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摘 要：可编程控制器在电气控制系统的应用系统的设计是一个全面、精细的设计、调试过程，某个环节出现问题，都会影响到整个系统的正常运行，因此，设计人员都应该严格按照设计流程完成整个应用系统的设计，才能保证系统的科学化、规范化、工程化、标准化。
关键词：可编程控制器；电气控制；应用研究
可编程逻辑控制器简称PLC，可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专门在工业环境下应用而设计。它采用可以编制程序的存储器，用来在执行存储逻辑运算和顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟的输入（I）和输出（O）接口，控制各种类型的机械设备或生产过程。随着科学技术的发展，为适应多品种，小批量生产的需求而产生发展起来的一种新型的工业控制装置。现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是PLC与现场控制的接口界面的输入通道。现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。
一、PLC的特点
PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少到继电器控制系统的1/10～1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。PLC的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。PLC有较强的带负载能力，可直接驱动一般的电磁阀和交流接触器，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
二、系统设计
系统设计包括硬件设计和软件设计，硬件设计是PLC外部设备的设计，软件设计是PLC 梯形图的设计。在硬件设计中，要进行输入设备、执行元件的选择，控制台、控制柜的设计，根據用户手册的说明，对PLC 进行输入/输出通道分配及外部接线设计。在进行I/O 通道分配时应做I/O通道分配表，表中包含I/O 编号、设备代号、名称及功能，应将相同类型的信号、相同电压等级的信号排在一起，以便于施工。软件设计的难易程度因控制任务而不同，设计时应根据具体情况选择合适的编程语言，应用较好的编程技巧和方法，编写出质量较高的程序。系统调试分两个阶段进行，模拟调试和联机调试。硬件部分的模拟调试可在断开主电路的情况下，测试手动部分是否正确，软件部分的模拟调试可借助模拟开关和PLC 输出端的指示灯进行，需要模拟量信号I/O 时，可用电位器或万用表配合进行。联机调试时，可把编制好的程序下载到现场的PLC 中，将主电路断开，对控制电路进行调试即可。
三、PLC 选型
（一） PLC 的型号
在满足控制要求的前提下，选型时应选择最佳的性价比，具体应考虑以下几点：对于开关量控制的应用系统，当对控制速度要求不高时，可选用小型PLC。对于以开关量控制为主，带有部分模拟量控制的应用系统，应选用带有A/D 和D/A 转换的模拟量输入/输出模块，配接相应的传感器、变送器和驱动装置，并且选择运算功能较强的小型PLC。对于控制比较复杂的中大型控制系统，要选用中、大型PLC。PLC 的处理速度应满足实时控制要求PLC 工作时，从输入信号到输出控制存在着滞后现象，这对于一般的工业控制是允许的。但有些设备的实时性要求较高，不允许有较大的滞后时间。在线编程和离线编程的选择小型PLC 一般使用简易编程器，它需要插在PLC 上才能进行编程操作，其特点是结构简单、体积小，很适合在生产现场调试、修改程序实现离线编程。图形编程器或个人计算机与编程软件包配合可实现在线编程。图形编程器价格较贵，但功能强，适应范围广，不仅可以用指令语句编程，还可以直接用梯形图编程。个人计算机实现在线编程，可省去图形编程器，但需要编程软件包的支持。
（二）I/O 模块选择
I/O 点数估算根据被控对象输入信号和输出信号的总点数，并考虑今后调整和扩充，一般应加上10%-15%的备用量。选择输入模块时应考虑两方面的问题，一是根据现场输入信号与PLC 输入模块距离的远近来选择电压的高低。二是一般高密度的输入模块，能允许同时接通的点数取决于输入电压和环境温度，一般同时接通的点数不得超过总输入点数的60%。选择输出模块时应考虑三方面的问题。一是输出方式的选择，继电器输出价格便宜，使用电压范围广，导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力强，但寿命短，响应速度慢，适用于动作不频繁的交直流负载。晶体管输出和双向可控硅输出都是无触点开关输出，适用于通断频繁的感性负载。二是输出电流的选择，模块的输出电流必须大于负载电流的额定值。三是允许同时接通的输出点数，选用时不仅要看一个输出点的驱动能力，还要看整个输出模块的满负荷能力，即输出模块同时接通点数的总电流值不得超过模块规定的最大允许电流。
四、结束语
选择能满足控制要求的适当型号的PLC 是应用设计中至关重要的一步。目前，国内外PLC 生产厂家生产的PLC 品种很多，其性能各有特点。在设计时，首先要尽可能考虑采用与自己正在使用的同系列的PLC，以便学习和掌握，其次是备件的通用性，可减少投资。
参考文献：
[1]张强.可编程控制器（PLC）在铜铝管焊接中的应用[J].科技与企业，2014.
