一、工作原理

可編程控制器（Programmable Logic Controller）簡稱PC或PLC是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專門在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可以編制程序的存儲器，用來在執(zhí)行存儲邏輯運算和順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字或模擬的輸入(I)和輸出(O)接口，控制各種類型的機械設備或生產過程?？删幊炭刂破魇窃陔娖骺刂萍夹g和計算機技術的基礎上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成為以微處理器為核心，把自動化技術、計算機技術、通訊技術融為一體的新型工業(yè)控制裝置。PLC已被廣泛應用于各種生產機械和生產過程的自動控制中，成為一種最重要、最普及、應用場合最多的工業(yè)控制裝置，被公認為現(xiàn)代工業(yè)自動化的三大支柱（PLC、機器人、CAD/CAM）之一。

二、安裝與維護

PLC的安裝

在安裝PLC時，要避開下列場所：①環(huán)境溫度超過0~50攝氏度的范圍。②相對濕度超過85%或者存在露水凝聚（由溫度突變或其他因素所引起的）。③太陽光直接照射。④有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等。⑤有大量鐵屑及灰塵。⑥頻繁或連續(xù)的振動，振動頻率為10~55赫茲、幅度為0.5毫米（峰—峰）。⑦超過10g（重力加速度）的沖擊。

為了使控制系統(tǒng)工作可靠，通常把可編程控制器安裝在有保護外殼的控制柜中，以防止灰塵、油污、水濺。為了保證其溫度保持在規(guī)定環(huán)境溫度范圍內，安裝機器應有足夠的通風空間，基本單元和擴展單元之間要有30毫米以上間隔。如果周圍環(huán)境超過55攝氏度，要安裝電風扇，強迫通風。

為了避免其他外圍設備的電干擾，可編程控制器應盡可能遠離高壓電源線和高壓設備，可編程控制器與高壓設備和電源線之間應留出至少200毫米的距離。

電源接線

PLC供電電源為50赫茲、220伏±10%的交流電。

如果電源發(fā)生故障，中斷時間少于10毫秒，PLC工作不受影響。若電源中斷超過10毫秒或電源下降超過允許值，則PLC停止工作，所有的輸出點均同時斷開。當電源恢復時，若RUN輸入接通，則操作自動進行。

對于電源線來的干擾，PLC本身具有足夠的抵制能力。如果電源干擾特別嚴重，可以安裝一個變比為1∶1的隔離變壓器，以減少設備與地之間的干擾。

接地

良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。接地線與機器的接地端相接，基本單元接地。如果要用擴展單元，其接地點應與基本單元的接地點接在一起。為了抑制加在電源及輸入端、輸出端的干擾，應給可編程控制器接上專用地線，接地點應與動力設備（如電機）的接地點分開。若達不到這種要求，也必須做到與其他設備公共接地，禁止與其他設備串聯(lián)接地。接地點應盡可能靠近PLC。

直流24伏接線端

PLC上的24伏接線端子，還可以向外部傳感器（如接近開關或光電開關）提供電流。24伏端子作傳感器電源時，COM端子是直流24伏地端。如果采用擴展單元，則應將基本單元和擴展單元的24伏端連接起來。另外，任何外部電源不能接到這個端子上。

如果發(fā)生過載現(xiàn)象，電壓將自動跌落，該點輸入對可編程控制器不起作用。

每種型號的PLC的輸入點數(shù)量是有規(guī)定的。對每一個尚未使用的輸入點，它不耗電，因此在這種情況下，24伏電源端子向外供電流的能力可以增加。

輸入接線

一般接受行程開關、限位開關等輸入的開關量信號。輸入接線端子是PLC與外部傳感器負載轉換信號的端口。輸入接線，一般指外部傳感器與輸入端口的接線。

輸入器件可以是任何無源的觸點或集電極開路的NPN管。輸入器件接通時，輸入端接通，輸入線路閉合，同時輸入指示的發(fā)光二極管亮。

輸入端的一次電路與二次電路之間，采用光電耦合隔離。二次電路帶RC濾波器，以防止由于輸入觸點抖動或從輸入線路串入的電噪聲引起PLC誤動作。

若在輸入觸點電路串聯(lián)二極管，在串聯(lián)二極管上的電壓應小于4伏。若使用帶發(fā)光二極管的舌簧開關，串聯(lián)二極管的數(shù)目不能超過兩只。

輸出接線

可編程控制器有繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出3種形式。輸出端接線分為獨立輸出和公共輸出。當PLC的輸出繼電器或晶閘管動作時，同一號碼的兩個輸出端接通。在不同組中，可采用不同類型和電壓等級的輸出電壓。但在同一組中的輸出只能用同一類型、同一電壓等級的電源。

