導語：如何才能寫好一篇可編程控制器，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：可編程控制器控制系統系統設計

PLC是一類可編程的存儲器，它以微處理器為核心，采用其內部存儲程序，執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。它綜合了計算機技術、自動控制技術和通信技術，是一種新型、通用的自動控制裝置。PLC具有結構簡單、高可靠性、靈活通用、易于編程和使用方便等眾多優點，近年來在工業自動控制和礦山機電一體化等方面得到了廣泛應用。在礦山機電設備控制方面，如何采用PLC完成實際控制系統的應用設計，是每個從事電氣自動化控制技術人員所面臨的實際問題[1]。

1 可編程控制器控制系統設計基礎

1.1 可編程控制器控制系統設計的基本原則 任何一個電氣控制系統所要完成的控制任務，都是為滿足被控對象(生產控制設備、自動化生產線、生產工藝過程等)提出的各項性能指標，最大限度地提高勞動生產率，保證產品質量，減輕勞動強度和危害程度，提高自動化水平。因此，在設計PLC控制系統時，應遵循如下幾個基本原則。①最大限度地滿足被控對象提出的各項控制要求。充分發揮PLC功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，是PLC控制系統設計中最重要的一條原則。計人員在進行設計前，就應深入現場進行調查研究，搜集資料，與機械部分的設計人員和實際操作人員密切配合，共同解決重點問題和疑難問題。②確保控制系統的安全可靠。保證PLC控制系統能夠長期安全、可靠、穩定運行，是設計控制系統的重要原則，必須放在首位來考慮。不能安全可靠工作的電氣控制系統，是不可能長期投入生產運行的。③力求控制系統簡單、經濟，且使用與維修方便。在滿足控制要求和系統運行可靠的前提下，應力求控制系統構成簡單、經濟。既要擴大工程的效益，又要不斷地降低工程的成本，同時不能盲目的追求系統的高性能指標。只有構成簡單的控制系統才能做到經濟、實用，且使用方便，后期維護也容易。④具備良好的擴展能力。適當考慮到今后控制系統發展和完善的需要，充分利用可編程控制器易于擴充的特點，在選擇PLC的容量時，充分保留系統的擴展能力。

1.2可編程控制器控制系統設計的主要內容 在進行可編程控制器控制系統設計時，盡管有著不同的被控對象和設計任務，設計內容可能涉及諸多方面，又需要與大量的現場輸入／輸出設備相連接，但是基本內容應包括以下幾個方面。①分設計任務書編制。設計任務書是整個系統設計的依據，設計開始時應先詳細分析被控對象的工藝過程及工作特點，提出被控對象對PLC控制系統的控制要求，從而擬定PLC控制系統設計任務書。在設計任務書中，應明確各項設計要求、約束條件及控制方式。②確定輸入/輸出設備。在構成PLC控制系統時，除了作為控制器的PLC，用戶的輸人/輸出設備是進行機型選擇和軟件設計的依據。因此，要明確輸入設備的類型、數量和輸出設備的類型、數量，以及由輸出設備驅動的負載。③PLC選擇。正確、合理地選擇PLC對于保證整個控制系統的技術經濟性能指標起著重要的作用，一般包括對PLC的機型、容量、I/O模塊、電源等的選擇。④分配I/O點并設計PLC硬件線路。通過對用戶輸人/輸出設備的分析、分類和整理，進行相應的I/O地址分配，并據此繪制I/O接線圖。由PLC的I/O連接圖和PLC電氣線路圖組成系統的電氣原理圖。至此，PLC控制系統的硬件設計基本完成。⑤控制程序設計。一般采用梯形圖語言設計系統的控制程序，這對于保證整個系統安全可靠的運行至關重要，必須經過反復調試，使之滿足控制要求。程序設計的主要內容包括：控制程序設計；初始化程序設計；檢測、故障診斷和顯示等程序設計；以及保護和連鎖程序設計。⑥硬件實施。設計控制柜和操作臺等部分的電器布置圖及安裝接線圖；設計系統各部分之間的電氣互連圖；根據施工圖紙進行現場接線，并進行詳細檢查。⑦編制控制系統的技術文件。在設計任務完成后，要編制系統的技術文件。技術文件一般應包括設計說明書、使用說明書、硬件原理圖、安裝接線圖和電氣元件明細表，以及PLC程序等。

