plc的作用

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探索SFC图在PLC教学中的作用

作者：陈艺平

来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2012年第02期

摘要：在现代的技工教育中，PLC课程的开设符合现代企业对高技术工人的要求。但是，针对现在技工教育中普遍的PLC教学方法和技工学生的特点，应该在教学中侧重SFC编程。由于SFC具有思路清晰、方法简单、工作高效、调试修改程序方便等优势，更有利于技工学生的吸收和应用。

关键词：技工教育PLCSFC

0 引言

可编程控制器简称PLC（Programmable Logic Controller），在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。

近几年，随着PLC的应用越来越普及，正改变着工厂自动控制的面貌。做为培养高技术工人的技工学校也开设了PLC这门课程。然而面对技工学生，在PLC教学中出现了一些问题。针对这些问题，通过参加2011年闽台合作“五年计划”2011年寒假教师电工培训班，发现在PLC的教学当中，在符合教学大纲要求的情况下，侧重SFC图的编程，有利于学生的编程水平的提高。

1 PLC教学中的问题

1.1 技工学生的特点 做为技工学校的学生，他们在知识储备、学习方法、思维习惯存在以下特点：①知识储备。学生的知识储备结构不合理。他们对于理工科的基础学科的掌握程度不够，数学和计算能力不足，电工基础知识不够丰富，大部分学生之前对计算机结构还很陌生。这种不合理的知识储备结构，给PLC教学带来一定的难度。②学习方法。他们的学习方法遗留了以前在中学学习时的缺点。缺少预习的准备阶段，复习的巩固过程，特别是对于难度较大的问题，他们缺乏耐心和毅力。思考的欠缺，导致他们在PLC编程中缺少思路。③思维习惯。他们的思维特点是喜欢直观、明了的东西，思考问题的发散程度不够。思考问题时有时缺少一定的逻辑特点。

什么是状态字？状态字的作用 ——西门子S7系列PLC

状态字用于表示CPU执行指令时所具有的状态。一些指令是否执行或以何方式执行可能取决于状态字中的某些位；执行指令时也可能改变状态字中的某些位，也能在位逻辑指令或字逻辑指令中访问并检测他们。状态字的结构如下：

31……………9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

BR CC1 CC0 OS OV OR STA RLO /fc

（1） 首位检测位（/FC）

状态字的位0称为首位检测位。若/FC位的状态为0，则表明一个梯形逻辑网络的开始，或指令为逻辑串的第一条指令。CPU对逻辑串第一条指令的检测（称为首位检测）产生的结果直接保存在状态字的RLO位中，经过首次检测存放在RLO中的0或1被称为首位检测结果。/FC位在逻辑串的开始时总是0，在逻辑串指令执行过程中/FC位为1，输出指令或与逻辑运算有关的转移指令（表示一个逻辑串结束的指令）将/FC清0。

（2） 逻辑操作结果（RLO）

状态字的位1称为逻辑操作结果RLO（Result of Logic Operation）。该位存储逻辑指令或算术比较指令的结果。在逻辑串中，RLO位的状态能够表示有关信号流的信息。RLO的状态为1，表示有信号流（通）；为0，表示无信号流（断）。可用RLO触发跳转指令。

（3） 状态位（STA）

状态字的位2称为状态位。状态位不能用指令检测，它只是在程序测试中被CPU解释并使用。如果一条指令是对存储区操作的位逻辑指令，则无论是对该位的读或写操作，STA总是与该位的值取得一致；对不访问存储区的位逻辑指令来说，STA位没有意义，此时它总被置为1。

（4） 或位（OR）

状态字的位3称为或位（OR）。在先逻辑“与”后逻辑“或”的逻辑串中，OR位暂存逻辑“与”的操作结 果，以便进行后面的逻辑“或”运算。其它指令将OR位清0。

PLC主要作用是什么？

PLC是在继电器顺序控制基础上发展起来的以微处理器为核心的通用自动控制装置。

PLC以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术，用面向控制过程、面向用户的编程语言，提供简单易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工业控制装置。

