PLC (Programmable Logic Controller)是20世紀(jì)60年代末從美國通用汽車公司自動(dòng)生產(chǎn)線上發(fā)展起來的工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備。它發(fā)展到現(xiàn)在已不再限于邏輯控制的概念，其極快的控制速度和極強(qiáng)的邏輯功能，非常適宜直接介入控制工業(yè)設(shè)備。PLC可編程控制器在化工、冶金、機(jī)械、電子、電力、造紙、食品等行業(yè)中迅速得到了廣泛應(yīng)用。PLC單元模塊化，具有邏輯、定時(shí)、計(jì)數(shù)、步進(jìn)以及數(shù)據(jù)處理、PID回路控制、聯(lián)網(wǎng)通訊、自診斷等功能，靈活通用，使用方便，維護(hù)簡單。PLC針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)，具有良好的環(huán)境適應(yīng)性，在惡劣工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下也能長期可靠地穩(wěn)定運(yùn)行，能自動(dòng)顯示故障點(diǎn)，可自動(dòng)報(bào)警，故障排除和修復(fù)的時(shí)間極短，其總體性能是繼電器邏輯控制系統(tǒng)無法相比。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)以及控制、計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，信息交換溝通的領(lǐng)域正在迅速覆蓋各個(gè)層次，從工廠設(shè)備層、控制層、管理層，到企業(yè)乃至世界各地的市場(chǎng)。PLC可編程控制器構(gòu)成的PLC網(wǎng)絡(luò)也得到飛速發(fā)展。PLC及其網(wǎng)絡(luò)日益成為首選的工業(yè)控制裝置，被人們視為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱之一。PLC制造商眾多，但受市場(chǎng)競爭和各廠家技術(shù)封鎖的影響，PLC至今沒有象計(jì)算機(jī)一樣的通用語言。目前世界上大致有這樣幾種流派：第一種是以美國AB公司PLC-5為代表，只使用梯形圖，而不采用語句表：另一種是歐洲的PLC產(chǎn)品，一般不用梯形圖，采用結(jié)構(gòu)化編程：第三種是日本的PLC產(chǎn)品，其定位在小型機(jī)上，采用梯形圖和編程并重的方法。
1、PLC運(yùn)行原理
PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，這個(gè)掃描過程分為讀輸入、程序執(zhí)行、寫輸出三個(gè)階段。整個(gè)過程進(jìn)行一次所需要的時(shí)間稱為掃描周期。PLC的基本組成部分可分為兩大部分，即硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。硬件主要有CPU、存儲(chǔ)器、輸入／輸出(u0)口、通信接口、編程器、電源等。軟件系統(tǒng)就是指管理、控制、使用PLC的程序，它有系統(tǒng)程序和用戶程序，系統(tǒng)程序側(cè)重于管理PLC的各種資源，控制各硬件的正常動(dòng)作，方便廣大用戶的直接使用：用戶程序側(cè)重于使用、側(cè)重于輸入、輸出之間的控制關(guān)系。
PLC之所以采用統(tǒng)一輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出統(tǒng)一刷新這種循環(huán)工作方式，主要取決于PLC的研究目的。它的目的是代替?zhèn)鹘y(tǒng)的由繼電器、接觸器組成的控制系統(tǒng)。繼電器、接觸器控制裝置采用硬邏輯并行方式進(jìn)行工作，即一個(gè)繼電器的線圈得電或失電，該繼電器所有的觸點(diǎn)在繼電器控制回路中都會(huì)同時(shí)動(dòng)作，發(fā)揮控制作用。而PLC實(shí)際上就是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，每一時(shí)刻只能作一件事，因此為了模擬傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)的工作特點(diǎn)，只能統(tǒng)一采樣同一時(shí)刻的輸入狀態(tài)，然后執(zhí)行用戶程序，進(jìn)行邏輯運(yùn)算，最后統(tǒng)一刷新輸出。這樣的循環(huán)掃描不斷進(jìn)行，只要掃描周期時(shí)間足夠短，則PLC與繼電器控制裝置的處理結(jié)果就沒有什么區(qū)別了。圖1為一個(gè)最簡單的采用PLC方式控制電路的電動(dòng)機(jī)的控制電路。