2 可編程控制器控制系統設計步驟

用可編程控制器進行控制系統設計的一般步驟如圖1所示。

隨著PLC技術的發展，PLC產品的種類和數量越來越多。近年來，從國外引進的PLC產品、國內廠家或自行開發的產品已有幾十個系列，上百種型號。不同型號的PLC，其結構形式、性能、容量、指令系統、編程方式、價格等也各有不同，適用的場合也各有側重。因此，合理選用PLC，對于提高PLC控制系統的技術經濟指標有著重要意義。PLC的選擇主要應從PLC的機型、容量、I/O模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯網能力等方面加以綜合考慮后做出決定。

3 可編程控制器技術在煤礦生產中的應用

礦井提升機是煤礦、有色金屬礦的重要生產設備之一，擔負著提升煤炭、煤矸石、井下施工材料、各類井下工作人員和機械設備的重要任務，其安全性、可靠性直接關系到煤礦企業的生產狀況和經濟效益，是控制煤礦生產的咽喉所在。目前，我國煤礦采用的礦井提升機電氣傳動系統主要有：①大型礦井主要采用晶閘管變流器―直流電動機傳動控制系統和同步電動機矢量控制交一交變頻傳動控制系統。②中、小型礦井則多采用交流繞線式電動機轉子切換電阻調速的交流電氣傳動系統。這兩種系統，基于自身的特點各有優缺點，如何對現有的提升機電控系統進行改造設計，提高精度，在更安全的范圍內保證礦山生產的順利進行對煤礦企業發展至關重要。

PLC控制系統具有可靠、準確、抗干擾能力強、易維護等眾多優點，能很好的解決現有控制系統無法克服的弊病，為煤礦安全、高效生產提供技術保障。因此，建立基于PLC控制的大功率礦井提升機變頻調速控制系統成為當前眾多煤礦企業礦井提升機電控系統的首選方案。

由于井下工作環境惡劣，設計時要充分考慮到保護系統的環境問題，采用PLC控制系統簡化控制線路，添加各種現場抗干擾措施，并基于計算機屏幕實時動態反映提升機系統的所有運行參數和運行狀態，顯示提升速度、提升高度、裝卸載系統和故障信息等畫面，使司機對提升機的工作狀態及故障來源一目了然，對整個提升系統進行監控。在軟件中采用提升機電控系統中斷模塊及故障處理模塊，實現超速運行時可報警中斷，使提升機運行更加科學合理。

PLC的控制主程序主要完成以下任務：①系統初始化；②自檢；③故障診斷；④調速系統控制；⑤安全保護。系統開機后，控制程序運行流程如下：①系統初始化。完成PLC的初始化工作，對高速計數單元進行以下操作：寫控制字，定義工作模式，清零，寫設定值，設置定時中斷，連接中斷，啟動計數。②自檢。完成自檢及提升機初始位置顯示，當收到開車指令時，PLC轉入S形速度給定控制；③故障診斷、調速系統控制。在系統運行過程中，當PLC接收到來自傳感器、接近開關或變頻器故障等外部控制信號時，PLC控制程序轉到相應的中斷處理程序處，完成超速保護、過卷、過載等保護工作，并對提升機的位置、速度和頻器故障等進行監控。④安全保護。當有故障出現時，系統可轉到相應的故障處理模塊，檢查并進行故障處理，最后通過報警回路報警或安全回路實現抱閘停車保護。

4 結束語

可編程控制器控制技術屬于先進的實用技術，是當前工業生產自動化的重要支柱，已被廣泛的應用于各個工程領域，而以PLC為主控制器的控制系統也越來越多。當我們熟悉了PLC的組成和基本工作原理，掌握了PLC的指令系統及編程規則以后，就面臨著如何將PLC更好的應用到實際工程中去，使PLC能夠實現對生產機械或生產過程的控制，并帶來更可靠、更高的質量和更高的效益，即如何進行PLC控制系統的設計。而本文正是對這一問題進行的探討，以期對可編程控制器技術的更廣泛應用做出有益的分析。

