要不斷地降低工程的成本，同時不能盲目的追求系統(tǒng)的高性能指標(biāo)。只有構(gòu)成簡單的控制系統(tǒng)才能做到經(jīng)濟(jì)、實(shí)用，且使用方便，后期維護(hù)也容易。④具備良好的擴(kuò)展能力。適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要，充分利用可編程控制器易于擴(kuò)充的特點(diǎn)，在選擇PLC的容量時，充分保留系統(tǒng)的擴(kuò)展能力。

1.2可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容 在進(jìn)行可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計時，盡管有著不同的被控對象和設(shè)計任務(wù)，設(shè)計內(nèi)容可能涉及諸多方面，又需要與大量的現(xiàn)場輸入／輸出設(shè)備相連接，但是基本內(nèi)容應(yīng)包括以下幾個方面。①分設(shè)計任務(wù)書編制。設(shè)計任務(wù)書是整個系統(tǒng)設(shè)計的依據(jù)，設(shè)計開始時應(yīng)先詳細(xì)分析被控對象的工藝過程及工作特點(diǎn)，提出被控對象對PLC控制系統(tǒng)的控制要求，從而擬定PLC控制系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)書。在設(shè)計任務(wù)書中，應(yīng)明確各項(xiàng)設(shè)計要求、約束條件及控制方式。②確定輸入/輸出設(shè)備。在構(gòu)成PLC控制系統(tǒng)時，除了作為控制器的PLC，用戶的輸人/輸出設(shè)備是進(jìn)行機(jī)型選擇和軟件設(shè)計的依據(jù)。因此，要明確輸入設(shè)備的類型、數(shù)量和輸出設(shè)備的類型、數(shù)量，以及由輸出設(shè)備驅(qū)動的負(fù)載。③PLC選擇。正確、合理地選擇PLC對于保證整個控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)起著重要的作用，一般包括對PLC的機(jī)型、容量、I/O模塊、電源等的選擇。④分配I/O點(diǎn)并設(shè)計PLC硬件線路。通過對用戶輸人/輸出設(shè)備的分析、分類和整理，進(jìn)行相應(yīng)的I/O地址分配，并據(jù)此繪制I/O接線圖。由PLC的I/O連接圖和PLC電氣線路圖組成系統(tǒng)的電氣原理圖。至此，PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計基本完成。⑤控制程序設(shè)計。一般采用梯形圖語言設(shè)計系統(tǒng)的控制程序，這對于保證整個系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行至關(guān)重要，必須經(jīng)過反復(fù)調(diào)試，使之滿足控制要求。程序設(shè)計的主要內(nèi)容包括：控制程序設(shè)計；初始化程序設(shè)計；檢測、故障診斷和顯示等程序設(shè)計；以及保護(hù)和連鎖程序設(shè)計。⑥硬件實(shí)施。設(shè)計控制柜和操作臺等部分的電器布置圖及安裝接線圖；設(shè)計系統(tǒng)各部分之間的電氣互連圖；根據(jù)施工圖紙進(jìn)行現(xiàn)場接線，并進(jìn)行詳細(xì)檢查。⑦編制控制系統(tǒng)的技術(shù)文件。在設(shè)計任務(wù)完成后，要編制系統(tǒng)的技術(shù)文件。技術(shù)文件一般應(yīng)包括設(shè)計說明書、使用說明書、硬件原理圖、安裝接線圖和電氣元件明細(xì)表，以及PLC程序等。

2 可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計步驟

用可編程控制器進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟如圖1所示。

隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，PLC產(chǎn)品的種類和數(shù)量越來越多。近年來，從國外引進(jìn)的PLC產(chǎn)品、國內(nèi)廠家或自行開發(fā)的產(chǎn)品已有幾十個系列，上百種型號。不同型號的PLC，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價格等也各有不同，適用的場合也各有側(cè)重。因此，合理選用PLC，對于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要意義。PLC的選擇主要應(yīng)從PLC的機(jī)型、容量、I/O模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮后做出決定。

3 可編程控制器技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用

礦井提升機(jī)是煤礦、有色金屬礦的重要生產(chǎn)設(shè)備之一，擔(dān)負(fù)著提升煤炭、煤矸石、井下施工材料、各類井下工作人員和機(jī)械設(shè)備的重要任務(wù)，其安全性、可靠性直接關(guān)系到煤礦企業(yè)的生產(chǎn)狀況和經(jīng)濟(jì)效益，是控制煤礦生產(chǎn)的咽喉所在。目前，我國煤礦采用的礦井提升機(jī)電氣傳動系統(tǒng)主要有：①大型礦井主要采用晶閘管變流器―直流電動機(jī)傳動控制系統(tǒng)和同步電動機(jī)矢量控制交一交變頻傳動控制系統(tǒng)。②中、小型礦井則多采用交流繞線式電動機(jī)轉(zhuǎn)子切換電阻調(diào)速的交流電氣傳動系統(tǒng)。這兩種系統(tǒng)，基于自身的特點(diǎn)各有優(yōu)缺點(diǎn)，如何對現(xiàn)有的提升機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行改造設(shè)計，提高精度，在更安全的范圍內(nèi)保證礦山生產(chǎn)的順利進(jìn)行對煤礦企業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。

PLC控制系統(tǒng)具有可靠、準(zhǔn)確、抗干擾能力強(qiáng)、易維護(hù)等眾多優(yōu)點(diǎn)，能很好的解決現(xiàn)有控制系統(tǒng)無法克服的弊病，為煤礦安全、高效生產(chǎn)提供技術(shù)保障。因此，建立基于PLC控制的大功率礦井提升機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)成為當(dāng)前眾多煤礦企業(yè)礦井提升機(jī)電控系統(tǒng)的首選方案。

由于井下工作環(huán)境惡劣，設(shè)計時要充分考慮到保護(hù)系統(tǒng)的環(huán)境問題，采用PLC控制系統(tǒng)簡化控制線路，添加各種現(xiàn)場抗干擾措施，并基于計算機(jī)屏幕實(shí)時動態(tài)反映提升機(jī)系統(tǒng)的所有運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)，顯示提升速度、提升高度、裝卸載系統(tǒng)和故障信息等畫面，使司機(jī)對提升機(jī)的工作狀態(tài)及故障來源一目了然，對整個提升系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。在軟件中采用提升機(jī)電控系統(tǒng)中斷模塊及故障處理模塊，實(shí)現(xiàn)超速運(yùn)行時可報警中斷，使提升機(jī)運(yùn)行更加科學(xué)合理。

PLC的控制主程序主要完成以下任務(wù)：①系統(tǒng)初始化；②自檢；③故障診斷；④調(diào)速系統(tǒng)控制；⑤安全保護(hù)。系統(tǒng)開機(jī)后，控制程序運(yùn)行流程如下：①系統(tǒng)初始化。完成PLC的初始化工作，對高速計數(shù)單元進(jìn)行以下操作：寫控制字，定義工作模式，清零，寫設(shè)定值，設(shè)置定時中斷，連接中斷，啟動計數(shù)。②自檢。完成自檢及提升機(jī)初始位置顯示，當(dāng)收到開車指令時，PLC轉(zhuǎn)入S形速度給定控制；③故障診斷、調(diào)速系統(tǒng)控制。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，當(dāng)PLC接收到來自傳感器、接近開關(guān)或變頻器故障等外部控制信號時，PLC控制程序轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷處理程序處，完成超速保護(hù)、過卷、過載等保護(hù)工作，并對提升機(jī)的位置、速度和頻器故障等進(jìn)行監(jiān)控。④安全保護(hù)。當(dāng)有故障出現(xiàn)時，系統(tǒng)可轉(zhuǎn)到相應(yīng)的故障處理模塊，檢查并進(jìn)行故障處理，最后通過報警回路報警或安全回路實(shí)現(xiàn)抱閘停車保護(hù)。

4 結(jié)束語

可編程控制器控制技術(shù)屬于先進(jìn)的實(shí)用技術(shù)，是當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)自動化的重要支柱，已被廣泛的應(yīng)用于各個工程領(lǐng)域，而以PLC為主控制器的控制系統(tǒng)也越來越多。當(dāng)我們熟悉了PLC的組成和基本工作原理，掌握了PLC的指令系統(tǒng)及編程規(guī)則以后，就面臨著如何將PLC更好的應(yīng)用到實(shí)際工程中去，使PLC能夠?qū)崿F(xiàn)對生產(chǎn)機(jī)械或生產(chǎn)過程的控制，并帶來更可靠、更高的質(zhì)量和更高的效益，即如何進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計。而本文正是對這一問題進(jìn)行的探討，以期對可編程控制器技術(shù)的更廣泛應(yīng)用做出有益的分析。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞: 煤礦;膠帶輸送機(jī);可編程控制器;

中圖分類號:TD56 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

0 引言

國投新集煤礦上世紀(jì)90年代開始籌建。在當(dāng)時技術(shù)背景下,其膠帶保護(hù)技術(shù)也簡單落后。概述有以下四點(diǎn):

一是膠帶保護(hù)開關(guān)采用AC220 V電源:開關(guān)的常閉觸點(diǎn)是串聯(lián)到膠帶控制回路啟動按鈕和停止按鈕之間。若保護(hù)電纜或保護(hù)開關(guān)老化產(chǎn)生漏電,會對人身安全造成危害。二是保護(hù)開關(guān)多、故障排除時間長:膠帶保護(hù)一般設(shè)有3組跑偏開關(guān)(機(jī)頭、中間、機(jī)尾,各一組)、一個急停開關(guān)(一般設(shè)在中間,分別向機(jī)頭機(jī)尾引拉線)和一個堵塞開關(guān)(設(shè)在機(jī)頭溜槽處)等多個開關(guān)。當(dāng)其中一個保護(hù)開關(guān)出現(xiàn)故障,維修人員就要逐一檢查,不能直觀發(fā)現(xiàn)問題,直接影響生產(chǎn)。三是膠帶滾筒沒有安全保障設(shè)施:膠帶機(jī)頭、機(jī)尾滾筒及中間改向滾筒處有安全護(hù)欄,但在清理積煤或檢修時被打開又不能及時恢復(fù)到位。滾筒沒有遮擋護(hù)欄,對職工的人身安全構(gòu)成威脅。四是膠帶打滑保護(hù)誤動作且動作不可靠:原保護(hù)采用切割磁力線返回電信號的速度保護(hù),在下膠帶托輥上安裝一個磁鋼,并在其正上方安裝監(jiān)測裝置。托輥受潮老化,會出現(xiàn)轉(zhuǎn)動不靈活甚至不轉(zhuǎn)現(xiàn)象,這樣就會誤動作,頻繁停車;膠帶跑偏時,磁鋼座會磨損膠帶;監(jiān)測裝置笨重且安裝復(fù)雜。