圖l中，XOOOO、XOO01、X0002為PLC輸入端，YOOOO為PLC的輸出端。PLC在掃描的第一階段，統(tǒng)一采樣XOOOO、XOO01、X0002的輸入狀態(tài)；然后，通過執(zhí)行存儲(chǔ)在PLC內(nèi)的用戶程序，進(jìn)行邏輯運(yùn)算；最后，在第三階段，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，統(tǒng)一刷新輸出。從圖中可以看出．PLC中輸入、輸出的邏輯關(guān)系是由存儲(chǔ)在PLC內(nèi)的用戶程序來決定的，而傳統(tǒng)繼電器控制電路中，其輸入、輸出的控制功能是由實(shí)際布線來決定的。由于PLC采用軟件建立輸入、輸出信號(hào)間的控制關(guān)系，因此不用改變實(shí)際接線就可以實(shí)現(xiàn)控制功能的改變。這是它相對(duì)于傳統(tǒng)繼電器控制電路的最大優(yōu)點(diǎn)和本質(zhì)區(qū)別。根據(jù)PLC電路圖我們可以把圖l中方框中軟接線的內(nèi)容畫出來，得到PLC控制系統(tǒng)的等效電路圖，見圖2。
2、PLC的應(yīng)用
某廠一臺(tái)大型物料扒料輸送機(jī)，用于該廠萬噸物料散裝大庫，可自動(dòng)將散裝物料送人傳送帶，進(jìn)入成品包裝。該裝置電氣控制系統(tǒng)十分復(fù)雜，需要不間斷地控制扒料機(jī)在整個(gè)空間三維方向上的各種運(yùn)動(dòng)。稍有不慎，位于軌道上的數(shù)百噸重的龐然大物就會(huì)打抖，甚至可能傾覆。該裝置采用傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，由十幾個(gè)子系統(tǒng)組成，光是原理控制圖就有幾十頁，其線路構(gòu)成也十分復(fù)雜。近年來，各電器元件已經(jīng)嚴(yán)重老化，存在許多故障隱患，并且由于系統(tǒng)采用的是全繼電器控制系統(tǒng)，線路構(gòu)成復(fù)雜，故障率較高。特別是一些進(jìn)口元件早已停產(chǎn)，備件來源無法保證，一旦部件損壞，會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)癱瘓。為了保障設(shè)備的長周期安全運(yùn)行，必須對(duì)該臺(tái)裝置電氣系統(tǒng)進(jìn)行改造。
系統(tǒng)總體構(gòu)成以PLC控制柜為核心，由車內(nèi)操作臺(tái)、成品總控操作臺(tái)和上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)（監(jiān)控操作室內(nèi)）組成，實(shí)現(xiàn)了司機(jī)室、總控室、監(jiān)控操作室三位一體的操作方式。監(jiān)控操作室用玻璃和散裝大庫完全隔開，操作人員一般就在監(jiān)控操作室內(nèi)操作，極大地改善了操作人員的工作環(huán)境。操作人員在監(jiān)控操作室內(nèi)操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)扒料機(jī)和整個(gè)成品包裝輸送系統(tǒng)的遙控管理。改造中僅對(duì)扒料機(jī)電氣控制系統(tǒng)內(nèi)部作根本性改變（完全升級(jí)）而控制功能不作變化。設(shè)PLC控制站，選用大接點(diǎn)輸出可編程控制器，徹底取代傳統(tǒng)中繼，提高其可靠性(PLC選用日本OMRON 200H系列產(chǎn)品)，該P(yáng)LC主要優(yōu)點(diǎn)之一是具有5A接點(diǎn)輸出容量，不需再用中間繼電器中轉(zhuǎn)。