[2]姚旭.堆换料机控制系统设计及台架调试[J].消费电子，2015.
关键词：可编程控制器；电气控制；应用研究
可编程逻辑控制器简称PLC，可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专门在工业环境下应用而设计。它采用可以编制程序的存储器，用来在执行存储逻辑运算和顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟的输入（I）和输出（O）接口，控制各种类型的机械设备或生产过程。随着科学技术的发展，为适应多品种，小批量生产的需求而产生发展起来的一种新型的工业控制装置。现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是PLC与现场控制的接口界面的输入通道。现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。
一、PLC的特点
PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少到继电器控制系统的1/10～1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。PLC的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。PLC有较强的带负载能力，可直接驱动一般的电磁阀和交流接触器，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
二、系统设计
系统设计包括硬件设计和软件设计，硬件设计是PLC外部设备的设计，软件设计是PLC 梯形图的设计。在硬件设计中，要进行输入设备、执行元件的选择，控制台、控制柜的设计，根據用户手册的说明，对PLC 进行输入/输出通道分配及外部接线设计。在进行I/O 通道分配时应做I/O通道分配表，表中包含I/O 编号、设备代号、名称及功能，应将相同类型的信号、相同电压等级的信号排在一起，以便于施工。软件设计的难易程度因控制任务而不同，设计时应根据具体情况选择合适的编程语言，应用较好的编程技巧和方法，编写出质量较高的程序。系统调试分两个阶段进行，模拟调试和联机调试。硬件部分的模拟调试可在断开主电路的情况下，测试手动部分是否正确，软件部分的模拟调试可借助模拟开关和PLC 输出端的指示灯进行，需要模拟量信号I/O 时，可用电位器或万用表配合进行。联机调试时，可把编制好的程序下载到现场的PLC 中，将主电路断开，对控制电路进行调试即可。
三、PLC 选型
（一） PLC 的型号
在满足控制要求的前提下，选型时应选择最佳的性价比，具体应考虑以下几点：对于开关量控制的应用系统，当对控制速度要求不高时，可选用小型PLC。对于以开关量控制为主，带有部分模拟量控制的应用系统，应选用带有A/D 和D/A 转换的模拟量输入/输出模块，配接相应的传感器、变送器和驱动装置，并且选择运算功能较强的小型PLC。对于控制比较复杂的中大型控制系统，要选用中、大型PLC。PLC 的处理速度应满足实时控制要求PLC 工作时，从输入信号到输出控制存在着滞后现象，这对于一般的工业控制是允许的。但有些设备的实时性要求较高，不允许有较大的滞后时间。在线编程和离线编程的选择小型PLC 一般使用简易编程器，它需要插在PLC 上才能进行编程操作，其特点是结构简单、体积小，很适合在生产现场调试、修改程序实现离线编程。图形编程器或个人计算机与编程软件包配合可实现在线编程。图形编程器价格较贵，但功能强，适应范围广，不仅可以用指令语句编程，还可以直接用梯形图编程。个人计算机实现在线编程，可省去图形编程器，但需要编程软件包的支持。
（二）I/O 模块选择
I/O 点数估算根据被控对象输入信号和输出信号的总点数，并考虑今后调整和扩充，一般应加上10%-15%的备用量。选择输入模块时应考虑两方面的问题，一是根据现场输入信号与PLC 输入模块距离的远近来选择电压的高低。二是一般高密度的输入模块，能允许同时接通的点数取决于输入电压和环境温度，一般同时接通的点数不得超过总输入点数的60%。选择输出模块时应考虑三方面的问题。一是输出方式的选择，继电器输出价格便宜，使用电压范围广，导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力强，但寿命短，响应速度慢，适用于动作不频繁的交直流负载。晶体管输出和双向可控硅输出都是无触点开关输出，适用于通断频繁的感性负载。二是输出电流的选择，模块的输出电流必须大于负载电流的额定值。三是允许同时接通的输出点数，选用时不仅要看一个输出点的驱动能力，还要看整个输出模块的满负荷能力，即输出模块同时接通点数的总电流值不得超过模块规定的最大允许电流。
四、结束语
选择能满足控制要求的适当型号的PLC 是应用设计中至关重要的一步。目前，国内外PLC 生产厂家生产的PLC 品种很多，其性能各有特点。在设计时，首先要尽可能考虑采用与自己正在使用的同系列的PLC，以便学习和掌握，其次是备件的通用性，可减少投资。
参考文献：
[1]张强.可编程控制器（PLC）在铜铝管焊接中的应用[J].科技与企业，2014.
[2]姚旭.堆换料机控制系统设计及台架调试[J].消费电子，2015.