PLC控制系统研究

PLC在控制中若干设计问题研究

摘要：可编程控制器是一种以微处理器为基础，综合了多种信息的新一代工业控制装置。本文首先介绍了plc控制系统的设计内容与步骤，然后介绍了设备的配置和软件设计，最后介绍了可靠性技术。

关键词：plc；设计；可靠性

中图分类号：th222 文献标识码：a 文章编号：1007-9599

（2012） 17-0000-02

作为计算机技术的应用，可编程控制器是现代新型工业控制的标志产品。它已取代了继电器而成为解决自动控制问题的最有效、最便捷的工具，在各行各业得到广泛应用。plc 控制系统的设计包括硬件设计和软件设计。要保证系统工作正常、安全、可靠及经济，控制系统的设计必须经过反复调试、修改、直到满足要求为止。

1 plc控制系统的设计内容与步骤

plc控制系统的设计包含两个主要内容：系统设计和程序设计。plc控制系统功能调查分析首先应明确控制任务和设计要求，制定出详实的工作循环图或状态流程图。然后，根据生产环境和控制要求确定采用何种控制方式。通常，当工、业环境较差，而安全性、可靠性要求又高，系统工艺复杂，输入输出点数多且以开关量为主，而用常规继电器控制系统难以实现，工艺流程要经常变动的机械和现场，应采用plc控制。

程序总体设计的主要工作是宏观上确定程序的总体结构、各功

能模块程序的实现方式及各程序块之间的接口方法。在确定程序结构的前提下，可以使用梯形图或指令表完成程序，当然也可以采用其他合适的编程工具完成。作为程序编制的工具，plc端口安排及机内原件的选用安排表也应列出来，以供程序设计时使用。程序具体设计的时候，具体使用哪种方法要根据需要，如经验法、状态法、逻辑法或者多种方法综合使用。

将设计好的程序输入plc以后，首先要检查程序，并改正输入时出现的错误，然后在实验室进行模拟调试。在调式过程中，应充分考虑各种可能情况。对于各种不同的工作方式以及运行条件都逐一试验，不能遗漏，一旦发现问题应及时更改。完成这些工作后就可以进行现场调试与运行了，调试中发现的软件与硬件方面的问题，必须要及时解决。

ＶＡ　隧器　ｉ【高新技术产业发展】　

ＰＬＣ控制技术研究综述　

周莉焦洋　

（山东丝绸纺织职业学院山东淄博２５５３００）　

摘要：　ＰＬｃ系统技术成熟，性价比高，在工业控制领域有着广泛的应用。介绍ＰＬｃ的定义、使用特点和应用领域，为进一步应用ＰＬｃ提供一定的理论参考。　关键词：ＰＬｃ；特点；应用：发展趋势　

中图分类号：ＴＰ２文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－－７５９７（２０１０）０８２００１２－－０１　