針對上述四點(diǎn),我們在工作中進(jìn)行了改照,改照程序如下:

一 保護(hù)系統(tǒng)的改造

1、 膠帶保護(hù)開關(guān)改用DC24 V電源。開關(guān)的常閉觸點(diǎn)通入DC24 V電源,用來控制小型繼電器(線圈電壓為DC24 V),小型繼電器常開觸點(diǎn)控制膠帶的停車。這樣,就解決了因串入AC220 V電源而對人身安全構(gòu)成的威脅。

2、每一個保護(hù)開關(guān)分別控制一個小型繼電器,每個繼電器上帶一個指示燈。當(dāng)保護(hù)開關(guān)出現(xiàn)故障時可以直觀看到是哪一個。繼電器正常工作時,供給PLC輸入模塊一個AC220 V電源開關(guān)量,通過PLC掃描監(jiān)測各保護(hù)開關(guān)。當(dāng)保護(hù)開關(guān)出故障時,利用PLC控制膠帶停車并發(fā)出語音報警,直接告知維修工哪個保護(hù)出現(xiàn)故障。這樣,就解決了出現(xiàn)保護(hù)故障時因不能直接排查而影響生產(chǎn)的問題。

3、在皮帶滾筒安全護(hù)欄處安裝一個監(jiān)測接近開關(guān)。利用接近開關(guān)監(jiān)測滾筒安全護(hù)欄,供給PLC輸入模塊一個AC220 V電源開關(guān)量,利用PLC掃描監(jiān)測各滾筒安全護(hù)欄。當(dāng)滾筒安全護(hù)欄被移出安全位置時,膠帶不能程序起車。如膠帶運(yùn)行時護(hù)欄被移出,利用PLC控制膠帶停車并發(fā)出故障報警。

4、在膠帶機(jī)頭改向滾筒外側(cè)安裝一個監(jiān)測接近開關(guān),在其內(nèi)圈焊接一個與該滾筒直徑一致的半圓弧形鐵板(接近開關(guān)與弧形鐵板間距離為0~7 mm),利用接近開關(guān)監(jiān)測鐵板信號并返回到PLC輸入模塊中,利用預(yù)先編寫的程序監(jiān)測脈沖信號。當(dāng)膠帶出現(xiàn)打滑時,改向滾筒必然減速甚至停止轉(zhuǎn)動,接近開關(guān)不能輸出脈沖信號或長期輸出脈沖信號,通過PLC控制膠帶停車并發(fā)出故障報警,防止膠帶受損或磨斷,保證了設(shè)備安全運(yùn)行。見圖1。

二系統(tǒng)的基本構(gòu)成

2.1PLC的基本構(gòu)成

改造后的PLC控制站設(shè)2個主站(一臺備用)和8個遠(yuǎn)程I/O分站。2個主站設(shè)在調(diào)度監(jiān)控操作室,主要完成對全部PLC分站的硬件管理、信息傳輸、信息處理和與上位機(jī)的信息通訊;8個分站分別安裝在原煤、洗煤車間的8個低壓配電室中,主要完成對現(xiàn)場設(shè)備的信息采集與控制。主站配置為(從左至右):電源模塊、CPU儲存模塊、GB擴(kuò)展模塊、以太網(wǎng)通訊模塊、控制輸出模塊;分站配置為(從左至右):電源模塊、通訊掃描模塊、控制輸出模塊、輸入模塊、模擬量輸入模塊。

2.2綜合保護(hù)控制箱的基本構(gòu)成

該綜合保護(hù)控制箱安在膠帶機(jī)頭,輸入電源AC220 V,引到一個20 A的小型斷路器的輸入端,斷路器的輸出端接一個AC220 V/DC24 V的直流電源。DC24 V+通過10個玻璃保險管分別連到各保護(hù)開關(guān)的常閉觸點(diǎn),并接到小型繼電器的線圈(線圈電壓為DC24 V)一端,繼電器線圈另一端接DC24 V-。利用繼電器的常閉觸點(diǎn)串入膠帶控制回路進(jìn)行就地開車保護(hù);用繼電器的另一個常閉觸點(diǎn)控制AC220 V引入PLC輸入模塊進(jìn)行集控開車保護(hù)。

三改造后效果

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關(guān)鍵詞：PLC控制系統(tǒng)；系統(tǒng)設(shè)計；PLC選擇

Abstract: as a kind of PLC of the industrial control computer, is becoming the mainstream in the field of control equipment. This paper mainly introduces the general design principle of PLC system and PLC system design of basic content, as well as the mainstream PLC choice model, and analyzes the design of PLC control system and the problems to be pay attention to.

Keywords: PLC control system; System design; PLC choice

中圖分類號：N945.23 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

可編程控制器(Pmgrammable logical controller，PLC)控制技術(shù)已廣泛應(yīng)用于冶金、礦業(yè)、機(jī)械、輕工等領(lǐng)域，為工業(yè)自動化提供了有力的工具，加速了機(jī)電一體化的進(jìn)程。

1PLC控制系統(tǒng)一般設(shè)計原則

為了滿足被控對象的工藝要求，從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，PLC控制系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)遵循以下基本原則： 、

1)最大可能地滿足被控制對象的控制要求。設(shè)計PLC控制系統(tǒng)的首要前提就是要充分發(fā)揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求。

2)保證PLC控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。在系統(tǒng)設(shè)計、元器件選擇、軟件編程等方面全面考慮，力求控制系統(tǒng)安全可靠。

3)要滿足設(shè)計的控制系統(tǒng)既簡單、經(jīng)濟(jì)又方便使用和維修。

4)適應(yīng)發(fā)展的需要。在滿足上述原則的基礎(chǔ)上應(yīng)該充分考慮到以后生產(chǎn)的發(fā)展及工藝改進(jìn)的需要，在選擇PLC、輸入／輸出模塊、L／O點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時應(yīng)適當(dāng)留有裕量。

2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容•

PLC控制系統(tǒng)設(shè)計涉及的內(nèi)容很多，但首先應(yīng)具有以下基本內(nèi)容：

1)根據(jù)設(shè)計原則確定控制系統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)條件。

2)正確選擇用戶的輸入設(shè)備(按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)和傳感器等)和輸出設(shè)備(包括繼電器、接觸器、信號燈等執(zhí)行元件)以及輸出設(shè)備驅(qū)動的控制對象(電動機(jī)、電磁閥等)。

3)正確選擇PLC。PLC控制系統(tǒng)的核心部件就是CPU，它對于整個控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)的保證起著至關(guān)重要的作用。它的選擇也決定了跟隨的其他模塊的選擇。

4)編制好I／0分配表和接線圖，即合理的分配ⅣO點(diǎn)，設(shè)計好PLC的I／O端口接線圖。在分配L／O點(diǎn)編號時，盡可能將同一類的信號集中配置，地址號按順序連續(xù)編排。

5)軟件設(shè)計時按要求編寫軟件設(shè)計說明書，選擇合適的編程語言(常用梯形圖)進(jìn)行程序設(shè)計，編程時，首先要合理劃分模塊；其次是合理利用指令，嚴(yán)格注意信息名稱的定義。

6)硬件設(shè)計和軟件設(shè)計可分開同時進(jìn)行，硬件配備工作，如電路，包括主電路的設(shè)計、強(qiáng)電設(shè)備的安裝布線、控制臺(柜)的設(shè)計和現(xiàn)場安裝等。

7)做好單機(jī)調(diào)試計劃與聯(lián)動調(diào)試計劃，只有單機(jī)調(diào)試完成無錯的條件下才能進(jìn)行聯(lián)動調(diào)試的工作。

8)認(rèn)真編寫設(shè)計說明書和使用說明書。

3 PLC機(jī)型選擇

PLC機(jī)型選擇的基本原則是：在功能滿足要求的前提下，選擇最可靠、維護(hù)使用最方便以及性能價格比最優(yōu)的機(jī)型。具體應(yīng)注意以下幾個方面：

1)選用規(guī)模適當(dāng)?shù)腜LC輸入、輸出點(diǎn)數(shù)是衡量PLC規(guī)模大小的重要指標(biāo)。因此，在選用PLC時，首先要確保有足夠的I／O點(diǎn)數(shù)，并留10％一15％的備用量。

2)PLC的容量要滿足用戶要求。對PLC用戶程序存儲容量的估算，可用下面推薦的經(jīng)驗(yàn)公式：存儲器總字?jǐn)?shù)=(開關(guān)量I／O點(diǎn)數(shù)×10)+(模擬量點(diǎn)數(shù)×150)。按經(jīng)驗(yàn)公式所算得的存儲器總字?jǐn)?shù)要再考慮25％的余量。

3)功能相當(dāng)，結(jié)構(gòu)合理。若被控制對象是開關(guān)量和模擬量并存，要求PLC完成A／D、D／A轉(zhuǎn)換，算術(shù)運(yùn)算和其他一些特殊處理，則要選擇有相應(yīng)功能的PLC此外，還要考慮PLC結(jié)構(gòu)。整體式結(jié)構(gòu)簡單、體積小，每一個I／O點(diǎn)的平均價格也比模塊式的便宜。

4)選擇哪一種功能的輸―V輸出模塊和哪一種輸出形式，取決于控制系統(tǒng)中輸Ⅳ輸出信號的種類、參數(shù)要求和技術(shù)要求。輸出模塊按方式不同又有．繼電器輸出、晶體管輸出和雙向晶閘管輸出3種。

5)選用PLC機(jī)型要統(tǒng)一，即在同一個企業(yè)，PLC使用的機(jī)型要盡量統(tǒng)一(PLC生產(chǎn)廠家的統(tǒng)一，同一廠家同一型號的統(tǒng)一)，以便于編程的應(yīng)用軟件是一樣的，也便于維護(hù)和管理。

4 系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)注意的問題

在整個PLC控制系統(tǒng)設(shè)計過程中，如果某些問題處理不當(dāng)，會影響整個控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，進(jìn)而影響到企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。為了提高系統(tǒng)的可靠性能，保證工業(yè)設(shè)備安全、高效運(yùn)行，在系統(tǒng)的設(shè)計過程中，應(yīng)注意以下幾個問題：

