可編程控制器的安裝維護(hù)與主要用途

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(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專門在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)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(yùn)算和順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)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(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破魇窃陔娖骺刂萍夹g(shù)和計算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)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(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)融為一體的新型工業(yè)控制裝置。PLC已被廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)機(jī)械和生產(chǎn)過程的自動控制中，成為一種最重要、最普及、應(yīng)用場合最多的工業(yè)控制裝置，被公認(rèn)為現(xiàn)代工業(yè)自動化的三大支柱（PLC、機(jī)器人、CAD/CAM）之一。

二、安裝與維護(hù)

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(hù)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(nèi)，安裝機(jī)器應(yīng)有足夠的通風(fēng)空間，基本單元和擴(kuò)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(fēng)扇，強(qiáng)迫通風(fēng)。

為了避免其他外圍設(shè)備的電干擾，可編程控制器應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離高壓電源線和高壓設(shè)備，可編程控制器與高壓設(shè)備和電源線之間應(yīng)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(dāng)電源恢復(fù)時，若RUN輸入接通，則操作自動進(jìn)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(yán)重，可以安裝一個變比為1∶1的隔離變壓器，以減少設(shè)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(jī)器的接地端相接，基本單元接地。如果要用擴(kuò)展單元，其接地點應(yīng)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(yīng)給可編程控制器接上專用地線，接地點應(yīng)與動力設(shè)備（如電機(jī)）的接地點分開。若達(dá)不到這種要求，也必須做到與其他設(shè)備公共接地，禁止與其他設(shè)備串聯(lián)接地。接地點應(yīng)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(guān)或光電開關(guān)）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(kuò)展單元，則應(yīng)將基本單元和擴(kuò)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(guān)、限位開關(guān)等輸入的開關(guān)量信號。輸入接線端子是PLC與外部傳感器負(fù)載轉(zhuǎn)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(yīng)小于4伏。若使用帶發(fā)光二極管的舌簧開關(guān)，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(dú)立輸出和公共輸出。當(dāng)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(fù)載短路，將燒毀印制電路板，因此，應(yīng)用熔絲保護(hù)輸出元件。

采用繼電器輸出時，承受的電感性負(fù)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(shù)來完成各種控制功能，在現(xiàn)場的輸入信號作用下，按照預(yù)先輸入的程序，控制現(xiàn)場的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，按照一定規(guī)律進(jìn)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(yīng)用領(lǐng)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(jī)控制或多機(jī)控制又可用于自動化生產(chǎn)線的控制。PLC根據(jù)操作按鈕、限位開關(guān)及其他現(xiàn)場給出的指令信號，控制機(jī)械運(yùn)動部件進(jìn)行相應(yīng)的操作。

運(yùn)動控制

在機(jī)械加工行業(yè)，可編程控制器與計算機(jī)數(shù)控（CNC）集成在一起，完成機(jī)床的運(yùn)動控制。很多PLC制造廠家已提供了拖動步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)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(biāo)位置的數(shù)據(jù)送給模板，模板移動一軸或數(shù)軸到目標(biāo)位置。當(dāng)每個軸移動時，位置控制模板保持適當(dāng)?shù)乃俣群图铀俣?，確保運(yùn)動平滑。已用于控制無心磨削、沖壓、復(fù)雜零件分段沖裁、滾削、磨消應(yīng)用當(dāng)中。

定時控制

PLC為用戶提供了一定數(shù)量的定時器，設(shè)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。可按一定方式進(jìn)行定時時間的擴(kuò)展。定時精度高，定時設(shè)定方便、靈活。PLC還提供了高精度的時鐘脈沖，用于準(zhǔn)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(shè)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(yùn)行中被讀出，也可在運(yùn)行中進(jìn)行修改。

步進(jìn)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(jìn)控制功能。在一道工序完成之后，自動進(jìn)行下一道工序。一個工作周期結(jié)束后，自動進(jìn)入下一個工作周期。有些PLC還專門設(shè)有步進(jìn)控制指令，使得步進(jìn)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(yùn)算如；加、減、乘、除、乘方、開方等，邏輯運(yùn)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(zhuǎn)換等操作。

模、數(shù)和數(shù)、模轉(zhuǎn)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?qū)崿F(xiàn)PLC與計算機(jī)，PLC與PLC之間的通信。通過這些通信技術(shù)，使PLC更容易構(gòu)成工廠自動化（FA）系統(tǒng)。也可與打印機(jī)、監(jiān)視器等外部設(shè)備相連，記錄和監(jiān)視有關(guān)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(yīng)用：

項目型市場中，可編程控制器主要應(yīng)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(yīng)用在紡織機(jī)械、包裝、機(jī)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(jié)合在一起，無需主機(jī)設(shè)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(fù)載，如電磁閥等。

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