由于PLC的輸出元件被封裝在印制電路板上，并且連接至端子板，若將連接輸出元件的負載短路，將燒毀印制電路板，因此，應用熔絲保護輸出元件。

采用繼電器輸出時，承受的電感性負載大小影響到繼電器的工作壽命，因此繼電器工作壽命要求長。

三、主要用途

PLC采用微電子技術來完成各種控制功能，在現(xiàn)場的輸入信號作用下，按照預先輸入的程序，控制現(xiàn)場的執(zhí)行機構，按照一定規(guī)律進行動作。其主要功能如下。

順序邏輯控制

這是PLC最基本最廣泛的應用領域，用來取代繼電器控制系統(tǒng)，實現(xiàn)邏輯控制和順序控制。它即可用于單機控制或多機控制又可用于自動化生產線的控制。PLC根據(jù)操作按鈕、限位開關及其他現(xiàn)場給出的指令信號，控制機械運動部件進行相應的操作。

運動控制

在機械加工行業(yè)，可編程控制器與計算機數(shù)控（CNC）集成在一起，完成機床的運動控制。很多PLC制造廠家已提供了拖動步進電機或伺服電機的單軸或多軸的位置控制模板。在多數(shù)情況下，PLC把描述目標位置的數(shù)據(jù)送給模板，模板移動一軸或數(shù)軸到目標位置。當每個軸移動時，位置控制模板保持適當?shù)乃俣群图铀俣龋_保運動平滑。已用于控制無心磨削、沖壓、復雜零件分段沖裁、滾削、磨消應用當中。

定時控制

PLC為用戶提供了一定數(shù)量的定時器，設置了定時器指令，如OMRON公司的CPM1A,，每個定時器可實現(xiàn)0·1~999·9s或0·01~99·9s的定時控制，SIEMENS公司S7—200系列可提供時基單位為0·1s/0`01s及0·00s的定時器，實現(xiàn)從0·001s到3276·7s的定時制?？砂匆欢ǚ绞竭M行定時時間的擴展。定時精度高，定時設定方便、靈活。PLC還提供了高精度的時鐘脈沖，用于準確的實時控制。

記數(shù)控制

PLC為用戶提供的記數(shù)器分為普通記數(shù)器，可逆記數(shù)器(增減計數(shù)器)、高速計數(shù)器等，用來完成不同用途的記數(shù)控制命令。計數(shù)器值等于計數(shù)器設定值，或在某一數(shù)值范圍時，發(fā)出控制命令。計數(shù)器的記數(shù)值可在運行中被讀出，也可在運行中進行修改。

步進控制

PLC為用戶提供了一定數(shù)量的移位寄存器，用移位寄存器可方便地完成步進控制功能。在一道工序完成之后，自動進行下一道工序。一個工作周期結束后，自動進入下一個工作周期。有些PLC還專門設有步進控制指令，使得步進控制更為方便。

數(shù)據(jù)處理

大部分PLC都具有不同程度的數(shù)據(jù)處理功能，如F2系列、C系列、S7系列PLC等，能完成數(shù)據(jù)運算如；加、減、乘、除、乘方、開方等，邏輯運算如；字與、字或、字異或、求反等，移位、數(shù)據(jù)比較和傳送數(shù)值的轉換等操作。

模、數(shù)和數(shù)、模轉換

在過程控制或閉環(huán)控制系統(tǒng)中，存在溫度、壓力、流量、速度位移、電流、電壓等連續(xù)變化的物理量。過去，PLC用于邏輯控制，對于這些物理量的控制主要靠儀表控制或分布式系統(tǒng)DCS。大、中型PLC都具有物理處理功能，很多小型PLC也具有物理量處理功能，編程和使用都很方便 。

通信及聯(lián)網(wǎng)

大都分PLC都具備通信能力，能夠實現(xiàn)PLC與計算機，PLC與PLC之間的通信。通過這些通信技術，使PLC更容易構成工廠自動化（FA）系統(tǒng)。也可與打印機、監(jiān)視器等外部設備相連，記錄和監(jiān)視有關數(shù)據(jù)

根據(jù)用戶的使用方式和特點，可編程控制器可以分為兩種完全不同的市場：項目型市場和OEM型市場。可編程控制器的主要應用：

項目型市場中，可編程控制器主要應用在冶金、汽車、市政、電力等行業(yè)；OEM市場中，可編程控制器主要應用在紡織機械、包裝、機床等傳統(tǒng)行業(yè)。小型PLC主要用于OEM市場，主要以三菱，西門子，歐姆龍、愛德克等品牌為主，愛德克的可編程控制器有：FC4A,FC5A,FT1A,其中FT1A將 PLC 功能與小型顯示器結合在一起，無需主機設備，省接線，省空間，性價比高。而FT1A使用非常方便，例如其觸點輸出為10A，可以直接帶動大容量負載，如電磁閥等。

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