PLC已经广泛应用于机械制造、交通运输、电力、工业生产等各个行业，实际应用主要有以下六种类型：

01 PLC用于开关量控制

PLC开关量控制取代了传统的继电器电路，所控制的入、出点数，少的十几点、几十点，多的可到几百、几千，甚至几万点。通过联网，点数几乎不受限制。

PLC所控制的逻辑问题可以是组合的、时序的、即时的、延时的、不需计数的、需要计数的、固定顺序的、随机工作的等，这是别的控制器无法比拟的。 PLC的硬件结构是可变的，可用于单台设备的控制、多机群控或自动化流水线等。它的软件程序也是可编的，必要时可编写多套或多组程序，按照需要调用。

02 PLC用于模拟量控制

PLC可通过模拟量和数字量之间的转换模块（A/D、D/A转换）来实现模拟量的控制，如温度、压力、流量、液位和速度等这些连续变化的模拟量。

在进行模拟量控制的同时，也可以进行开关量的控制。其他控制器是不具备的，控制实现也不如PLC方便。

• A/D单元（模、数转换），把外电路的模拟量，转换成数字量，然后送入PLC；

• D/A单元（数、模转换），把PLC的数字量转换成模拟量，再送给外电路；

A/D、D/A有单路、多路。中、大型PLC不仅可进行数字的加、减、乘、除，还可开方、插值和浮点运算，有的还有PID指令，可对偏差制量进行比例、微分、积分运算，进而产生相应的输出。

03 PLC用于运动控制

PLC除了可以控制开关量、模拟量，还可以控制运动量。如机床部件的圆周运动或直线运动的控制（运动量也是以数字量表示）。 早期的PLC直接用开关量模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用运动控制模块，可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。

PLC在制造业中的重要性和作用

PLC（可编程逻辑控制器）是一种专用于工业自动化控制的计算机系统。它具备可编程性，即可以根据用户需求编写不同的程序来实现不同的控制逻辑。在制造业中，PLC扮演着至关重要的角色，具有广泛的应用和重要的作用。

一、提高生产效率

PLC通过对生产流程的自动化控制，能够大大提高生产效率。它可以根据需求灵活调整生产线的运行方式，高效地完成各项任务。例如，当生产线上一道工序出现故障时，PLC可以实时检测并切换至备用设备，避免停机时间的浪费。此外，PLC还可以通过数据采集和分析，优化生产流程，进一步提升生产效率。

二、提高产品质量

在制造业中，产品质量是企业竞争力的重要因素。PLC能够实时监测生产过程中的各项参数，并根据设定的标准进行控制，确保产品符合质量要求。通过PLC的精确控制，可以减少人为操作的误差，提高产品的一致性和稳定性。此外，PLC还可以检测到潜在的质量问题，并及时报警，使得问题得到快速解决，避免次品流入市场。

三、降低成本

PLC的应用可以降低制造业的成本。首先，PLC的自动化控制可以减少人力资源的投入，避免人为操作带来的劳动力成本。其次，PLC能够有效地管理能源资源，实现能源的合理利用，降低能源消耗成本。此外，PLC还可以通过数据采集和分析，优化生产过程，降低废品率和维修成本。

四、实现灵活生产

PLC可以根据需求进行灵活编程，实现灵活生产。通过重新编写PLC的程序，可以快速转换生产线上的产品类型，适应市场需求的变化。这种灵活性使得企业能够更好地应对市场竞争，提供多样化的产品，满足消费者的需求。

综上所述，PLC在制造业中具有重要的作用和价值。它通过提高生产效率、提高产品质量、降低成本以及实现灵活生产，为制造企业带来了巨大的益处。随着工业自动化的发展，PLC的重要性将日益突出，成为推动制造业转型升级的关键技术之一。因此，制造企业应重视PLC的应用和发展，并不断探索其在生产过程中的更多可能性。