對(duì)plc——可編程控制器的初步解析

1、<p>　　對(duì)PLC——可編程控制器的初步解析</p><p>　　摘 要：可編程控制器由于抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，編程簡(jiǎn)單，性能價(jià)格比高，在工業(yè)控制領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛應(yīng)用。隨著PLC的推廣普及，PLC產(chǎn)品的種類(lèi)和數(shù)量越來(lái)越多。近年來(lái)，從國(guó)外引進(jìn)的PLC產(chǎn)品、國(guó)內(nèi)廠家或自行開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品已有幾十個(gè)系列，上百種型號(hào)。PLC的品種繁多，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法、價(jià)格等各有不同，使用場(chǎng)合也各有側(cè)

2、重。因此，合理選擇PLC對(duì)于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)起著重要作用。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC 可靠性 信號(hào) </p><p><b>　　一、引言 </b></p><p>　　在PLC程序設(shè)計(jì)中使用最平常的一種是稱為保持繼電器的內(nèi)部繼電器。PLC的保持繼電器從HR000到HR915，共10×16個(gè)，另一種是定時(shí)器

3、或計(jì)數(shù)器從TIM00到TIM47（CNT00或CNT47）共48個(gè)（不同型號(hào)的PLC保持繼電器，定時(shí)器的點(diǎn)數(shù)不同）。其中，保持繼電器實(shí)現(xiàn)的是記憶的功能，記憶著機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，控制系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)的正常時(shí)序，在時(shí)序的控制上，為實(shí)現(xiàn)控制的安全性，及時(shí)性、準(zhǔn)確性、通常采用當(dāng)一個(gè)機(jī)械動(dòng)作守成時(shí)，其控制信號(hào)（由保持繼電器產(chǎn)生）用來(lái)終止上一個(gè)機(jī)械動(dòng)作的同時(shí)，啟動(dòng)下一個(gè)機(jī)械動(dòng)作的時(shí)間繼電器不能正常被復(fù)位的情況，在開(kāi)機(jī)前，如果不強(qiáng)制使保持繼電器復(fù)位，將會(huì)

4、產(chǎn)生機(jī)械設(shè)備的誤動(dòng)作，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，通常采用的方法是設(shè)置硬件復(fù)位按鈕，需要的時(shí)候，能夠使保持繼電器，定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、高速計(jì)數(shù)器強(qiáng)制復(fù)位，在控制系統(tǒng)的調(diào)試中發(fā)現(xiàn)，如果使用保持繼電器，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器、高速計(jì)數(shù)器次數(shù)過(guò)多，硬件復(fù)位的功能很多時(shí)候會(huì)不起作用，也就是說(shuō)，硬件復(fù)位的方法有時(shí)不能準(zhǔn)確，及時(shí)地使PLC的內(nèi)部繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器復(fù)位，從而導(dǎo)致控制系統(tǒng)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在調(diào)試過(guò)程中，人為地設(shè)置軟件復(fù)位信號(hào)作為內(nèi)部信號(hào)，可確保保</p>

5、;<p>　　PLC的組成的控制系統(tǒng)硬件電路。當(dāng)一個(gè)兩線式傳感器，例如光電開(kāi)關(guān)，接近開(kāi)關(guān)或限位開(kāi)關(guān)等，作為輸入信號(hào)裝置被置被接到PLC的輸入端時(shí)，漏電流可能會(huì)導(dǎo)致輸入信號(hào)為ON，在系統(tǒng)調(diào)試中，如果偶爾產(chǎn)生誤動(dòng)作，有可能是漏電流產(chǎn)生的錯(cuò)誤信號(hào)引起的。為了防止這種情況發(fā)生，在設(shè)計(jì)硬件電路時(shí)，在輸入端接一個(gè)并聯(lián)是阻，并聯(lián)電阻的計(jì)算公式。其中，不同型號(hào)的PLC漏電流值可查閱廠商提供的產(chǎn)品手冊(cè)，在硬件電路上做這樣的處理，可有效地避免

6、由于漏電流產(chǎn)生的誤動(dòng)作。 </p><p>　　二、PLC控制系統(tǒng)可靠性降低的原因 </p><p>　　PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的調(diào)試可能出現(xiàn)問(wèn)題帶有很大的隨機(jī)性。雖然工業(yè)控制機(jī)和可編程控制器本身都具有很高的可靠性，但如果輸入給PLC的開(kāi)關(guān)量信號(hào)出現(xiàn)錯(cuò)誤，模擬量信號(hào)出現(xiàn)較大偏差，PLC輸出口控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)沒(méi)有按要求動(dòng)作，這些都可能使控制過(guò)程出錯(cuò)，造成無(wú)法挽回的經(jīng)濟(jì)損失。 </p>