該P(yáng)LC控制站主要由下列硬件組成：
母板：C200H-BClOl-V2，2塊，每塊帶10單元；
輸入單元：C200H-OC226，12個(gè)單元，每單元16點(diǎn)獨(dú)立輸入；
輸出單元：C200H-OC224，5個(gè)單元，每單元8點(diǎn)獨(dú)立輸出；C200H-OC225，2個(gè)單元，每單元16點(diǎn)獨(dú)立輸出：
存儲(chǔ)單元：C200H-MR831，2個(gè)；
通訊單元：C200H-LK202，1個(gè)；
編程器：C200H-PR027：
擴(kuò)展電纜：C200H-LK202：
通訊：RS422。
該系統(tǒng)選用OMRON PLC產(chǎn)品。I/O輸入點(diǎn)數(shù)根據(jù)系統(tǒng)規(guī)格而定。由于RS422通訊速度快、抗干擾能力強(qiáng)、布線簡單，該系統(tǒng)選用RS422通訊方式與監(jiān)控站通訊。設(shè)上位監(jiān)控機(jī)站，開發(fā)成智能遙控操作臺(tái)，將大車上操作臺(tái)的全部功能復(fù)制轉(zhuǎn)移到環(huán)境較好的控制室內(nèi)的上位機(jī)上。PLC控制站就是整個(gè)PLC控制系統(tǒng)的核心，其用戶程序存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元C200H-MR831中。例如，其中有這樣一個(gè)動(dòng)作的邏輯關(guān)系是這樣的：
條件邏輯運(yùn)算結(jié)果=( (IROOOOO xIROOOOl)+IR00200) xIR00002xIR00003
對(duì)應(yīng)的梯形圖程序如下：
改造完成后，按要求提供了完整的技術(shù)資料，資料包括程序清單、PLC梯形圖、PLC接線圖、端子接線圖、系統(tǒng)配置圖、操作手冊(cè)、PLX監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)手冊(cè)等。至此，以PLC控制為核心控制，形成了PLC、工控機(jī)、計(jì)算機(jī)通訊及工控軟件技術(shù)結(jié)為一體的PLC控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過把復(fù)雜的電氣原理圖轉(zhuǎn)化成梯形圖，從而形成PLC控制程序而完全取代了繼電器控制系統(tǒng)。數(shù)千根控制線、數(shù)百小型繼電器、中間繼電器、時(shí)間繼電器、信號(hào)繼電器被一條條PLC程序所替代。系統(tǒng)構(gòu)成簡單，性能可靠，方便維護(hù)，便于操作，實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)技術(shù)到高新技術(shù)的跨越，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、信息化。
3、結(jié)語
應(yīng)用實(shí)例證明，由于采用了先進(jìn)的PLC控制技術(shù)及軟件，很容易根據(jù)生產(chǎn)過程進(jìn)行PLC程序編寫并修改PLC編程軟件，對(duì)于復(fù)雜的程序還可通過上位機(jī)進(jìn)行寫入和修改，傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)中的各種故障則可從根本上解決。電氣故障直接顯示在屏幕上，故障對(duì)應(yīng)的設(shè)備一目了然，使現(xiàn)場(chǎng)電氣維護(hù)、檢修十分方便，大大減輕了維修工人和操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。該系統(tǒng)還可和企業(yè)內(nèi)其它局域網(wǎng)聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)管控一體化。PLC技術(shù)將使我國工業(yè)控制裝置產(chǎn)生革命性變化，使得工業(yè)裝置的數(shù)字化、程序化、自動(dòng)化跨人世界先進(jìn)行列。
相關(guān)輸送機(jī)產(chǎn)品：
1、
皮帶輸送機(jī)
2、
刮板輸送機(jī)
3、
斗式提升機(jī)