1)使輸出模塊(接口)的負(fù)荷留有一定的余量。

輸出模塊是PLC裝置本身最易受到損壞的部件。降低輸出接口負(fù)荷的最簡單方法就是給其加上功率放大環(huán)節(jié)，即使用吸合功率和保持功率都相對較小的小型中間繼電器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

2)注意對輸出模塊的外電路保護(hù)。為了防止因外部電路短路等原因造成輸出接口損壞，可在其輸出接口設(shè)置短路保護(hù)裝置。

3)聯(lián)鎖、互鎖功能的硬件設(shè)置。單純在PLC內(nèi)部邏輯上的聯(lián)鎖和互鎖，往往在外電路發(fā)生故障時就失去作用。將2個接觸器的常開輔點(diǎn)引入PLC輸人接口，在軟件中將它們以常閉的方式串人對方輸出點(diǎn)線圈，就可起到較完善的保護(hù)作用。

4)PLC電源的要求及系統(tǒng)的失壓保護(hù)。在應(yīng)用程序開發(fā)時要特別注意系統(tǒng)的失壓保護(hù)，要考慮出現(xiàn)失壓狀態(tài)時系統(tǒng)初始狀態(tài)的恢復(fù)和聯(lián)鎖。

5)采用一定的抗干擾措施。對于可靠性要求很高的場合或電源干擾特別嚴(yán)重的環(huán)境，可以安裝1臺帶屏蔽層的變比為l：l的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。另外還可以在電源輸入端串接LC濾波電路。

6)安裝與布線。動力線、控制線、PLC的電源線以及I／O線應(yīng)分別配線，其中開關(guān)量與模擬量信號線也要分開敷設(shè)。

7)PLC系統(tǒng)的安全性考慮。為了防止意外的掉電發(fā)生影響設(shè)備的誤動作，一般PLC的供電電源都要采用UPS供電，uPs的選型取決于PLC所帶的負(fù)載多少。

8)PLC設(shè)備的接地。良好的接地是保證整個PLC控制系統(tǒng)可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊造成的設(shè)備損壞。

5 結(jié)語

PLC是以自動控制技術(shù)、微計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的新一代工業(yè)控制裝置，隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展，PLC得到迅速的發(fā)展，也在社會各領(lǐng)域的生產(chǎn)中得到了越來越多的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳延奎．淺談PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計方法[J]．中國科技信息，2009(20)：16-18．

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一、PLC技術(shù)在國內(nèi)工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

可編程控制器在工業(yè)自動化領(lǐng)域中起著舉足輕重的作用，已廣泛應(yīng)用于機(jī)械、冶金、石油、化工、紡織、電力、電子、食品、交通和軍工等行業(yè)。實(shí)踐證明，80%以上的工業(yè)控制可以使用PLC完成。

我國目前的PLC市場（包括小型PLC）幾乎被國外產(chǎn)品占領(lǐng)，國內(nèi)PLC產(chǎn)品的市場占有率不足10%，且80%以上的應(yīng)用集中在Siemens等市場領(lǐng)先的公司的產(chǎn)品上。PLC市場發(fā)展非常迅速，據(jù)專家估計，今后幾年我國PLC產(chǎn)品的年需求增長率超過12%。

由于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和集成電路的迅速發(fā)展，PLC向小型化、微型化和高速化發(fā)展。在應(yīng)用中，PLC可與上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，也可下掛PLC，組成分布式控制系統(tǒng)。

雖然PLC技術(shù)發(fā)展非常迅速，大型機(jī)和各種工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)也得到了一定程度上的應(yīng)用，但由于受限于我國的工業(yè)基礎(chǔ)、企業(yè)資金、人員情況和目前大多數(shù)企業(yè)的控制要求，PLC小型機(jī)在大多數(shù)地區(qū)的絕大多數(shù)企業(yè)中，應(yīng)用需求明顯較強(qiáng)。特別是在一些以輕工業(yè)為支柱的城市，應(yīng)用需求尤為突出。

二、技工學(xué)?，F(xiàn)有教學(xué)資源分析

1.專業(yè)師資情況

可編程控制器作為繼電器控制系統(tǒng)的替代，近幾年在國內(nèi)才得到全面應(yīng)用。技工學(xué)校對可編程控制器技術(shù)大規(guī)模進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐的時間更為短暫。多數(shù)學(xué)校在PLC技術(shù)的教學(xué)上還未探索出一條實(shí)用性、可復(fù)制的道路。

PLC技術(shù)專業(yè)性比較強(qiáng)，入門雖然并非困難，但要在教學(xué)中游刃有余，需要對專業(yè)知識系統(tǒng)進(jìn)行深入學(xué)習(xí)和長期技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐。目前，技校中從事PLC教學(xué)工作的專業(yè)教師，有部分并未系統(tǒng)學(xué)習(xí)過PLC知識，不具備PLC工程經(jīng)驗(yàn)，許多教師缺乏將PLC知識有效率、有重點(diǎn)地傳授給學(xué)生的能力，無法有效率地提高學(xué)生在該領(lǐng)域的技術(shù)能力。

2.設(shè)備情況

在技校中，可編程序控制器的擁有量普遍偏小，并以小型機(jī)主。常見的有歐姆龍公司的CPM1A、三菱公司的FX-2N、西門子公司的S7-200、松下公司的FP0等產(chǎn)品。

三、對教學(xué)內(nèi)容和方式的建議

1.教學(xué)中應(yīng)以小型機(jī)為主，切勿貪多求全、盲目攀高

PLC產(chǎn)品雖然在原理上是類似的，但不同廠家的系統(tǒng)均不兼容，技術(shù)參數(shù)、存儲器組織、指令系統(tǒng)、相關(guān)外設(shè)等各方面存在較大差異且發(fā)展迅速?？删幊炭刂破鞯闹小⒏叨水a(chǎn)品功能強(qiáng)大，使用靈活，但同樣對學(xué)習(xí)者提出了較高的要求。

根據(jù)職業(yè)培訓(xùn)中對培養(yǎng)目標(biāo)的分類，技術(shù)人員可分為工程設(shè)計人員、現(xiàn)場技術(shù)人員、安裝操作人員等三類。限于市場認(rèn)可等各方面的非主觀因素，技工學(xué)校無論處在何種層次，培養(yǎng)目標(biāo)均應(yīng)該以后兩種為主。據(jù)調(diào)查，技校畢業(yè)生在可編程控制器技術(shù)的應(yīng)用中，多從事小型機(jī)的安裝、調(diào)試、維修等工作。因此，大多數(shù)技校在可編程序控制器技術(shù)應(yīng)選擇一種在所在地區(qū)應(yīng)用最為廣泛的小型機(jī)機(jī)型作為教學(xué)的主體。

2.加強(qiáng)對實(shí)際工業(yè)環(huán)境的模擬，適當(dāng)進(jìn)行設(shè)備更新

在設(shè)備采購上，許多技工學(xué)校往往僅購入了PLC主機(jī)，卻對設(shè)備的建設(shè)相對缺乏。

PLC在實(shí)際應(yīng)用中需要通過傳感器、主令電器等感知控制現(xiàn)場的信息，通過預(yù)定程序完成對現(xiàn)場設(shè)備的控制。PLC的安裝、調(diào)試和維護(hù)、維修，并非僅是指針對PLC的工作，而是指針對以PLC為核心組成的控制系統(tǒng)工作。PLC技術(shù)發(fā)展迅速，設(shè)備更新要及時。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)并非一勞永逸，技術(shù)發(fā)展了、應(yīng)用環(huán)境變化了，實(shí)驗(yàn)環(huán)境也要隨之變化。

3.注意培養(yǎng)學(xué)生的綜合技術(shù)應(yīng)用能力

相當(dāng)數(shù)量的學(xué)校，在PLC課程中基于實(shí)習(xí)投入和教學(xué)能力等一些因素編程在教學(xué)中被放到了最重要的位置，其他相關(guān)知識、技能基本被忽略。編程遠(yuǎn)不是PLC技術(shù)的全部，但編程控制系統(tǒng)的構(gòu)建是復(fù)雜的。在實(shí)踐中，技校學(xué)生很難單純依靠PLC編程技術(shù)獲得工作崗位，因此，必須注意培養(yǎng)學(xué)生的綜合技術(shù)應(yīng)用能力。

4.以目標(biāo)驅(qū)動的小組制、課題制教學(xué)

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關(guān)鍵詞:可編程邏輯控制器 系統(tǒng)設(shè)計 設(shè)計不足

中圖分類號:TP391.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(c)-0018-02

隨著社會的不斷發(fā)展和進(jìn)步,可編程控制器得到了廣泛的應(yīng)用,什么是可編程控制器呢？它是一種專門在工業(yè)環(huán)境下,能應(yīng)用數(shù)字進(jìn)行運(yùn)算的電子系統(tǒng)。它采用的是可以編程的存儲器,因?yàn)檫@樣的存儲器能在它的內(nèi)部執(zhí)行邏輯性的運(yùn)算,還有一些順序控制計時等指令,以此來控制著各式各樣的機(jī)器。就目前的情況來看,大部分的計算機(jī)集散控制系統(tǒng)中都存在著可編程控制器,下面,我們就可編程控制器控制系統(tǒng)總體的一些設(shè)計作簡要的淺析。

1 可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計的原則

可編程控制器所要執(zhí)行的任務(wù)就是要滿足被控對象提出的各項(xiàng)性能指標(biāo)。被控的對象也就是工業(yè)中生產(chǎn)的控制設(shè)備、生產(chǎn)工藝過程、還有就是自動化的生產(chǎn)線。想要在生產(chǎn)中,勞動生產(chǎn)率最高,產(chǎn)品的質(zhì)量還要得到保障,勞動強(qiáng)度和危害程度也要保持在最低的狀態(tài),就要合理的進(jìn)行設(shè)計PLC控制系統(tǒng),PLC是可編程邏輯控制器,那么就要遵循這幾個原則。

1.1 最大限度最合理的滿足被控對象的各項(xiàng)指標(biāo)

想要合理的設(shè)計PLC控制系統(tǒng),就要先對被控的對象有所了解,進(jìn)入工廠,進(jìn)行實(shí)地的考察,對它想要達(dá)到的指標(biāo)進(jìn)行最合理的分析設(shè)計。然后綜合考慮,擬定電氣控制方案,為之后的設(shè)計做好鋪墊。