Ｏ引直　

现代社会要求生产厂商能对市场的需求做出迅速反应，生产出小批　

量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。老式的继电器控制系统已　

无法满足这一要求，迫使人们去寻找一种新的控制装置。１９６９年美国数字　

设备公司研制出了世界上第１台ＰＬＣ，并在美国通用汽车公司的汽车自动装　

配线上首次使用，获得成功。从此这项新技术便迅速发展起来。　

１　ＰＬｃ的定义　

国际电工技术委员会明确了ＰＬＣ的定义：“ＰＬＣ是一种数字式电子系　

统，专门为工业环境应用设计。ＰＬＣ采用可编程的存储器，用来在其内部存　

储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等功能的面向　

用户的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械　

或生产过程。ＰＬＣ及其相关外部设备，都应按照易于与工业控制系统联成一　

个整体、易于扩展其功能的原则而设计。”从该定义可以看出，ＰＬＣ可完成　

程序存储和指令执行，进行信息的处理，从而实现从输入信号到输出信号　

的变换。　

２　ＰＬＣ的主要使用特点　

２．１通用性强。由于ＰＬＣ产品的系列化和模块化，ＰＬＣ配备有品种齐全　

的各种硬件装置供用户选用。当控制对象的硬件配置确定以后，可通过修　改用户程序，方便快速地适应应用条件的变化。　

２．２使用方便。采用ＰＬＣ实现对系统进行控制非常方便。在硬件方　

面，ＰＬＣ的硬件系统高度集成化，己集成为系列化与规格化的各种模块，使　

用起来非常方便。在软件方面，ＰＬＣ采用程序来建立控制逻辑，用程序来代　

信盎攮。本麓　中国化工贸易　Ｃｈｉｎａ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｔｒａｄｅ　Ｉ　ＰＬＣ控制系统在化工自动化系统中的应用研究　任晨明陈秀军　（抚顺石化工程建设有限公司第六分公司，辽宁抚顺　１　１　３００４）　摘要：随着科学技术的不断进步，我国的生产力有了显著提高。本文作者结合自己的工作实践，首先简单对ＰＬＣ控制系统在化工自动化系统　中的应用情况进行分析，然后结合具体的情况分别从ＰＬＣ控制系统的概念、功能以及程序设计这三方面进行重点分析研究，希望从理论上对于我国化　工自动化系统的研究有所帮助。　关键词：ＰＬＣ控制系统化工自动化系统　．　在我国上世纪３Ｏ年代，自动化技术在电子通讯工程中有了良好的　发展。之后随着科技的不断深入，达到本世纪６Ｏ年代，特别是近年来　的工业领域，自动控制理论已被广泛应用，并且取得了良好的经济效　益【ｌ】。尽管如此，随着市场竞争的不断加剧，自动化系统的发展依旧　滞后于生产关系之间的发展，严重影响了化工行业的发展。　一、ＰＬＣ控制系统在化工自动化系统中的应用情况　当前，关于我国的自动化控制应用中，研究者使用的模型多为自　己独立开发。而且关于自动化系统不同模型之间的数据交换也存在不　规范的混乱局面。一直以来，实现化工过程控制能够有效的提高化工　工艺水平，促进化工产量、产能以及质量的提升，同时也能够提升和　改善企业劳动效率，对于企业的发展具有十分重要的作用。当前，在　化工自动化系统中，ＰＬＣ控制系统的使用范围越来越广，例如控制硫　酸生产温度，自动仪表控制等方面有着关键作用［２】。而且随着市场竞　争的日益剧烈，开发和推广更高的化工自动化控制系统，是当前化工　自动化控制工作的重中之重。　二、ＰＬＣ控制系统在化工自动化系统中的应用研究　１．ＰＬＣ控制系统概述　在化工自动化系统中，ＰＬＣ控制系统的应用比较常见，有单机控　制、多机群控制以及自动化生产线控制等，现阶段还有对温度以及流　量等模拟量的闭环控制。通常情况下，ＰＬＣ控制系统主要是由五大部　分组成：中央处理器、编程器、输入输出模块以及存储器和工作方式　等。在设计时，ＰＬＣ控制系统利用开关逻辑控制方式实现了顺序控　制。另外，利用ＰＬＣ控制系统可以编制各种控制算法程序，最终实现　闭环控制，完成化工生产过程的自动化生产。同时，实现生产过程的　自动化可以有效的控制生产过程，降低原料和动力的消耗，进而节省　了不必要的生产成本消耗，实现优质高产。而且化工生产过程的自动　化实现，可以有效的节省人力资源，降低人为差错的出现，增强了生　产安全率，有效的避免了事故的发生，且延长了设备的使用寿命，提　升了生产过程中设备的利用率。　２．ＰＬＣ控制系统的功能分析　分析ＰＬＣ控制系统发现，其主要有两大功能　分别为数据采集功　能以及顺序控制功能。在当前我国各项工作之中，ＰＬＣ控制系统在进　行数据采集时，需要首先制定数据采样速度、扫描周期以及控制系统　的模，数转换精度等，然后按照具体的采样流程对生产过程的各种信　息量进行采集、整理以及储存等，最终通过上位机的液晶显示屏以文　字、图表等形式组成的不同画面显示出来，然后系统操作员从这些图　片上观察机组的运行状态。而且顺序控制ＳＣＳ系统，帮助其实现不同　的控制方式。系统运行人员能够利用ＣＲＴ键盘进行程序控制的选择操　作　。当系统自动执行程序时，如果存在故障，系统能够及时向运行　人员发出中断信号，然后系统中断程序并返回安全状态，同时在系统　０５４　Ｉ中国化工贸易ｌ　Ｃｈｉｎａ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｆ。ｆａｄｅ　的控制显示屏幕上出现程序中断的原因。然而，如果系统式采用手动　操作方式，顺序控制ＳＣＳ系统利用提前设置的许可文件防止工作人员　误操作行为的发生，而且在系统运行中，系统利用设备的联锁、保护　指令等，实现了被控制设备向安全方向动作。　３．ＰＬＣ控制系统的软件设计　在进行ＰＬＣ控制系统的软件设计时，一定要满足一下几个原则：　第一，最大限度地满足和实现控制对象的控制要求；第二，保证ＰＬＣ　控制系统安全可靠，并提升系统工作效率；第三，科学的扩大工程效　益，降低工程成本，实现高指标的自动化追求。　在化工自动化系统之中，ＰＬＣ控制系统的软件设计因为化工生产　过程的复杂因素，各项控制要求不同，通常情况下，ＰＬＣ控制系统的　程序按照结构形式可以划分为基本程序以及模块化程序嗍。而且，基　本程序不仅能够对简单的生产工艺过程进行独立控制，还可以被应用　于组合模块结构中的单元程序；但是对于模块化程序来说，从其结构　形式上可以看出，它是通过分解总的控制目标程序，然后把得到的具　有明确子任务的程序模块重新进行编写和调试，并且组合成一个完整　的程序。设计者利用这种程序设计思想设计出来的程序，因为各模块　之间都存在相对独立性，他们之间的相互连接关系简单，便于设计者　进行程序的调试和修改。　另一方面，程序设计者在进行设计时，首先结合化工生产流水线　的实际情况，实施ＰＬＣ控制系统Ｉ／Ｏ分配，一般保证Ｉ／Ｏ点数由小到　大进行。同时为了方便系统维护，可以把相同系统的设备以及Ｉ／Ｏ信　号等进行统一集中编址。另外，关于定时器、计数器等，为了提升系　统工作运行的可靠性，在系统软件设计的过程中要统一进行编号，严　禁出现重复使用统一编号情况发生。另外，关于系统程序中使用的内　部继电器以及各种中间标志位等，都要进行统一编号、分配。　三、小结　综上所述，ＰＬＣ控制系统在化工自动化系统中的应用十分广泛，　对于化工自动化的发展具有十分重要的价值和意义，值得相关研究者　继续深入研究。而且，研究者要深入挖掘ＰＬＣ控制系统的软件设计部　分，争取实现更多的自动化控制手段，提升化工自动化系统的工作　效率。　参考文献　…石洁芳，刘卓ＰＬＣ在机床电气控制中的应用分析【ＪＩ科技资讯，２０１ｌ（１０）：３４—３８　【２】罗志海，杨润泽　尹晓春基于ＰＬＣ控制系统设计的工程应用【Ｊｌ新技术新工艺２０１１｛０２１　２３—２４　【３］张斯珩，邹富云ＰＬＣ控制系统在多工位自动生产线设计中的应用川中国新技术新产品　２０１Ｉ（０３１：４６—４７．　Ｉ４】张波论ＰＬＣ技术在工业控制系统中的应用【Ｊ］吉林省经济管理干部学院学报２０１１｛０５１　Ｉ】～ｌ３　ＷＷＷ．ｃｈｅｍｍｅｄｉａ．ｔｏｍ．