參考文獻：

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關鍵詞: 煤礦;膠帶輸送機;可編程控制器;

中圖分類號:TD56 文獻標識碼:B

0 引言

國投新集煤礦上世紀90年代開始籌建。在當時技術背景下,其膠帶保護技術也簡單落后。概述有以下四點:

一是膠帶保護開關采用AC220 V電源:開關的常閉觸點是串聯到膠帶控制回路啟動按鈕和停止按鈕之間。若保護電纜或保護開關老化產生漏電,會對人身安全造成危害。二是保護開關多、故障排除時間長:膠帶保護一般設有3組跑偏開關(機頭、中間、機尾,各一組)、一個急停開關(一般設在中間,分別向機頭機尾引拉線)和一個堵塞開關(設在機頭溜槽處)等多個開關。當其中一個保護開關出現故障,維修人員就要逐一檢查,不能直觀發現問題,直接影響生產。三是膠帶滾筒沒有安全保障設施:膠帶機頭、機尾滾筒及中間改向滾筒處有安全護欄,但在清理積煤或檢修時被打開又不能及時恢復到位。滾筒沒有遮擋護欄,對職工的人身安全構成威脅。四是膠帶打滑保護誤動作且動作不可靠:原保護采用切割磁力線返回電信號的速度保護,在下膠帶托輥上安裝一個磁鋼,并在其正上方安裝監測裝置。托輥受潮老化,會出現轉動不靈活甚至不轉現象,這樣就會誤動作,頻繁停車;膠帶跑偏時,磁鋼座會磨損膠帶;監測裝置笨重且安裝復雜。

針對上述四點,我們在工作中進行了改照,改照程序如下:

一 保護系統的改造

1、 膠帶保護開關改用DC24 V電源。開關的常閉觸點通入DC24 V電源,用來控制小型繼電器(線圈電壓為DC24 V),小型繼電器常開觸點控制膠帶的停車。這樣,就解決了因串入AC220 V電源而對人身安全構成的威脅。

2、每一個保護開關分別控制一個小型繼電器,每個繼電器上帶一個指示燈。當保護開關出現故障時可以直觀看到是哪一個。繼電器正常工作時,供給PLC輸入模塊一個AC220 V電源開關量,通過PLC掃描監測各保護開關。當保護開關出故障時,利用PLC控制膠帶停車并發出語音報警,直接告知維修工哪個保護出現故障。這樣,就解決了出現保護故障時因不能直接排查而影響生產的問題。

3、在皮帶滾筒安全護欄處安裝一個監測接近開關。利用接近開關監測滾筒安全護欄,供給PLC輸入模塊一個AC220 V電源開關量,利用PLC掃描監測各滾筒安全護欄。當滾筒安全護欄被移出安全位置時,膠帶不能程序起車。如膠帶運行時護欄被移出,利用PLC控制膠帶停車并發出故障報警。

4、在膠帶機頭改向滾筒外側安裝一個監測接近開關,在其內圈焊接一個與該滾筒直徑一致的半圓弧形鐵板(接近開關與弧形鐵板間距離為0~7 mm),利用接近開關監測鐵板信號并返回到PLC輸入模塊中,利用預先編寫的程序監測脈沖信號。當膠帶出現打滑時,改向滾筒必然減速甚至停止轉動,接近開關不能輸出脈沖信號或長期輸出脈沖信號,通過PLC控制膠帶停車并發出故障報警,防止膠帶受損或磨斷,保證了設備安全運行。見圖1。

二系統的基本構成

2.1PLC的基本構成

改造后的PLC控制站設2個主站(一臺備用)和8個遠程I/O分站。2個主站設在調度監控操作室,主要完成對全部PLC分站的硬件管理、信息傳輸、信息處理和與上位機的信息通訊;8個分站分別安裝在原煤、洗煤車間的8個低壓配電室中,主要完成對現場設備的信息采集與控制。主站配置為(從左至右):電源模塊、CPU儲存模塊、GB擴展模塊、以太網通訊模塊、控制輸出模塊;分站配置為(從左至右):電源模塊、通訊掃描模塊、控制輸出模塊、輸入模塊、模擬量輸入模塊。