1.2 控制系統(tǒng)要安全可靠

在電氣控制系統(tǒng)中,最重要的就是安全可靠性,如果安全可靠性沒有保障,那么在以后的使用應(yīng)用中,不僅不能長期的投入生產(chǎn),還能對人的生命健康帶來危害。所以必須把安全可靠性放在首要的位置上,這樣才能保障產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量符合生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 系統(tǒng)最簡化

在滿足各項(xiàng)性能指標(biāo)的前提下,使控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)最簡化,這樣可以方便操作,而且造價也比較低,在工廠的生產(chǎn)中也具有很強(qiáng)的使用性。簡單的結(jié)構(gòu)在以后的使用和維護(hù)中也是比較容易。

1.4 留出適當(dāng)?shù)挠嗟?/p>

工廠中的生產(chǎn)規(guī)模不是一成不變的,生產(chǎn)工藝也是在不斷改進(jìn)的,因此在設(shè)計PLC系統(tǒng)的時候,要考慮到這點(diǎn),要在設(shè)計中留有余地,這樣就要選擇有適當(dāng)余量的PLC。

2 PLC控制系統(tǒng)的主要設(shè)計方法

2.1 設(shè)計任務(wù)的了解

在系統(tǒng)設(shè)計之前,要對被控制的對象進(jìn)行深刻的了解,還要對生產(chǎn)中的工藝流程以及主要設(shè)備的性能進(jìn)行熟悉,知道他們的工作原理,以此來確定想要設(shè)計的系統(tǒng)要完成的一些任務(wù)和性能。在設(shè)計過程中還要擬一份設(shè)計任務(wù)書,將設(shè)計中的一些設(shè)計要點(diǎn)和控制的方式寫入進(jìn)去,便于之后的系統(tǒng)設(shè)計。

2.2 選擇合適的PLC

設(shè)計中選擇合適的PLC是很重要的,一般要考慮這幾個方面:(1)系統(tǒng)的控制目標(biāo)。設(shè)計系統(tǒng)的時候要先明確系統(tǒng)的控制目標(biāo),在工廠中,主要的控制目標(biāo)就是要保證生產(chǎn)的安全可靠性,使其能穩(wěn)定的長期進(jìn)行運(yùn)作,還要保障產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量,在不影響產(chǎn)品的質(zhì)量的同時提高生產(chǎn)效率,還有就是改善信息管理。要根據(jù)需要選擇合適的PLC機(jī)型。(2)PLC的硬件性能。在進(jìn)行PLC設(shè)計時要先對其的硬件有一定的了解,主要看的硬件就是CPU,它是PLC主要組成部分,只有CPU的能力強(qiáng)了PLC的能力才會好;指令系統(tǒng),不同機(jī)型的PLC指令系統(tǒng)也是不相同的,這就要根據(jù)實(shí)際情況的應(yīng)用來確定是什么指令,從而選擇出適合該指令的PLC;I/O系統(tǒng),這是PLC系統(tǒng)設(shè)計中必須知道的參數(shù);相應(yīng)速度,在一般的情況下PLC的相應(yīng)速度都是可以滿足現(xiàn)狀的,因?yàn)榇蟛糠諴LC都是以數(shù)字量控制為主的控制系統(tǒng),而對于少數(shù)含有模擬量的PLC控制系統(tǒng)來說,就必須的考慮響應(yīng)速度了。除了以上的這幾個重要的硬件配置,還有一些其他的考慮的方面,例如說工程總投資、備品配件的統(tǒng)一性、技術(shù)支持等等。

2.3 PLC控制系統(tǒng)中硬件的相應(yīng)設(shè)計

對于PLC控制系統(tǒng)中硬件的設(shè)計,其實(shí)就是指PLC外部設(shè)備的設(shè)計,主要的外部設(shè)備是輸入設(shè)備、執(zhí)行元件、控制臺和柜、操作版面等。這些設(shè)計中我們要知道,每個設(shè)備都包含什么,都要具有什么樣的特點(diǎn),然后根據(jù)需要進(jìn)行合理的設(shè)計。

設(shè)備中I/O的地址分配,要根據(jù)用戶輸入和輸出設(shè)備的分析和整理進(jìn)行制定的。對于I/O來說,在它的設(shè)備表中,應(yīng)該具備I/O地址還有設(shè)備代號和名稱以及一些其他的信息,這樣才能根據(jù)各自的特點(diǎn)進(jìn)行正確的安排,通常情況下都是相同型號的信號和相同的電壓等級安排在一起,以此確定施工的主要布局,最后繪制出I/0接線圖。

2.4 系統(tǒng)軟件的設(shè)計

控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計就是利用梯形圖,來編寫主要的控制程序,我們通常采用的方法是經(jīng)驗(yàn)設(shè)計法和邏輯設(shè)計法。方法的使用要根據(jù)實(shí)際的情況來定。如果要設(shè)計控制系統(tǒng)規(guī)模比較大的系統(tǒng)時,可以將流程分成很多小步驟進(jìn)行設(shè)計,設(shè)計中要注意,要確定每個步驟中的轉(zhuǎn)換條件和跳轉(zhuǎn)等功能,以便最后轉(zhuǎn)換成梯形圖時比較好操作。然而對于傳統(tǒng)的控制線路改造就方便的多,可以直接根據(jù)原系統(tǒng)中的控制線路圖,根據(jù)梯形圖的編程規(guī)則進(jìn)行改造。用梯形圖編寫程序操作起來比較簡單,而且出錯率比較低,設(shè)計的周期也很短暫,因此在設(shè)計中總會應(yīng)用到。

2.5 系統(tǒng)的運(yùn)行

上面就是系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟,步驟完成后,PLC控制系統(tǒng)有了一個大概的形體,我們這時可以進(jìn)行模擬調(diào)試,在運(yùn)行中,要保證硬件的正常運(yùn)行,然后在這基礎(chǔ)上對軟件進(jìn)行調(diào)試,來達(dá)到最好的效果。

3 可編程控制器控制系統(tǒng)的可靠性設(shè)計

3.1 從電路提高系統(tǒng)的可靠性

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關(guān)鍵詞 PLC；用途；特點(diǎn)；發(fā)展趨勢

中圖分類號TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2013）101-0214-02

可編程控制器自從問世至今，發(fā)展的非常迅速。19世紀(jì)中期日本開始了可編程控制器的生產(chǎn)，與此同時，歐洲的一些國家也開始生產(chǎn)可編程控制器。現(xiàn)階段全世界的絕大多數(shù)國家的一些少大型的電器廠商幾乎都在生產(chǎn)可編程控制器?？删幊炭刂破髯鳛楫?dāng)代電控裝置的主導(dǎo)，以作為一個獨(dú)立的工業(yè)設(shè)備列入生產(chǎn)當(dāng)中。特別是20世紀(jì)80年代以來，隨著大規(guī)模集成電路和微型計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以16位及32位微計算機(jī)為核心的PLC得到了迅速的發(fā)展，從而使得PLC再設(shè)計上、使用性能方面、以及價格方面都取得了很大的突破，在控制能力得到了很大的提高的同時，功耗以及體積也相對減少好多，性能得到了提升并且成本也得到了節(jié)約，而且隨著遠(yuǎn)程i/o和通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理以及圖像顯示等技術(shù)的發(fā)展，使PLC的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。PLC已成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動控制的一大支柱設(shè)備。

1 可編程控制器的用途

1）PLC一項(xiàng)最為基本的功能是開關(guān)量邏輯控制，用這一功能來取代繼電器邏輯控制；

2）運(yùn)動控制PLC可以控制步進(jìn)電動機(jī)、伺服電動機(jī)和交流變頻器，可以用于各種機(jī)械運(yùn)動和位置的控制。使用于機(jī)床、裝配機(jī)械、機(jī)器人、電梯等；

3）閉環(huán)過程控制通過模擬量A/D和D/A轉(zhuǎn)換，PLC可以控制大量的物理參數(shù)，例如溫度、壓力、速度和流量等。PID（Proportional—Integral一Derivative）功能的提供使PLC具有閉環(huán)控制能力，可用于過程控制。廣泛地應(yīng)用于塑料成型機(jī)、加熱爐、熱處理設(shè)備、鍋爐及輕化工、冶金、電力等行業(yè)；

4）數(shù)據(jù)處理PLC不僅能用于算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、查表等，還可以進(jìn)行數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)顯示及打印等，具有特別強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理的能力。數(shù)據(jù)處理能力應(yīng)用的范圍一般都是大型的控制系統(tǒng)，例如無人柔性控制系統(tǒng)，過程控制系統(tǒng)等。

2 可編程控制器的特點(diǎn)

可用于控制及其復(fù)雜的設(shè)備、同時可以在特殊的環(huán)境里工作，并且可以長期連續(xù)的工作，這樣的特性使得PLC在結(jié)構(gòu)以及性能方面，占據(jù)著強(qiáng)有力的優(yōu)勢。

1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)PLC采用了很多硬件和軟件的措施滿足“專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用設(shè)計”的要求，主要包括光電隔離、模擬輸入濾波器、電磁屏蔽措施、冗余技術(shù)等。大量實(shí)踐表明，PLC系統(tǒng)在使用過程中發(fā)生故障，問題大都出在外部的開關(guān)、傳感器、及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并不是PLC自身出問題；

2）通用性強(qiáng)，擴(kuò)展方便，系統(tǒng)組成靈活，現(xiàn)階段PLC產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)展得非常成熟了，并且配備功能齊全的I/O模塊、以及特殊的木模塊和相應(yīng)配套的零部件以方便客戶自行組合，可以特別方便的組合可供不同控制需求的控制系統(tǒng)；

3）程序設(shè)計簡單、易學(xué)、易懂PLC的主要使用對象是廣大的電氣技術(shù)人員，其編程采用與繼電器控制原理圖非常相似的梯形圖（LadderDiagram）語言，工程人員學(xué)習(xí)、使用這種編程語言十分方便；

4）系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)周期短且方便，維護(hù)工作量小PLC硬件的模塊化設(shè)計大大縮短了應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計所需的時間，進(jìn)而加快了工程進(jìn)度。鑒于PLC自身發(fā)生故障的幾率比較低，并且具備比較健全的自診斷以及顯示功能，利于快速排除故障；

5）對生產(chǎn)工藝改變適應(yīng)性強(qiáng)，可進(jìn)行柔性生產(chǎn)PLC實(shí)質(zhì)上就是一種側(cè)重于I/O接口控制環(huán)節(jié)的工業(yè)用計算機(jī)，當(dāng)生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時，不必改變PLC硬件設(shè)備，只需改變PLC中的程序即可。

