可編程控制器在電氣控制中的應(yīng)用

孫振營(yíng)

可編程控制器是一種通用的控制器，可以通過計(jì)算機(jī)編程將所編程序鍵入中央處理單元，使用己定的程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備的自動(dòng)控制?，F(xiàn)階段，可編程控制器結(jié)合了機(jī)械、通信、自動(dòng)化控制以及計(jì)算機(jī)等方面的技術(shù)對(duì)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化的控制，這在自動(dòng)化行業(yè)中己經(jīng)成為了一門專門的具有超高競(jìng)爭(zhēng)力的學(xué)科。微處理器的芯片價(jià)格隨著科技的發(fā)展而降低，所以可編程控制器的成本也隨之降低，也因此，可編程控制器的開發(fā)和應(yīng)用與人們生產(chǎn)和生活越來越接近，現(xiàn)在的可編程控制器在工廠、學(xué)校，甚至在家庭都能使用。

一、可編程控制器定義

可編程控制器，即PLC，它是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的通用控制器，在該系統(tǒng)運(yùn)行過程中主要是以電子計(jì)算機(jī)自身的微處理功能為基礎(chǔ)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的計(jì)算、控制以及定時(shí)等操作，滿足生產(chǎn)等對(duì)其運(yùn)行的基本要求。在最初階段，PLC系統(tǒng)主要以邏輯運(yùn)算、順序控制以及計(jì)算等基本功能為主、隨著電子科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，PLC系統(tǒng)正逐漸朝功能全面性方面發(fā)展，并在更為廣泛的領(lǐng)域得到了進(jìn)一步的應(yīng)用，如家庭自動(dòng)化、商業(yè)領(lǐng)域以及公共事業(yè)等領(lǐng)域方面的應(yīng)用，為社會(huì)自動(dòng)化發(fā)展提供了一定的動(dòng)力。

電源、中央處理單元、存儲(chǔ)器、輸入輸出的接口電路、功能模塊以及通信模塊等構(gòu)成了可編程控制器。它的工作原理是通過掃描的方式一次讀入用戶的所編程序，將這些輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)的存入I/O映像Ix中的相應(yīng)單元中，之后再進(jìn)入用戶程序執(zhí)行階段，按照我們熟知的梯形圖形進(jìn)行掃描工作，結(jié)束后進(jìn)入到輸出刷新階段，中央處理單元根據(jù)映像Ix中對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再通過電路控制相應(yīng)的外部設(shè)備。可編程控制器具有編程方式簡(jiǎn)單迅速、操作以及安裝維修簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定而且使用壽命較長(zhǎng)以及投資低且對(duì)當(dāng)前作業(yè)沒有什么影響等特點(diǎn)，對(duì)于這些特點(diǎn)，是傳統(tǒng)的控制所不能達(dá)到的。

二、可編程控制器在電氣控制中作用分析

（一）可編程控制器的作用

在使用的過程中，可編程控制器的存儲(chǔ)器以及中央處理器和輸入輸出接口電路的方面發(fā)生作用，發(fā)揮著控制和通信的功能?？删幊炭刂破髦饕ㄟ^掃描接收到的用戶所需信息進(jìn)行編程，之后將用戶所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入，并連接到數(shù)據(jù)，隨后存入I/O所控制的映相Ix中進(jìn)行具體的的操作，再將用戶需要的功能進(jìn)行處理執(zhí)行

（二）電氣控制這種存在的影響分析

電氣設(shè)備出現(xiàn)故障一般可以根據(jù)它的表現(xiàn)情況分為兩種類型。第一種是因?yàn)楣δ苄钥刂撇蛔愣a(chǎn)生的電氣設(shè)備不能正常的進(jìn)行工作；第二種是因?yàn)榉枪δ苄缘墓收隙a(chǎn)生的控制失調(diào)情況。兩種故障因?yàn)榫唧w產(chǎn)生的原因不同，所以要分析具體的情況，再給出相應(yīng)的對(duì)待方式。一旦電氣設(shè)備發(fā)生了問題，一定不要忽視問題的出現(xiàn)，如果不加以重視，及時(shí)解決的話很容易導(dǎo)致更深一步的問題產(chǎn)生，從而加大損失。所以說，在出現(xiàn)問題的情況下，一定要具體分析產(chǎn)生的原因，再提出相應(yīng)的措施及時(shí)解決問題，一定要做到具體問題具體分析，針對(duì)不同的原因制定不同的解決措施。

三、以大米包裝輸送自動(dòng)生產(chǎn)線中可編程控制器的應(yīng)用

本文開發(fā)的系統(tǒng)將選用德國(guó)西門子公司所生產(chǎn)的S7-200系列的PLC，由于該系統(tǒng)的控制核心是可編程控制器，需要具有強(qiáng)大的指令集以及豐富的通訊功能。而本文選用的德國(guó)西門子PLC將能夠滿足以上需求。

（一）可編程控制器及其擴(kuò)展模塊

綜合考慮下，根據(jù)PLC的存儲(chǔ)器容量、I/O口數(shù)量、經(jīng)濟(jì)實(shí)用性等各方面因素，本系統(tǒng)的PLC將全部采用西門子S7-200系列CPU226 AC/DC/DC型，該P(yáng)LC技術(shù)規(guī)格如下（表1）：