7、<p>　　影響現(xiàn)場(chǎng)輸入給PLC信號(hào)出錯(cuò)的主要原因有：造成傳輸信號(hào)線短路或斷路（由于機(jī)械拉扯，線路自身老化，特別是鼠害），當(dāng)傳輸信號(hào)線出故障時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)無(wú)法傳送給PLC，造成控制出錯(cuò)；機(jī)械觸點(diǎn)抖動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)觸點(diǎn)雖然只閉合一次，PLC卻認(rèn)為閉合了多次，雖然硬件加了濾波電路，軟件增加微分指令，但由于PLC掃描周期太短，仍可能在計(jì)數(shù)、累加、移位等指令中出錯(cuò)，出現(xiàn)錯(cuò)誤控制結(jié)果；現(xiàn)場(chǎng)變送器，機(jī)械開(kāi)關(guān)自身出故障，如觸點(diǎn)接觸不良，變送器反映

8、現(xiàn)場(chǎng)非電量偏差較大或不能正常工作等，這些故障同樣會(huì)使控制系統(tǒng)不能正常工作。 </p><p>　　三、提高PLC信號(hào)可靠性的方法 </p><p>　　要提高現(xiàn)場(chǎng)輸入給PLC信號(hào)的可靠性，首先要選擇可靠性較高的變送器和各種開(kāi)關(guān)，防止各種原因引起傳送信號(hào)線短路、斷路或接觸不良。其次在程序設(shè)計(jì)時(shí)增加數(shù)字濾波程序，增加輸入信號(hào)的可信性。 </p><p>　　在現(xiàn)場(chǎng)輸入觸

9、點(diǎn)后加一定時(shí)器，定時(shí)時(shí)間根據(jù)觸點(diǎn)抖動(dòng)情況和系統(tǒng)要的響應(yīng)速度確定，一般在幾十ms，這樣可保證觸點(diǎn)確實(shí)穩(wěn)定閉合后，才有其它響應(yīng)。模擬信號(hào)濾波可采用圖2b 程序設(shè)計(jì)方法，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)模擬信號(hào)連續(xù)采樣3次，采樣間隔由A/D轉(zhuǎn)換速度和該模擬信號(hào)變化速率決定。3次采樣數(shù)據(jù)分別存放在數(shù)據(jù)寄存器DT10、DT11、DT12中，當(dāng)最后1次采樣結(jié)束后利用數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)交換指令、數(shù)據(jù)段比較指令去掉最大和最小值，保留中間值作為本次采樣結(jié)果存放在數(shù)據(jù)寄存器DT0中。

10、</p><p>　　提高讀入PLC現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的可靠性還可利用控制系統(tǒng)自身特點(diǎn)，利用信號(hào)之間關(guān)系來(lái)判斷信號(hào)的可信程度。如進(jìn)行液位控制，由于儲(chǔ)罐的尺寸是已知的，進(jìn)液或出液的閥門(mén)開(kāi)度和壓力是已知的，在一定時(shí)間里罐內(nèi)液體變化高度大約在什么范圍是知道的，如果這時(shí)液位計(jì)送給PLC的數(shù)據(jù)和估算液位高度相差較大，判斷可能是液位計(jì)故障，通過(guò)故障報(bào)警系統(tǒng)通知操作人員檢查該液位計(jì)。又如各儲(chǔ)罐有上下液位極限保護(hù)，當(dāng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)發(fā)出信號(hào)給P

11、LC，這個(gè)信號(hào)是否真實(shí)可靠，在程序設(shè)計(jì)時(shí)我們將這信號(hào)和該罐液位計(jì)信號(hào)對(duì)比，如果液位計(jì)讀數(shù)也在極限位置，說(shuō)明該信號(hào)是真實(shí)的；如果液位計(jì)讀數(shù)不在極限位置，判斷可能是液位極限開(kāi)關(guān)故障或傳送信號(hào)線路故障，同樣通過(guò)報(bào)警系統(tǒng)通知操作人員處理該故障。由于在程序設(shè)計(jì)時(shí)采用了上述方法，大大提高了輸入信號(hào)的可靠。 </p><p><b>　　四、結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　對(duì)于

12、一個(gè)企業(yè)，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量做到機(jī)型統(tǒng)一。因?yàn)橥粰C(jī)型的PLC，其模塊可互為備用，便于備品備件的采購(gòu)與管理；其功能及編程方法統(tǒng)一，有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)、技術(shù)水平的提高和功能的開(kāi)發(fā)；其外部設(shè)備通用，資源可共享。同一機(jī)型PLC的另一個(gè)好處是，在使用上位計(jì)算機(jī)對(duì)PLC進(jìn)行管理和控制時(shí)，通信程序的編制比較方便。這樣，容易把控制各獨(dú)立的多臺(tái)PLC聯(lián)成一個(gè)多級(jí)分布式系統(tǒng)，相互通信，集中管理，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)通信的優(yōu)勢(shì)。此外，有些傳感器如旋轉(zhuǎn)編碼器輸出