朱衛(wèi)星 張東慶 田靜敏

（河南豐源智能科技有限責任公司，河南 安陽455000）

0 引言

PLC即可編程序控制器，是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)學運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC從無到有，實現(xiàn)了工業(yè)控制領域接線邏輯到存儲邏輯的飛躍；其功能從弱到強，實現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進步；其應用領域從小到大，實現(xiàn)了單體設備簡單控制到勝任運動控制、過程控制及集散控制等各種任務的跨越。

1 PLC的特點

1.1 可靠性高，抗干擾能力強

高可靠性是電器控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出報警信息。應用中，可以編入外圍器件的故障自診斷程序，是系統(tǒng)中所有的電路及設備均獲得故障自診斷保護。因此說，整個系統(tǒng)具有較高的可靠性和較強的抗干擾能力。

1.2 配套齊全，功能完善，適用性強

PLC可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中，加上PLC通訊能力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。

1.3 易學易用，深受工程技術人員歡迎

PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設備。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關量邏輯功能控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。

1.4 系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造

PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備的外部接線，使控制系統(tǒng)設計及建造周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為現(xiàn)實。

1.5 體積小，重量輕，能耗低

以超小型PLC為例，新近產(chǎn)品的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。因此其很容易裝入器械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備。

2 PLC應用中應注意的問題

目前，PLC已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各行各業(yè)。通過PLC開關量的邏輯控制，模擬量控制，運動控制，過程控制，數(shù)據(jù)處理，通訊及聯(lián)網(wǎng)等功能的應用，筆者根據(jù)多年使用經(jīng)驗，總結了一下幾點使用注意事項，與大家共勉。

2.1 PLC的接地

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。PLC的接地線與機器的接地端相接，接地線的截面積應不小于2mm2，接地電阻小于100歐；如果要用擴展單元，其接地點應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，應給PLC接上專用地線，接地點應與動力設備的接地點分開；若達不到這種要求，也必須做到與其他設備公共接地，禁止與其他設備串聯(lián)接地。接地點應盡可能靠近PLC。

2.2 冗余系統(tǒng)與熱備用系統(tǒng)

在石油、化工、冶金等行業(yè)的某些系統(tǒng)中，要求控制裝置有極高的可靠性。如果控制系統(tǒng)發(fā)生故障，將會造成停產(chǎn)、原料大量浪費或設備損壞，給企業(yè)造成極大的經(jīng)濟損失。但是僅靠提高控制系統(tǒng)硬件的可靠性來滿足上述要求是遠遠不夠的，因為PLC本身可靠性的提高是有一定限度的。使用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)就能夠比較有效地解決上述問題。

1）冗余控制系統(tǒng)。在冗余控制系統(tǒng)中，整個PLC控制系統(tǒng)由兩套完全相同的系統(tǒng)組成。兩塊CPU模塊使用相同的用戶程序并行工作，其中一塊是主CPU，另一塊是備用CPU；主CPU工作，而備用CPU自動投入運行。這一切換過程是由冗余處理單元控制的，切換時間在13個掃描周期，I/O系統(tǒng)的切換也由冗余處理單元完成。

2）熱備用系統(tǒng)。在熱備用系統(tǒng)中，兩臺CPU用通訊接口連接在一起，均處于通電狀態(tài)。當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，由主CPU通知備用CPU，使備用CPU投入運行。這一切換過程一般不太快，但它的結構比冗余系統(tǒng)簡單。

3 PLC發(fā)展展望

從技術上看，計算機技術的新成果會更多的應用于PLC的設計和制造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會進一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機界面、完備的通訊設備會更好地適應各種工業(yè)控制場合的需求；從市場上看，各國各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會隨著國際競爭性的加劇而打破，會出現(xiàn)少數(shù)品牌壟斷國際市場的局面，會出現(xiàn)國際通用的編程語言；從網(wǎng)絡的發(fā)展來看，PLC會和其他工業(yè)控制計算機組網(wǎng)構成大型的控制系統(tǒng)是其技術的發(fā)展方向。目前的計算機集散控制系統(tǒng)DCS中已有大量PLC應用，伴隨著計算機網(wǎng)絡的發(fā)展，PLC作為自動化控制網(wǎng)絡和國際通用網(wǎng)絡的重要組成部分，將在工業(yè)級工業(yè)以外的眾多領域發(fā)揮越來越大的作用。