3 可編程控制器的發(fā)展趨勢

1）PLC向全過程控制滲透與發(fā)展。美國就有一家煉金企業(yè)采用一部PLC，進(jìn)行煉金的全過程控制。所有的報警功能、PID調(diào)節(jié)功能和順序控制功能都由PLC完成。全部采用PLC控制方案比采用分散控制系統(tǒng)（DCS）加PLC的控制方案節(jié)省投資近50%，而且金的回收率由原設(shè)計的92%提高到96%；

2）PLC加強(qiáng)了通信功能為了滿足柔性制造單元（FMC）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）和工廠自動化（FA）的要求，近年來對PLC的通信功能提出了更高的要求。最小點(diǎn)數(shù)的PLC也要求具備與上位PLC或計算機(jī)通信聯(lián)網(wǎng)的功能?，F(xiàn)代化大生產(chǎn)要求將工業(yè)生產(chǎn)過程自動化和信息管理自動化結(jié)合起來。PLC作為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的控制器必須能與實(shí)現(xiàn)工廠信息管理自動化的上位計算機(jī)進(jìn)行通訊，同時也要求PLC相互之間通訊聯(lián)網(wǎng)。目前，各公司生產(chǎn)的新一代PLC通訊功能比較強(qiáng)，但不同公司的PLC之間還無法通訊聯(lián)網(wǎng)。實(shí)現(xiàn)不同公司的PLC產(chǎn)品之間通訊聯(lián)網(wǎng)將是一個發(fā)展方向；

3）編程語言趨向標(biāo)準(zhǔn)化目前PLC普遍采用的編程語言——梯形圖，以其直觀、形象、簡單等特點(diǎn)為廣大用戶所熟悉和接受。但是，隨著PLC功能不斷增強(qiáng)，梯形圖以外的編程語言將不斷涌現(xiàn)。新一代的PLC除了采用梯形圖編制用戶程序之外，還廣泛采用順序控制的標(biāo)準(zhǔn)化語言SFC。另外，隨著計算機(jī)普及，PLC還將普遍采用與計算機(jī)兼容的BASIC語言、C語言以及匯編語言編制用戶程序。多種語言并存、互補(bǔ)并不斷走向標(biāo)準(zhǔn)化是今后PLC編程語言的發(fā)展趨勢。

4 結(jié)論

由于PLC所具有的獨(dú)特功能和對生產(chǎn)現(xiàn)場的廣泛適應(yīng)性，故從PLC產(chǎn)生開始，就引起各工業(yè)發(fā)達(dá)國家的極大關(guān)注。各電氣控制制造商紛紛研制開發(fā)，新型PLC不斷涌現(xiàn)。隨著大規(guī)模集成電路、微處理器等計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，PLC的功能大大增強(qiáng)，有力地推動著PLC技術(shù)迅猛發(fā)展。

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篇7

關(guān)鍵詞：理實(shí)結(jié)合；因材施教；啟發(fā)式教學(xué)；多媒體技術(shù)；分層設(shè)計；仿真軟件

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）35-0046-02

《可編程控制器（PLC）》是高職高專機(jī)電一體化、電氣自動化、生產(chǎn)過程自動化等專業(yè)的一門重要的專業(yè)課，也是這類專業(yè)的學(xué)生就業(yè)必備的技能之一。本課程職業(yè)性、實(shí)用性較強(qiáng)，它對電氣相關(guān)專業(yè)其它課程起到前后支撐作用，對學(xué)生核心專業(yè)能力形成起到關(guān)鍵作用。電氣相關(guān)專業(yè)學(xué)生未來的就業(yè)崗位主要定位在維修電工、車間電氣技術(shù)員、工業(yè)自動化系統(tǒng)安裝調(diào)試工、工業(yè)自動化系統(tǒng)設(shè)計工程師助理、工業(yè)自動化系統(tǒng)維護(hù)技術(shù)員等崗位，這些崗位對學(xué)生掌握生產(chǎn)線中的常用設(shè)備PLC的知識能力要求較高。

因此，在教學(xué)過程中如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)用性技能以及如何能夠緊貼企業(yè)實(shí)際工作的要求，是我們在教堂過程中需要探索的問題。本文主要通過調(diào)研經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)PLC相關(guān)從業(yè)人員所需的技能水平，探討使得課堂教學(xué)環(huán)節(jié)、理論實(shí)踐環(huán)節(jié)中較為行之有效的教學(xué)方法。

1 人才需求現(xiàn)狀分析

PLC在近年來已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中的重要支柱，從市場規(guī)模推算目前PLC從業(yè)人員在各行業(yè)的分布大致如下：紡織21.04%、冶金14.56%、汽車11.94%、食品飲料10.56%、電子制造7.6%、化工6.96%、電廠5.16%、造紙4.04%、石油開采及冶煉3.86%、建材3.28%、市政3.04%、其他7.96%。 PLC應(yīng)用從業(yè)人員從事現(xiàn)場維護(hù)的占一半以上；從事程序設(shè)計的占總體的20%；其后依次是從事銷售和系統(tǒng)設(shè)計的人員，分別占14%和13%。（數(shù)據(jù)來源：中國工控網(wǎng)《2005中國PLC市場研究報告》）。

根據(jù)以上調(diào)查報告可以看出，企業(yè)對PLC人才的需求的數(shù)量較大，而且在未來幾年內(nèi)，需求量還需進(jìn)一步增加。因此，無論從企業(yè)的實(shí)際需求出發(fā)，還是從目前職業(yè)教育的需求出發(fā)，都需要加大PLC課程改革的力度。在教學(xué)環(huán)節(jié)中，如何讓學(xué)生更加有效的增加PLC應(yīng)用基礎(chǔ)的知識，能夠熟練的使用PLC進(jìn)行程序的編寫、調(diào)試等工作，是高職類學(xué)校對PLC人才培養(yǎng)的關(guān)鍵目標(biāo)所在。

2 職業(yè)教育現(xiàn)狀與缺點(diǎn)分析

隨著學(xué)校規(guī)模的擴(kuò)大，學(xué)生人數(shù)的增加，職業(yè)教育中往往出現(xiàn)學(xué)生人數(shù)和教學(xué)資源不相匹配的情況，因此很多學(xué)校的PLC教學(xué)中存在以下問題。

2.1 教學(xué)班級人數(shù)較多，理實(shí)一體教學(xué)思路難以實(shí)施

雖然，近年來理實(shí)一體教學(xué)在職業(yè)教育中被廣泛的推崇，但是目前很多學(xué)校學(xué)生人數(shù)激增，而設(shè)備數(shù)量卻不能滿足理實(shí)一體教學(xué)的要求，導(dǎo)致實(shí)踐課的安排不足，學(xué)生動手能力較差。學(xué)生積極性下降，學(xué)習(xí)效率無法保證。

2.2 實(shí)訓(xùn)課，無具體考核方式，不能夠貼近企業(yè)實(shí)際

由于教學(xué)班級人數(shù)較多，給實(shí)訓(xùn)考核帶來一定的難度，實(shí)訓(xùn)沒有具體的考核方式，效率不高。另外，實(shí)訓(xùn)課程的開設(shè)多為模擬實(shí)驗(yàn)，和企業(yè)的實(shí)際相差甚遠(yuǎn)。使得大多數(shù)學(xué)生走出校門后發(fā)現(xiàn)所學(xué)課程和實(shí)際應(yīng)用相差甚遠(yuǎn)。

3 PLC課程教學(xué)改革與探索

3.1 解決學(xué)生人數(shù)和設(shè)備不匹配時的教學(xué)方案改革

對于學(xué)生人數(shù)較多，但設(shè)備數(shù)量有限的職業(yè)院校，可以采用大班教學(xué)理論課，小班教學(xué)實(shí)驗(yàn)課的方式，這需要對課時計劃進(jìn)行嚴(yán)格的修訂。每2次理論課的內(nèi)容，由一次實(shí)踐課來進(jìn)行鞏固。實(shí)驗(yàn)課的考核以考高級工為目標(biāo)，由于和考工考證掛鉤，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性會大大增加。

3.2 因材施教，分層教學(xué)的探討。

因?yàn)槊块T課講授都會受學(xué)生學(xué)習(xí)能力的限制而無法進(jìn)行比較深的有難度的學(xué)習(xí)的教學(xué)，PLC課程中高速計數(shù)、高速脈沖、PID控制，模擬量控制等內(nèi)容，在實(shí)際應(yīng)用中很廣泛，但是因?yàn)檫@些部分比較難懂，在針對大多數(shù)同學(xué)的普及教學(xué)中，受課時限制這些內(nèi)容很少涉及。對大多數(shù)學(xué)生來講，只要達(dá)到高級工要求就可。而少部分優(yōu)秀的學(xué)生，可開設(shè)自修課程，對它們適當(dāng)?shù)拈_放實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，最后嚴(yán)格考核，給予推薦好的工作，推薦為優(yōu)秀畢業(yè)生，等待遇。

3.3 理論教學(xué)中的啟發(fā)式教學(xué)的探討

為了喚醒學(xué)生自信，提高學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的求知欲望，在教學(xué)過程中我們采用了啟發(fā)式的教學(xué)方法。這種教學(xué)方法通常采用提出問題、課堂互動討論、歸納解決方案、在實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證、得到結(jié)果并進(jìn)行總結(jié)歸納等幾個步驟完成。

提出問題這個環(huán)節(jié)可以設(shè)計在一堂課的初期、中間、或者在課堂的最后留下疑問讓學(xué)生在課下繼續(xù)探索和思考。例如：在講授PLC的循環(huán)掃描工作方式時，針對學(xué)生編程過程中容易出現(xiàn)的雙線圈現(xiàn)象，可提出以下問題。

問題：如圖1所示，若給PLC的輸入端子I0.0和I0.1分別接按鈕SB1和SB2。Q0.0端子接指示燈，那么當(dāng)SB1按下，而SB2松開時，指示燈是得電還是失電狀態(tài)？

針對此問題進(jìn)行課堂互動環(huán)節(jié)，啟發(fā)學(xué)生根據(jù)所講的循環(huán)掃描的理論來分析可能產(chǎn)生的結(jié)果。將學(xué)生討論的結(jié)果歸納出來，如學(xué)生可能得出以下結(jié)論：①指示燈亮。因?yàn)镾B1閉合指示燈亮。②指示燈先亮后滅。SB1閉合使它亮，SB2未閉合使他滅。③指示燈滅。由于循環(huán)掃描的集中輸出所致。

