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可編程控制器的應用技術(shù) 楊昆YANGKun （內(nèi)蒙古興安職業(yè)技術(shù)學院，烏蘭浩特137400） （XinganVocationalandTechnicalCollege，Ulanhot137400，China） 摘要：可編程控制器控制系統(tǒng)的設(shè)計好壞決定了整個控制系統(tǒng)的質(zhì)量和水平?？删幊炭刂破飨到y(tǒng)設(shè)計就是根據(jù)被控對象的特點和控制要求，以可編程控制器為主要控制設(shè)備，設(shè)計生成一個控制系統(tǒng)。可編程控制器系統(tǒng)將用于長期實際生產(chǎn)，因此設(shè)計工作從一開始就應將各種因素考慮得盡可能全面，設(shè)計工作應當在一定的原則指導下，嚴格按步驟進行。 Abstract：Thedesignofthecontrolsystemofogrammablelogiccontrollerdeterminesthequalityandlevelofthewholecontrolsystem.Thedesignoftheogrammablelogiccontrolsystemisthataodingtothecharacteristicsandcontrolrequirementsofthecontrolledobjectandtakingtheogrammablelogiccontrollerasthemaincontrolequipmenttodesignacontrolsystem.Theogrammablelogiccontrollersystemwillbeusedinpracticalproductionforalongtime,so,variousfactorsofdesignworkshouldbeconsideredprehensivelyasmuchaspossiblefromthebeginning,thedesignworkshouldbeguidedbycertainprinciplesandstrictlyproceedsbythesteps. 關(guān)鍵詞：控制器；設(shè)計；調(diào)試；穩(wěn)定性；可靠性 Keywords：controller；design；debugging；stability；reliability ：TP332.3：A：1006-4311（xx）34-0209-02 作者簡介：楊昆（1971-），男，內(nèi)蒙古烏蘭浩特人，講師，研究方向為計算機應用和會計電算化。 1可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試 1.1可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計的基本原則 1.1.1滿足要求應最大限度地滿足被控對象控制要求。 1.1.2經(jīng)濟實用在滿足控制要求前提下，選擇各類硬件配置時，要充分考慮其性能價格比，降低設(shè)計、使用、維護過程中的成本，節(jié)約開支。 1.1.3安全可靠硬件設(shè)計、軟件編程都要保證系統(tǒng)安全可靠、正常運行。 1.1.4便于擴展應能保證系統(tǒng)在一定時期具有先進性，并能隨時根據(jù)生產(chǎn)工藝要求擴展部分功能，各種硬、軟件資源應適當留有余地。 1.2可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟 1.2.1了解被控系統(tǒng)，確定控制方案深入了解被控系統(tǒng)是系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)。設(shè)計前應收集好各項有關(guān)資料，同時和相關(guān)人員進行密切配合，共同解決設(shè)計中可能出現(xiàn)的各種問題。如果是改造舊設(shè)備，還應仔細閱讀原有的電氣圖紙和技術(shù)資料。進而了解系統(tǒng)的工藝過程、工作特點、環(huán)境條件和系統(tǒng)的所有功能要求，分析被控對象的控制過程，明確控制要求，劃分控制環(huán)節(jié)，弄清控制環(huán)節(jié)的特點及各環(huán)節(jié)之間的轉(zhuǎn)移條件。劃分出各種控制信號，檢測反饋信號，相互轉(zhuǎn)移和聯(lián)系信號，并確定可編程控制器輸入、輸出信號，分類統(tǒng)計出各輸入、輸出量的性質(zhì)及參數(shù)。在此基礎(chǔ)上繪制出控制系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，確定控制方案。 1.2.2確定可編程控制器的型號與硬件配置對模塊式可編程控制器，應確定框架或基板的型號，選擇模塊型號；對整體式可編程控制器，應確定基本單元和擴展單元的型號。 1.2.3設(shè)計梯形圖程序（軟件設(shè)計）首先確定用戶程序的基本結(jié)構(gòu)，在畫出程序流程圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖后，用已掌握的編程方法將其設(shè)計成梯形圖程序。 1.2.4梯形圖程序的模擬調(diào)試根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖模擬調(diào)試，用小開關(guān)和按鈕等模擬可編程控制器的輸入信號或反饋信號（限位開關(guān)的通、斷）。通過輸出模塊上各輸出電器對應的發(fā)光二極管，觀察各輸出信號是否按設(shè)計要求變化。調(diào)試順序控制程序的主要任務：檢查程序的運行是否符合狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的規(guī)定。狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件的實現(xiàn)與驅(qū)動的負載是否按要求進行。調(diào)試時應充分考慮各種可能的情況，對系統(tǒng)的各種工作方式、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中的每一支路都要檢查、調(diào)試到。