2.2綜合保護控制箱的基本構成

該綜合保護控制箱安在膠帶機頭,輸入電源AC220 V,引到一個20 A的小型斷路器的輸入端,斷路器的輸出端接一個AC220 V/DC24 V的直流電源。DC24 V+通過10個玻璃保險管分別連到各保護開關的常閉觸點,并接到小型繼電器的線圈(線圈電壓為DC24 V)一端,繼電器線圈另一端接DC24 V-。利用繼電器的常閉觸點串入膠帶控制回路進行就地開車保護;用繼電器的另一個常閉觸點控制AC220 V引入PLC輸入模塊進行集控開車保護。

三改造后效果

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關鍵詞：PLC控制系統；系統設計；PLC選擇

Abstract: as a kind of PLC of the industrial control computer, is becoming the mainstream in the field of control equipment. This paper mainly introduces the general design principle of PLC system and PLC system design of basic content, as well as the mainstream PLC choice model, and analyzes the design of PLC control system and the problems to be pay attention to.

Keywords: PLC control system; System design; PLC choice

中圖分類號：N945.23 文獻標識碼：A 文章編號：

可編程控制器(Pmgrammable logical controller，PLC)控制技術已廣泛應用于冶金、礦業、機械、輕工等領域，為工業自動化提供了有力的工具，加速了機電一體化的進程。

1PLC控制系統一般設計原則

為了滿足被控對象的工藝要求，從而提高生產效率和產品質量，PLC控制系統設計時應遵循以下基本原則： 、

1)最大可能地滿足被控制對象的控制要求。設計PLC控制系統的首要前提就是要充分發揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求。

2)保證PLC控制系統能夠長期安全、可靠、穩定運行。在系統設計、元器件選擇、軟件編程等方面全面考慮，力求控制系統安全可靠。

3)要滿足設計的控制系統既簡單、經濟又方便使用和維修。

4)適應發展的需要。在滿足上述原則的基礎上應該充分考慮到以后生產的發展及工藝改進的需要，在選擇PLC、輸入／輸出模塊、L／O點數和內存容量時應適當留有裕量。

2 PLC控制系統設計的基本內容•

PLC控制系統設計涉及的內容很多，但首先應具有以下基本內容：

1)根據設計原則確定控制系統的設計技術條件。

2)正確選擇用戶的輸入設備(按鈕、操作開關、限位開關和傳感器等)和輸出設備(包括繼電器、接觸器、信號燈等執行元件)以及輸出設備驅動的控制對象(電動機、電磁閥等)。

3)正確選擇PLC。PLC控制系統的核心部件就是CPU，它對于整個控制系統的技術經濟性能指標的保證起著至關重要的作用。它的選擇也決定了跟隨的其他模塊的選擇。

4)編制好I／0分配表和接線圖，即合理的分配ⅣO點，設計好PLC的I／O端口接線圖。在分配L／O點編號時，盡可能將同一類的信號集中配置，地址號按順序連續編排。

5)軟件設計時按要求編寫軟件設計說明書，選擇合適的編程語言(常用梯形圖)進行程序設計，編程時，首先要合理劃分模塊；其次是合理利用指令，嚴格注意信息名稱的定義。

6)硬件設計和軟件設計可分開同時進行，硬件配備工作，如電路，包括主電路的設計、強電設備的安裝布線、控制臺(柜)的設計和現場安裝等。

7)做好單機調試計劃與聯動調試計劃，只有單機調試完成無錯的條件下才能進行聯動調試的工作。

8)認真編寫設計說明書和使用說明書。

3 PLC機型選擇

PLC機型選擇的基本原則是：在功能滿足要求的前提下，選擇最可靠、維護使用最方便以及性能價格比最優的機型。具體應注意以下幾個方面：

1)選用規模適當的PLC輸入、輸出點數是衡量PLC規模大小的重要指標。因此，在選用PLC時，首先要確保有足夠的I／O點數，并留10％一15％的備用量。

2)PLC的容量要滿足用戶要求。對PLC用戶程序存儲容量的估算，可用下面推薦的經驗公式：存儲器總字數=(開關量I／O點數×10)+(模擬量點數×150)。按經驗公式所算得的存儲器總字數要再考慮25％的余量。