得到不同答案后，讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中得到第三種結(jié)論是正確的。然后分析產(chǎn)生這種結(jié)果的原因以及大家分析錯誤的原因，并告訴學(xué)生這樣的編程屬于雙線圈輸出是不允許的，接下來可以進(jìn)一步讓學(xué)生提出解決方案，進(jìn)行下一輪的課堂互動討論。實(shí)踐證明，這樣的啟發(fā)式教學(xué)方法極大的提高的學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.4 利用多媒體技術(shù)，教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱等設(shè)備，現(xiàn)場演示軟件

中PLC程序的運(yùn)行過程

PLC的編程是PLC學(xué)習(xí)過程中的重要環(huán)節(jié)，采用理論講解的方式，讓一些理解能力差的同學(xué)在接受知識的過程中產(chǎn)生了困難。為了解決這個問題，使得教學(xué)效果更好，利用多媒體視頻手段或者教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱等，在課堂教學(xué)的過程中將實(shí)驗(yàn)效果搬入課堂。使學(xué)生直觀的看到軟元件的工作過程。

3.5 實(shí)踐教學(xué)中的探索

3.5.1 實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)教學(xué)資源的開發(fā)

初學(xué)者可以利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)臺做一些簡單的案例。經(jīng)過一段時間的學(xué)習(xí)，則需要將實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的案例和企業(yè)實(shí)際相聯(lián)系起來，因此作為教師應(yīng)該經(jīng)常去企業(yè)調(diào)研，可以添加一些企業(yè)實(shí)際中使用的較為簡單的案例，作為實(shí)踐環(huán)節(jié)的任務(wù)要求。

3.5.2 實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)采用分階段任務(wù)，分層完成的方法

傳統(tǒng)的單任務(wù)實(shí)訓(xùn)，任務(wù)較為復(fù)雜，學(xué)生消化實(shí)訓(xùn)任務(wù)時需要較長的時間，在此過程中學(xué)習(xí)程度較好的同學(xué)占主導(dǎo)作用，而學(xué)習(xí)程度較為差的同學(xué)通常處于等待狀態(tài)，在小組中無所事事。因此在實(shí)訓(xùn)任務(wù)的設(shè)計方面，可以采用分層完成，全組參與的方法。將大的實(shí)訓(xùn)任務(wù)分為幾個小的階段，而每個階段的設(shè)計題目采用由易到難安排。小組每完成一個階段，在通過答辯后，獲得相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。答辯環(huán)節(jié)可以采用隨機(jī)抽取小組成員的方式，組員未通過則全組不能通過，這樣首先增加了學(xué)生實(shí)訓(xùn)的壓力，適度的壓力是動力的源泉，讓學(xué)生有適度的緊迫感，能增加學(xué)習(xí)的效果。另外為了全組順利通過實(shí)訓(xùn)，學(xué)習(xí)程度好的同學(xué)會自覺幫助學(xué)習(xí)程度差的同學(xué)完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)，在實(shí)訓(xùn)中培養(yǎng)了學(xué)生的合作意識。

3.5.3 利用仿真軟件，增加學(xué)生學(xué)習(xí)渠道

實(shí)驗(yàn)室的資源畢竟還是有限的，為了增強(qiáng)學(xué)生的課外繼續(xù)學(xué)習(xí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生的興趣。在PLC教學(xué)中可以引入教學(xué)仿真軟件來增加學(xué)習(xí)的興趣。如三菱系列PLC的教學(xué)仿真軟件FX-TRN-BEG-C、采用了生動的動畫和編程相結(jié)合的方式，學(xué)生可以在沒有實(shí)際PLC的環(huán)境下，編寫小的程序，并仿真。它分為初級挑戰(zhàn)，中級挑戰(zhàn)，高級挑戰(zhàn)等幾個循序漸近的階段，讓學(xué)生在自己的電腦上就可以體驗(yàn)到編程的無限樂趣。西門子S7-200的仿真軟件Simulation1.2，雖然沒有生動的畫面，但是通過開關(guān)和指示燈的演示，可以幫助初學(xué)者編寫小的程序并且進(jìn)行驗(yàn)證。

4 總 結(jié)

眾所周知，PLC已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)中的三大支柱之一，在工業(yè)上起著至關(guān)重要的作用，作為以就業(yè)為導(dǎo)向的高職高專類學(xué)校，PLC已經(jīng)成為電氣類專業(yè)的重要的專業(yè)課。因此如何在學(xué)校的學(xué)習(xí)中為學(xué)生提供一個良好的學(xué)習(xí)平臺，教給學(xué)生良好的學(xué)習(xí)方法，讓學(xué)生掌握PLC的調(diào)試，維護(hù)，編程的基本技能是PLC教學(xué)過程中需要長期探索的問題，我們將繼續(xù)不斷的探索，為培養(yǎng)適應(yīng)社會發(fā)展的21世紀(jì)的新型綜合性人才而努力。

參考文獻(xiàn)：

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Abstract: Programmable Logic Controller is called PLC, and it has been classified with the robot, the computer-aided design as three big props of modern industry, and it is important labor of industrial automation. It has very strong practicality, comprehensive nature and utility. The author analyses PLC selection, program design, installation, commissioning, interference and fault diagnosis.

關(guān)鍵詞: PLC 選型;程序設(shè)計;安裝;調(diào)試;抗干擾;故障診斷

Key words: PLC selection;program design;installation;commissioning;interference;fault diagnosis

中圖分類號:TP23 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(2010)07-0129-02

0引言

PLC是通過存放在存儲器內(nèi)的程序?qū)崿F(xiàn)控制功能的,要改變控制方式主要是改變程序,而PLC的軟件簡單易學(xué),硬件連接簡單,工作可靠性高、抗干擾能力強(qiáng),便于與其它網(wǎng)絡(luò)連接等諸多的優(yōu)點(diǎn)使PLC很快的在邏輯控制、運(yùn)動控制、過程控制等領(lǐng)域廣泛使用。因此,掌握PLC的使用有著非常重要的意義。

1PLC的選型

PLC的選擇可以從以下幾方面考慮:①選擇品牌。目前國內(nèi)采用的西門子和三菱的較多,其市場占有量大,性能穩(wěn)定可靠,軟件指令豐富,易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn),被大部分用戶接受,美國的產(chǎn)品價格較高,國內(nèi)產(chǎn)品市場占有量小等因素被采用的相對較少,應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的預(yù)算和技術(shù)要求選擇合適的產(chǎn)品。②類型要合適。充分考慮輸入輸出信號的性質(zhì)。如輸入信號電壓類型、等級、變化率,輸出端的負(fù)載特點(diǎn),以此選擇配置相應(yīng)機(jī)型和模塊。目前,PLC以開關(guān)量的控制為主,應(yīng)選擇繼電器輸出型。③功能要適當(dāng)。可選擇整體式或機(jī)架模塊式。如模塊式需選擇具有所需功能的PLC主機(jī),根據(jù)需要還應(yīng)選擇相應(yīng)的模塊,如輸入輸出擴(kuò)展模塊、模擬量模塊、高速計數(shù)模塊、通信模塊和人機(jī)界面單元等。④確定I/O點(diǎn)數(shù)。準(zhǔn)確的統(tǒng)計出被控制設(shè)備對輸入輸出點(diǎn)數(shù)的總需要量。在實(shí)際統(tǒng)計出I/O點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上加15%～20%的備用量,以便今后調(diào)整和擴(kuò)充。估算系統(tǒng)對PLC響應(yīng)時間的要求。響應(yīng)時間包括輸入、輸出濾波時間和掃描周期。盡量選擇掃描速度高的PLC。

2PLC的程序設(shè)計

PLC的控制系統(tǒng)是以程序形式來體現(xiàn)其控制功能的,因此,大量的工作將用在軟件設(shè)計上,即程序設(shè)計。目前,全世界有超過上百個PLC的生產(chǎn)廠家,市場占有量較大的有美國的A-B公司、通用公司,德國的西門子公司,日本的歐姆龍公司、三菱公司、日立公司和法國的施耐德公司等,而它們的編程語言和軟件大相徑庭,因此,應(yīng)先學(xué)精一個公司的軟件,再和其它品牌的軟件比較學(xué)習(xí),將事半功倍。就PLC的程序表達(dá)方式而言,基本有四種:梯形圖、指令表、邏輯功能圖和高級語言。采用最多的是梯形圖語言,它沿用了傳統(tǒng)的繼電接觸器接點(diǎn)、線圈、串并聯(lián)等術(shù)語和圖形符號,并且加入了很多高級指令,將微機(jī)的特點(diǎn)結(jié)合進(jìn)去,形象而且直觀,易于熟悉繼電接觸控制系統(tǒng)的人員學(xué)習(xí),成為PLC第一用戶語言。設(shè)計過程應(yīng)注重以下步驟:①全面了解被控系統(tǒng)的必須任務(wù),需完成的動作及動作順序。這往往都是由生產(chǎn)工藝和設(shè)備的實(shí)際需要提出的目標(biāo)。②進(jìn)行I/ O分配(輸入輸出分配)。確定哪些設(shè)備的信號送入PLC,如啟動按鈕、停止按鈕、行程開關(guān)、熱繼電器輔助觸點(diǎn)、檢測設(shè)備獲得的模擬量等;哪些設(shè)備是接收來自PLC信號的,如接觸器線圈,燈泡、變頻器、控制電機(jī)、執(zhí)行裝置等。確定了設(shè)備的輸入輸出后,需要列寫出這些輸入輸出設(shè)備所對應(yīng)的實(shí)際物理地址,比如I0.0連接啟動按鈕,Q0.3連接接觸器線圈。③根據(jù)分配好的物理端口的標(biāo)號進(jìn)行軟件編程,畫出梯形圖。盡量利用PLC內(nèi)部功能軟元件,減少硬件投入,降低成本;一般應(yīng)獨(dú)立每一路輸出,便于控制和檢查;輸出若為正/反向控制的負(fù)載,不僅要從PLC內(nèi)部程序上聯(lián)鎖,還要在PLC外部采取硬件措施,使系統(tǒng)更安全。梯形圖應(yīng)按照正確的順序要求完成全部功能。④用計算機(jī)或手操器將軟件送入PLC器件內(nèi)部。⑤安裝硬件。⑥現(xiàn)場調(diào)試。一般應(yīng)先斷開輸出設(shè)備,連接輸入設(shè)備,待運(yùn)行一遍,確定輸出指示燈的通斷和預(yù)先設(shè)計的動作順序完全一致后方可連接輸出設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。