如果控制系統(tǒng)是由幾個部分組成，則應先做局部調(diào)試，然后再進行整體調(diào)試；如果控制程序的步序較多，則可先進行分段調(diào)試，然后再連接起來統(tǒng)調(diào)。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題，要逐一排除，直至調(diào)試成功。在軟件的設(shè)計與調(diào)試的同時可編程控制器之外的其他硬件的安裝、接線可同時進行。 1.2.5現(xiàn)場總裝調(diào)試將可編程控制器安裝在控制現(xiàn)場。將編好的程序送入可編程控制器內(nèi)的存儲器中。接人現(xiàn)場實際輸入信號和負載，進行聯(lián)機運行調(diào)試。檢測硬件、軟件是否滿足系統(tǒng)控制要求。發(fā)現(xiàn)問題在現(xiàn)場相應地進行硬件或軟件的調(diào)整、修改，直到符合系統(tǒng)的要求。 1.2.6編寫技術(shù)文件系統(tǒng)調(diào)試和運行成功，并交付使用后，根據(jù)調(diào)試的最終結(jié)果，出完整的技術(shù)文件，提供給用戶，以便系統(tǒng)的維修、運行和改進。 2可編程控制器控制系統(tǒng)組態(tài)選擇與安裝 2.1可編程控制器控制系統(tǒng)組態(tài)的選擇 2.1.1可編程控制器單機控制系統(tǒng)該控制系統(tǒng)用一臺可編程控制器控制一臺設(shè)備（機組），當被控設(shè)備的輸入/輸出點數(shù)較少與其他設(shè)備之間聯(lián)系時，適于采用這種控制系統(tǒng)。 2.1.2集中控制系統(tǒng)集中控制系統(tǒng)用一臺可編程控制器控制多臺設(shè)備（機組），該控制系統(tǒng)多用于各被控對象所處的地理位置較近、相互之間的動作有一定的聯(lián)系的場合。與單機控制系統(tǒng)相比，一臺可編程控制器控制多臺設(shè)備可降低總的投資，但是有可能在檢修其中一臺設(shè)備時會影響其他設(shè)備的正常運行。 2.1.3集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)中每一臺可編程控制器控制一臺被控設(shè)備（機組），由上位計算機（可以是工業(yè)控制計算機或中、高檔可編程控制器）通過數(shù)據(jù)通信總線對系統(tǒng)集中管理，各可編程控制器之間可通過數(shù)據(jù)通信進行內(nèi)部連鎖，響應或發(fā)令等。集散控制系統(tǒng)多用于多臺設(shè)備組成的產(chǎn)生線控制，當某臺可編程控制器停止運行時，不會影響其他可編程控制器的工作。與集中控制系統(tǒng)相比較，使用的可編程控制器較多，系統(tǒng)硬件費用較高，但這種系統(tǒng)在維護、調(diào)試、擴大系統(tǒng)規(guī)模等方面比較靈活。 2.1.4可編程控制器網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)這種控制系統(tǒng)用于大規(guī)模自動控制，系統(tǒng)中的計算機、可編程控制器、機器人等組成一個通信網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)一般分為若干層。 2.1.5冗余控制系統(tǒng)冗余控制系統(tǒng)一般采用兩個或三個CPU模塊，其中一臺作主系統(tǒng)直接參與控制，其余的作為備用系統(tǒng)。參與控制的CPU出現(xiàn)故障時，由熱備處理器自動進行切換，立即投入備用CPU。為了進一步提高系統(tǒng)的可靠性，某些重要的輸入/輸出點和連接電纜也采用冗余措施。 2.1.6混合控制系統(tǒng)實際的控制系統(tǒng)可能是以上幾種系統(tǒng)的結(jié)合，部分冗余控制系統(tǒng)與可編程控制器網(wǎng)絡(luò)控制相結(jié)合等，這種組合的控制系統(tǒng)稱為混合控制系統(tǒng)。應根據(jù)被控對象的具體情況選擇適當?shù)目刂葡到y(tǒng)組態(tài)。 2.2可編程控制器安裝與維護可編程控制器系統(tǒng)的可靠性雖然很高，為保證可編程控制器控制系統(tǒng)長期正常合理的工作，安裝時必須做到正確、牢靠、安全。 2.2.1可編程控制器系統(tǒng)安裝注意事項可編程控制器系統(tǒng)在安裝和連接元件時要全盤考慮系統(tǒng)布局，一方面要滿足可編程控制器控制系統(tǒng)運行需要，還要確保能在安裝的環(huán)境中無故障操作，系統(tǒng)的元件拆裝方便，易于維修。 2.2.2可編程控制器安裝環(huán)境由于每種控制器都有自己的環(huán)境技術(shù)條件，用戶在選用時，尤其是在設(shè)計控制系統(tǒng)時，必須對環(huán)境條件給予充分的考慮?？傊删幊炭刂破饕⒁夥莱?、防塵、防腐、防震，避免電磁干擾。可編程控制器最好安裝在有保護型外殼的控制柜內(nèi)，且可編程控制器固定要牢靠。 綜上所述，可編程控制器系統(tǒng)將用于長期實際生產(chǎn)，因此設(shè)計工作從一開始就應將各種因素考慮得盡可能全面，設(shè)計工作應當在一定的原則指導下，嚴格按步驟進行?？删幊炭刂破髟谠O(shè)計時已采取了多種保護措施，使它的穩(wěn)定性、可靠性都較強。一般情況下，只要對可編程控制器進行經(jīng)常地定期地維護和檢查，可以保證可編程控制器控制系統(tǒng)的正常運行。可編程控制器是專為工業(yè)環(huán)境設(shè)計的控制器，一般不需采取特殊措施，就可在工業(yè)環(huán)境中使用。但是環(huán)境過于惡劣，電磁干擾特別強烈，或安裝使用不當，都不能保證系統(tǒng)的正常運行。在可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計時，應采取相應的可靠性措施和抗干擾措施保證系統(tǒng)的正常運行。 參考文獻： 1馬廣君.可編程控制器（PLC）應用技術(shù)M.中央廣播電視大學出版社，xx：56-68. 2劉敏.可編程控制器技術(shù)項目化教程M.2版.機械工業(yè)出版社，xx：85-88. 3張世生.可編程控制器實