為了滿足該系統(tǒng)的控制要求，將選用以下擴(kuò)展模塊：

西門子EM221模塊，數(shù)字量輸入端口16個(gè)；

西門子EM235模塊，模擬量的輸入4路/輸出1路；

無線通訊CP243-1模塊，實(shí)現(xiàn)PLC的遠(yuǎn)程組態(tài)、編程和診斷。

本系統(tǒng)所選用的西門子PLC只有兩個(gè)串口，PLC主站將采用串口通信的模式與無線通訊模塊、電流變送器和觸摸屏模塊相連接。增加大連德嘉PPI擴(kuò)展模塊，可與昆侖通態(tài)的觸摸屏實(shí)現(xiàn)連接。

（二）傳感器

傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸送機(jī)的檢測(cè)和控制，根據(jù)其現(xiàn)場(chǎng)的控制環(huán)境，本系統(tǒng)將采用以下傳感器的型號(hào)：產(chǎn)品計(jì)數(shù)模塊將采用OMRON E3S-BT61對(duì)射型光電傳感器；堵包報(bào)警和防碰撞系統(tǒng)將采用OMRON E3S-BT21對(duì)射型光電傳感器；皮帶跑偏將采用新力GEJ15/30（D）型二級(jí)報(bào)警傳感器；電流變送器將采用誠(chéng)信PKG系列；電流互感器將采用正泰NLH1-0.66 35型。

（三）無線通訊模塊

傳統(tǒng)的工業(yè)通信模式都是采用有線通信方式，但由于本系統(tǒng)的碼垛機(jī)會(huì)一直處于移動(dòng)狀態(tài)，電氣線路將采用滑導(dǎo)線或者拖纜，如果PLC的主從之間的通信也采用這種方式的話，將可能出現(xiàn)通信不順暢以及維護(hù)難等情況。所以，基于以上問題，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，本系統(tǒng)的PLC主從之間的通信將采用無線通信方式。

本系統(tǒng)將由兩個(gè)無線通訊模塊組成，型號(hào)是KYL-1020L，通信系統(tǒng)的工作電壓為DC 5V，工作電流需小于600mA，遠(yuǎn)程控制距離可以超過600m。該無線通訊模塊具有以下特點(diǎn)：

載波頻率：433MHz，450MHz，470MHz，868MHz，915MHz等ISM頻點(diǎn)；

多種可選的通訊接口：RS-485；

8個(gè)通訊信道，傳輸數(shù)率：1200 bps、2400 bps、4800 bps、9600 bps、19200 bps、38400bps；

數(shù)據(jù)格式：8N1/8E1/8O1；低功耗，帶有休眠功能。

四、可編程控制器在電氣控制的具體應(yīng)用

（一）加強(qiáng)電氣控制的功能

在實(shí)際的操作中，可編程控制器存儲(chǔ)著基本信息，設(shè)備的控制改進(jìn)工作中要實(shí)地進(jìn)行測(cè)試，在短時(shí)間內(nèi)找出有效的改進(jìn)方法，提高控制功能。只有不斷的實(shí)地考察，刁一能及時(shí)準(zhǔn)確地解決可編程控制器中不足之處，及時(shí)診斷出設(shè)備中出現(xiàn)的問題，并徹底分析出現(xiàn)的原因，爭(zhēng)取在接下來的工作中不會(huì)出現(xiàn)類似的問題。

（二）對(duì)電氣工程要定期檢修

對(duì)設(shè)備中不經(jīng)常出展現(xiàn)問題的部位也要加強(qiáng)檢查工作，不能漏下一個(gè)可能出現(xiàn)問題的部位。并且，想要做好電氣的檢修工作，就要全方面的對(duì)可編程控制器中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行檢查，仔細(xì)的檢查侮一個(gè)部位，全面做好預(yù)防準(zhǔn)備工作，防比出現(xiàn)一些不必要的問題在電氣設(shè)備的購買階段，一定要研讀產(chǎn)品的特點(diǎn)，所購設(shè)備一定要符合工程的要求。在電氣設(shè)備上更要做好更新和改進(jìn)，避免出現(xiàn)一些因?yàn)樵O(shè)備陳舊而給人們生活帶來卜大負(fù)面影響的問題出現(xiàn)。

五、結(jié)語

經(jīng)濟(jì)社會(huì)的向前發(fā)展，使得電氣設(shè)備也獲得了很大程度的提高，在生活中電氣設(shè)備的使用越來越頻繁，同時(shí)，在使用的過程中也出現(xiàn)了很多問題。在電氣設(shè)備的的更新各發(fā)展中，提高了設(shè)備的質(zhì)量和性能，從而大大便利了人們的生活。本文著重討淪了在電氣控制中，可編程控制器的應(yīng)用，分析了可編程控制器的工作原理和特點(diǎn)、以及在電氣控制總的具體應(yīng)用，并針對(duì)在電氣設(shè)備方面出現(xiàn)的問題進(jìn)行調(diào)查研究，結(jié)合電氣設(shè)備檢修的管理，給相關(guān)工作人員提出了一些參考性的建議，希望能給出有效的幫助。

【參考文獻(xiàn)】

[1]于冠軍.探析可編程控制器在電氣控制中的應(yīng)用[J].通訊世界，2016（18）：235.

[2]張永秀.淺析可編程控制器（PLC）在電氣控制中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（32）：157.

[3]李克培.可編程控制器（PLC）在銑床電氣控制及故障診斷中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（03）：187.

[4]李永梅，王石莉，王偉.基于應(yīng)用型入才培養(yǎng)的“電氣控制與可編程控制器”教學(xué)改革與探索[J].吉林省教育學(xué)院學(xué)報(bào)（上旬），2015（12）：57-58.