3硬件的安裝

3.1 電源的連接PLC通常用單相交流電源或24V直流電源供電。接線時,要分清接線端子上“N”端“零線”和“接地”端。PLC的供電線路要與其他大功率用電設(shè)備或會產(chǎn)生強(qiáng)干擾的設(shè)備分開。PLC應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源。電源一般用帶屏蔽層的隔離變壓器供電,在有較強(qiáng)干擾源的環(huán)境中使用時,應(yīng)將屏蔽層和PLC浮動端子接地,而接地線截面積不能小于2 mm2,接地電阻小于100Ω。

3.2 接地線的連接。PLC應(yīng)接專用的地線,接地點(diǎn)應(yīng)與其他動力設(shè)備的接地點(diǎn)分開,禁止與其他設(shè)備串聯(lián)接地及通過水管、避雷線接地。

3.3 RUN端子的接線。在RUN端和COM間接入一個銨鈕或開關(guān),可以控制PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài),執(zhí)行控制程序。如果按鈕或開關(guān)斷開,則PLC停止運(yùn)行。

3.4 緊急停止線路應(yīng)不受PLC控制,一般可以將緊急停止開關(guān)設(shè)在輸出端口的COM端。

3.5 輸入輸出的連接控制系統(tǒng)有手動和自動的工作方式,可以把手動信號和自動信號疊加起來,按不同控制狀態(tài)分成兩組輸入PLC。多重指令控制一個任務(wù)時,可先在PLC外部將它們并聯(lián)后再接入一個輸入點(diǎn)。PLC輸出電路中沒有保護(hù),應(yīng)在外部電路中串聯(lián)熔斷器等保護(hù)裝置。有時,輸出端多個相同小負(fù)載同步工作時也可將其并聯(lián)接占用同一輸出端子,節(jié)省輸出端口(此方法慎用)。一臺PLC驅(qū)動多個額定電壓不同的負(fù)載時,應(yīng)保證負(fù)載獲得額定值,必須使不同負(fù)載用不同的COM端口。

4PLC的調(diào)試

將編制好的程序?qū)懭隤LC中,先不帶負(fù)載模擬工況運(yùn)行,通過輸入輸出信號指示燈觀察各輸入輸出信號之間的變化關(guān)系是否符合控制要求,發(fā)現(xiàn)問題及時修改程序,直到滿足工藝流程的要求。在模擬調(diào)試成功后,將輸出端的負(fù)載接入現(xiàn)場實(shí)際控制系統(tǒng)中進(jìn)行再次調(diào)試,直至完全正常。

5提高PLC控制系統(tǒng)的抗干擾措施

5.1 工作環(huán)境安裝PLC應(yīng)避開大的熱源,要有足夠大的散熱空間和通風(fēng)條件。PLC的安裝應(yīng)避開強(qiáng)的振動源。盡量避免陽光直射、油霧、雨淋等;避免導(dǎo)電性雜物進(jìn)入控制器。

5.2 輸入信號抗干擾的方法當(dāng)輸入端有感性元件時,為防止感應(yīng)電動勢損壞模塊,應(yīng)在輸入端并接RC吸收電路(交流輸入信號)或并接續(xù)流二極管(直流輸入信號)。

5.3 輸出信號抗干擾的措施在PLC的輸出端接有感性負(fù)載時,輸出信號由OFF變?yōu)镺N時,會產(chǎn)生突變電流;從ON變?yōu)镺FF時,會產(chǎn)生反向感應(yīng)電勢。為防止干擾信號的影響,應(yīng)在輸出端,聯(lián)RC吸收電路(交流負(fù)載)或并接續(xù)流二極管(直流負(fù)載)。

6PLC的故障診斷

PLC本身具有自診斷功能,從PLC面板上指示燈的狀態(tài)可以判斷PLC系統(tǒng)的運(yùn)行情況,通過更換單元或模塊可以迅速排除故障。

6.1 POWER:電源指示當(dāng)PLC的電源接通,該指示燈亮。該燈不亮說明電源不通。

6.2 RUN:運(yùn)行指示當(dāng)PLC基本單元的PLC端與COM端之間開關(guān)閉合或面板上RUN開關(guān)合上時,PLC即處于運(yùn)行狀態(tài),RUN指示燈亮。若此燈不亮,說明基本單元出了故障。

6.3 BATT:機(jī)內(nèi)鋰電池電壓指示該指示燈亮說明鋰電池電壓不足,應(yīng)該更換。

6.4 PROG.E(CPU.E):程序出錯指示。該指示燈閃爍說明出現(xiàn)程序語法錯誤,鋰電池電壓不足,定時器或計數(shù)器未設(shè)置常數(shù),程序執(zhí)行時間超出允許時間等問題。

6.5 輸入或輸出指示:PLC有正常輸入時,對應(yīng)輸入點(diǎn)的指示燈亮若PLC有輸出且輸出繼電器動作,則對應(yīng)輸出點(diǎn)的指示燈亮。若輸入指示燈不亮,應(yīng)檢查硬件連接是否有斷路。在輸出回路中,由于短路或其它原因造成PLC輸出點(diǎn)在內(nèi)部粘滯,只需將其接線換至空接線點(diǎn)上,同時修改相應(yīng)程序。

7結(jié)束語

綜上所述,通過學(xué)通一種PLC就一通百通,應(yīng)用自如顯然不太可能,學(xué)習(xí)過程必須注意幾大流派的代表作品,舉一反三、觸類旁通,通過從軟件編程到硬件的安裝、調(diào)試、維護(hù)、檢修等一條完整的過程,不斷積累經(jīng)驗(yàn)才能提高PLC的使用技巧。

參考文獻(xiàn):

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[2]孫同景.PLC 原理及工程應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社.

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【關(guān)鍵詞】可編程控制器 智能控制 編程方法

1 前言

可編程控制器（PLC）在我國工業(yè)方面的應(yīng)用越來越廣泛，尤其是德國西門子系列的PLC在我國可編程控制器使用方面占了相當(dāng)大的比重。通過西門子S7-200編程方法的學(xué)習(xí)，可以解決部分工業(yè)智能控制的問題。

2 S7-200編程方法

2.1 S7-200的程序結(jié)構(gòu)

S7-200分為線性結(jié)構(gòu)和分塊結(jié)構(gòu)兩種形式的程序結(jié)構(gòu)。也可以叫做線性程序設(shè)計和分塊程序設(shè)計。

2.1.1 線性程序設(shè)計

當(dāng)程序中有多個需要控制的任務(wù)時，該設(shè)計方法就是把這些任務(wù)根據(jù)工程需要編寫在主程序（0B1）中。下面我們可以舉一個例子說明一下，假設(shè)在一個控制工程之中包含四個需要控制的任務(wù)，分別為任A、B、C和D。那么線性程序設(shè)計即在一個主程序中我們將這4個控制程序根據(jù)要求編寫進(jìn)去。這種方法對于相對而言容易的并且規(guī)模較為短小的程序會有很好的效果，讀起來會比較容易，而那些較為復(fù)雜的，分支多的程序則不適用。

2.1.2 分塊程序設(shè)計

這種方法相對于上面的方法就能很好的處理復(fù)雜程序的問題了，它將總的工程分為許多個小而且簡單的控制任務(wù)。這些小而且簡單的控制任務(wù)也就是一個個子程序塊。而最終通過調(diào)用的形式，主程序?qū)⑦@些子程序整合在了一起，這樣就形成了一個完整的復(fù)雜的大程序。

當(dāng)控制工程比較復(fù)雜，且分支較多的情況下，應(yīng)用分塊程序設(shè)計控制任務(wù)就更加便捷靈活了。在實(shí)際工程應(yīng)用中更加廣泛。而這每一個小任務(wù)塊我們可以選擇比較簡單的線性程序方法，這樣兩者相結(jié)合使用會使得程序的編制更加便捷。

2.2 S7-200的編程方法

經(jīng)過上面的介紹，對PLC的程序結(jié)構(gòu)有了初步的了解，下面對于編制PLC控制程序的方法進(jìn)行簡單介紹。其編程的方法較多，常見的包括以下幾種。

（1）圖解法編程

顧名思義該方法是靠畫圖來編寫PLC程序的。圖解法編程又可以分為梯形圖法、邏輯流程圖法、時序流程圖法和步進(jìn)順控法。

（2）經(jīng)驗(yàn)法編程

該方法是運(yùn)用與自己工藝比較接近的程序，再根據(jù)實(shí)際的工程需要，對該相近的程序進(jìn)行逐一修改，滿足實(shí)際的工程需要。而這種經(jīng)驗(yàn)法編程需要編程者具有很多的經(jīng)驗(yàn)。

（3）計算機(jī)輔助設(shè)計編程

該方法在編制PLC程序時是把PLC編程軟件與計算機(jī)聯(lián)通，并在計算機(jī)上進(jìn)行程序設(shè)計、離線或在線編程、離線仿真和在線調(diào)試等工作。S7-200的系列編程專用軟件“STEP 7-Micro/WIN 32”3.0支持Windows95，Windows98和WindowsNT使用環(huán)境。

2.3 S7-200的編程步驟

前面我們對程序結(jié)構(gòu)和編程序方法有了一個大概的了解，下面我們就來對PLC程序的編寫上進(jìn)行學(xué)習(xí)。PLC程序的編寫與計算機(jī)是類似的，包括以下幾個步驟。

（1）對系統(tǒng)任務(wù)分塊

為了便于編程，我們通常會把較為復(fù)雜的、繁重的的問題簡化成幾個簡單的、小的問題。這樣對于一個復(fù)雜的工程來說，就可以把它化為幾個相對原系統(tǒng)而言簡單的小任務(wù)了。

（2）編制控制系統(tǒng)的邏輯關(guān)系圖

在邏輯關(guān)系圖中能夠看出某個邏輯關(guān)系的結(jié)果，并且可以得出這個結(jié)果應(yīng)該導(dǎo)出的一些動作。而整個的控制活動進(jìn)行的順序可以作為這個系統(tǒng)的邏輯關(guān)系。