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研究PLC自动控制系统可靠性

作者：张立伟

来源：《科技探索》2013年第12期

摘要：PLC的自动控制系统逐渐应用于工业生产领域，本文对该系统的可靠性进行了初步性的探究以及提高系统可靠性的设计理念和方法。

关键词：PLC 自动控制 可靠性

一、前言

PLC自动控制系统正越来越多地运用到工业现场控制当中。PLC，即可编程控制器，它是以微处理器为核心的通用工业自动控制设备，它面向控制生产过程、面向用户，对工业环境适应能力强，具有控制功能强、系统可靠性高、操作灵活方便、易于扩展、通用性强等一系列优点，在工业自动化、机电一体化、传统产业技术改造等诸多领域得到了相当广泛的应用[1]。但是在恶劣的工作环境下、保护程序使用不当、意外危急情况下，都有可能影响PLC的正常运行，甚至损坏设备，导致生产和安全遭到影响，造成非必要的经济损失和人身安全事故的发生。因此，分析PLC自动控制系统的可靠性，进而提高其可靠性，对工业生产及技术创新都有非常重要的意义。

二、PLC自动控制系统可靠性降低的主要因素

一个典型的PLC自动控制系统如下图所示。中央控制单元与下位机PLC之间用双绞线或光纤通讯方式，其取决于二者之间的距离。中央控制单元配有组态软件，用大屏幕实时监视界面，实现各控制点的动态显示、数据修改、故障诊断、自动报警等[2]。

虽然工业控制机和PLC自动控制系统本身都具有很高的可靠性，但如果输入给PLC的开关信号出现错误，模拟信号出现较大误差，PLC输出口控制的执行机构没有按要求动作，这些都可能导致控制过程出错，造成重大的经济损失，甚至人身安全也受到威胁。影响PLC自动控制系统可靠性的主要原因有以下几点：

1、输入给PLC的信号出错

由于机械振动、线路自身老化等因素造成传输信号线短路或断路，传输线缆出现故障，现场信号无法传送给PLC，造成控制出现错误；机械触点抖动，现场机械触点虽然只闭合一次，PLC却认为闭合了多次，虽然有其他防护措施，但由于PLC扫描周期太短，仍可能在计数、累加、移位等指令中出错，导致控制出错；机械开关自身出现故障，如触电接触不良，造成控制系统不能正常运行。