（3）繪制各種電路圖

在編制PLC的程序時很重要的一步就是繪制電路。繪制PLC的輸入電路時要考慮以下幾點(diǎn)：其一信號的連接點(diǎn)要與命名保持一致；其二輸入端的電壓和電流要適當(dāng)?shù)倪x取；其三要保證在特殊條件下系統(tǒng)能夠可靠與穩(wěn)定的運(yùn)行；其四對于當(dāng)高壓引入到PLC的輸入端時，會不會對PLC造成較大傷害也是需要考慮的問題。繪制PLC的輸出電路時，同樣的我們也要做到以下幾點(diǎn)要求：其一輸出信號的連接點(diǎn)要與命名保持一致；其二要保證PLC輸出模塊的帶負(fù)載能力和耐電壓能力；其三電源的輸出功率和極性問題。

（4）編制PLC程序并進(jìn)行模擬調(diào)試

編制程序時在保證了正確、可靠的情況下，如果能夠經(jīng)過改進(jìn)，使程序具有簡捷、省時、便于閱讀、便于修改的優(yōu)點(diǎn)就是最好的結(jié)果了。在編寫任何一個程序塊時，要對其進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行問題查找，如果有錯誤即可及時的進(jìn)行修改。

（5）現(xiàn)場調(diào)試

任何程序的設(shè)計都要經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試的環(huán)節(jié)，因?yàn)橹挥薪?jīng)過現(xiàn)場調(diào)試的系統(tǒng)才能最終投入現(xiàn)場使用。現(xiàn)場調(diào)試過程中可以發(fā)現(xiàn)控制回路和控制程序不符合系統(tǒng)所要求的地方或者二者存在矛盾的地方。

（6）編寫技術(shù)文件并現(xiàn)場試運(yùn)行

這是最后的一個步驟，經(jīng)過以上的步驟，我們基本確定了系統(tǒng)的控制電路和控制程序，也即整個系統(tǒng)的軟硬件都有了。這時我們要對電路圖、PLC程序、使用說明及幫助文件等技術(shù)文件進(jìn)行整理。

3 小結(jié)

在編程時首先是要根據(jù)整個工藝來進(jìn)行任務(wù)的分塊，然后正確的運(yùn)用指令，編寫好每一個子程序塊，之后就可以進(jìn)行單元調(diào)試的環(huán)節(jié)了，這里包括了軟硬件聯(lián)調(diào)與系統(tǒng)總調(diào)，還有對程序不滿足工程要求的地方進(jìn)行修改這三部分。最后經(jīng)過一段時間的實(shí)驗(yàn)運(yùn)行，如果沒有問題后就可以投入實(shí)際的運(yùn)行了。

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篇10

【關(guān)鍵詞】可編程控制器原理，一體化教學(xué)，項(xiàng)目

一、一體化教學(xué)

隨著社會發(fā)展，現(xiàn)代信息技術(shù)更替日新月異，對在校人才培養(yǎng)也提出了更高新的要求。一體化教學(xué)，就是理論實(shí)踐相結(jié)合，教學(xué)一體化的模式。它具有兩大特點(diǎn)，一是突出職業(yè)技能訓(xùn)練的主導(dǎo)地位。圍繞職業(yè)技能訓(xùn)練要求，確定理論教學(xué)內(nèi)容和要求，設(shè)置教學(xué)環(huán)節(jié)和進(jìn)度，理論教學(xué)完全服務(wù)于職業(yè)技能訓(xùn)練。二是理論教學(xué)與職業(yè)技能訓(xùn)練相結(jié)合。注重感知、操作，強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性。這種一體化教學(xué)模式能很好解決理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)問題，減少理論課及理論與實(shí)操課之間知識的重復(fù)，增強(qiáng)教學(xué)直觀性，充分體現(xiàn)學(xué)生主體參與作用，有助于提高教學(xué)質(zhì)量和高技能人才培養(yǎng)。

二、可編程控制器原理課程一體化教學(xué)綜述

它是一門集計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、通訊技術(shù)等多位為一體的課程，在社會生活中具有廣泛應(yīng)用。目前可編程控制器原理課程教學(xué)重在知識傳授，若學(xué)生綜合素質(zhì)不高，難以適應(yīng)社會發(fā)展。迫切需要我們轉(zhuǎn)變教學(xué)思路，從傳統(tǒng)教學(xué)觀念中跳出來，轉(zhuǎn)向培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力。

把一體化教學(xué)應(yīng)用于可編程控制器原理課程正是基于這樣一種教學(xué)理念，它打破傳統(tǒng)理論教學(xué)實(shí)踐教學(xué)雙線模式，將理論與實(shí)踐結(jié)合，遵循學(xué)習(xí)的規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生在“理論實(shí)踐理論”循環(huán)學(xué)習(xí)中，將教師從教書匠解放出來，將學(xué)生從被動學(xué)習(xí)中解放出來，突出學(xué)生學(xué)習(xí)主體地位，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)潛能。把一體化教學(xué)應(yīng)用于此理念以項(xiàng)目為主線，教師將教學(xué)目標(biāo)與任務(wù)滲透在項(xiàng)目情境中，使學(xué)生在項(xiàng)目情境中邊做邊學(xué)，發(fā)揮學(xué)生主動性。可以運(yùn)用多項(xiàng)目推進(jìn)，營造多個項(xiàng)目情境，使學(xué)生有選擇空間，激發(fā)學(xué)生參與積極性。

三、把一體化教學(xué)應(yīng)用于可編程控制器原理課程教學(xué)實(shí)施

1、優(yōu)化整合教材，精心設(shè)計項(xiàng)目

優(yōu)化整合教材?？删幊炭刂破髟碚n程一體化教學(xué)實(shí)施的載體是教材，目前此課程教學(xué)實(shí)行的是理論與實(shí)踐教學(xué)雙線模式，因此必須要對現(xiàn)有教材資源進(jìn)行優(yōu)化整合，根據(jù)一體化教學(xué)具體操作，合理優(yōu)化整合理論與實(shí)踐教材。

精心設(shè)計項(xiàng)目。項(xiàng)目是推進(jìn)可編程控制器原理課程一體化教學(xué)的主要，因此，精心設(shè)計項(xiàng)目是關(guān)鍵，重點(diǎn)處理好下列幾個環(huán)節(jié)：立項(xiàng)、整合、推進(jìn)等。立項(xiàng)是指根據(jù)一體化教學(xué)目標(biāo)選擇合理的項(xiàng)目載體，創(chuàng)設(shè)良好的項(xiàng)目情境；整合是指將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)整合在項(xiàng)目中，在教學(xué)做中實(shí)現(xiàn)學(xué)生理論素養(yǎng)與能力的提升；推進(jìn)是指充分考慮好項(xiàng)目的具體可操作性，突破原有教材序列，突出項(xiàng)目主線。

2、優(yōu)化教學(xué)程序，有序有效推進(jìn)

一體化教學(xué)很大程度上依賴于教學(xué)做的有序推進(jìn)，在實(shí)際操作中，教師要注意優(yōu)化教學(xué)程序，合理選擇教學(xué)方法，力求使教學(xué)做融為一個有機(jī)整體。

教學(xué)程序有序化。一體化教學(xué)要充分尊重教學(xué)的一般規(guī)律，由感性理性感性的推進(jìn)思路。教學(xué)初期，要借助生活實(shí)例，幫助學(xué)生建立感性思維，刺激學(xué)生學(xué)習(xí)愿望。教學(xué)方法多元化。一體化教學(xué)推進(jìn)的實(shí)效性與教師的教學(xué)方法直接相關(guān)，要盡量選擇直觀形象的教學(xué)手段，突破常規(guī)教學(xué)，力求使教學(xué)方法多元化，避免單一教學(xué)帶來的學(xué)習(xí)疲勞。

3、學(xué)生分化組合，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)

可編程控制器原理課程一體化教學(xué)不是以單個學(xué)生推進(jìn)的，它需要對學(xué)生進(jìn)行合理的分化組合，使不同學(xué)習(xí)層次的學(xué)生優(yōu)勢互補(bǔ)，發(fā)揮每一位學(xué)生的主動性，也使學(xué)生在一體化教學(xué)中得到提升。合理分組。在可編程控制器原理課程一體化教學(xué)實(shí)施過程中，要根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，對學(xué)生優(yōu)化組合，充分考慮每一位學(xué)生的學(xué)情，包括其知識基礎(chǔ)、實(shí)踐能力、學(xué)習(xí)興趣、組織能力等，按照其實(shí)際情況，同時兼顧學(xué)生組合的自主意愿。分組的過程中確保各個小組的均衡性，才能推動教學(xué)，展開小組間競爭學(xué)習(xí)；分組情況不是一成不變的，要根據(jù)學(xué)生的成長以及一體化教學(xué)的需要，進(jìn)行微調(diào)或者進(jìn)行動態(tài)組合，提升小組學(xué)習(xí)的活力。分層教學(xué)。學(xué)生分組時，除了考慮有利于推進(jìn)可編程控制器原理課程一體化教學(xué)，還有一個重要的目的：分層教學(xué)?！胺謱咏虒W(xué)法充分體現(xiàn)因材施教、主體參與、分層優(yōu)化、分類指導(dǎo)、整體推進(jìn)的教學(xué)原則，學(xué)生可以各盡其能，各有所獲”，尊重學(xué)生學(xué)習(xí)上存在的差異是基本的教學(xué)思想，教師要根據(jù)學(xué)生實(shí)際，尤其是課程知識基礎(chǔ)、基本技能、思維能力等，對學(xué)生進(jìn)行合理分層。在實(shí)施過程中，要注意保護(hù)學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心，在教學(xué)設(shè)計中滲透分層教學(xué)的思想，盡量選取隱性分層教學(xué)方式，從而滿足不同層次學(xué)生的需求。

四、結(jié)語

把一體化教學(xué)應(yīng)用于可編程控制器原理課程立足于理論，著眼于提升學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力，突出學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位，將理論與實(shí)踐融為一體，在教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的實(shí)際能力?？删幊炭刂破髟碚n程一體化教學(xué)必將有助于提升課程教學(xué)效率和學(xué)生專業(yè)素質(zhì)與綜合能力，提升學(xué)生崗位競爭能力。同時，我們要認(rèn)識到一體化教學(xué)推進(jìn)過程中的一些問題：操作難度提升、教學(xué)模式不成熟、教師牽涉的精力多、教學(xué)程序具有動態(tài)性等，這都需要我們在教學(xué)實(shí)踐中加強(qiáng)探究意識，為學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。

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