3)功能相當，結構合理。若被控制對象是開關量和模擬量并存，要求PLC完成A／D、D／A轉換，算術運算和其他一些特殊處理，則要選擇有相應功能的PLC此外，還要考慮PLC結構。整體式結構簡單、體積小，每一個I／O點的平均價格也比模塊式的便宜。

4)選擇哪一種功能的輸―V輸出模塊和哪一種輸出形式，取決于控制系統中輸Ⅳ輸出信號的種類、參數要求和技術要求。輸出模塊按方式不同又有．繼電器輸出、晶體管輸出和雙向晶閘管輸出3種。

5)選用PLC機型要統一，即在同一個企業，PLC使用的機型要盡量統一(PLC生產廠家的統一，同一廠家同一型號的統一)，以便于編程的應用軟件是一樣的，也便于維護和管理。

4 系統設計中應注意的問題

在整個PLC控制系統設計過程中，如果某些問題處理不當，會影響整個控制系統的正常運行，進而影響到企業的安全生產和經濟效益。為了提高系統的可靠性能，保證工業設備安全、高效運行，在系統的設計過程中，應注意以下幾個問題：

1)使輸出模塊(接口)的負荷留有一定的余量。

輸出模塊是PLC裝置本身最易受到損壞的部件。降低輸出接口負荷的最簡單方法就是給其加上功率放大環節，即使用吸合功率和保持功率都相對較小的小型中間繼電器進行轉換。

2)注意對輸出模塊的外電路保護。為了防止因外部電路短路等原因造成輸出接口損壞，可在其輸出接口設置短路保護裝置。

3)聯鎖、互鎖功能的硬件設置。單純在PLC內部邏輯上的聯鎖和互鎖，往往在外電路發生故障時就失去作用。將2個接觸器的常開輔點引入PLC輸人接口，在軟件中將它們以常閉的方式串人對方輸出點線圈，就可起到較完善的保護作用。

4)PLC電源的要求及系統的失壓保護。在應用程序開發時要特別注意系統的失壓保護，要考慮出現失壓狀態時系統初始狀態的恢復和聯鎖。

5)采用一定的抗干擾措施。對于可靠性要求很高的場合或電源干擾特別嚴重的環境，可以安裝1臺帶屏蔽層的變比為l：l的隔離變壓器，以減少設備與地之間的干擾。另外還可以在電源輸入端串接LC濾波電路。

6)安裝與布線。動力線、控制線、PLC的電源線以及I／O線應分別配線，其中開關量與模擬量信號線也要分開敷設。

7)PLC系統的安全性考慮。為了防止意外的掉電發生影響設備的誤動作，一般PLC的供電電源都要采用UPS供電，uPs的選型取決于PLC所帶的負載多少。

8)PLC設備的接地。良好的接地是保證整個PLC控制系統可靠工作的重要條件，可以避免偶然發生的電壓沖擊造成的設備損壞。

5 結語

PLC是以自動控制技術、微計算機技術和通信技術為基礎發展起來的新一代工業控制裝置，隨著微處理器技術的發展，PLC得到迅速的發展，也在社會各領域的生產中得到了越來越多的應用。

參考文獻

[1] 陳延奎．淺談PLC控制系統的設計方法[J]．中國科技信息，2009(20)：16-18．

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一、PLC技術在國內工業領域的應用現狀

可編程控制器在工業自動化領域中起著舉足輕重的作用，已廣泛應用于機械、冶金、石油、化工、紡織、電力、電子、食品、交通和軍工等行業。實踐證明，80%以上的工業控制可以使用PLC完成。

我國目前的PLC市場（包括小型PLC）幾乎被國外產品占領，國內PLC產品的市場占有率不足10%，且80%以上的應用集中在Siemens等市場領先的公司的產品上。PLC市場發展非常迅速，據專家估計，今后幾年我國PLC產品的年需求增長率超過12%。

由于計算機網絡技術和集成電路的迅速發展，PLC向小型化、微型化和高速化發展。在應用中，PLC可與上位機聯網，也可下掛PLC，組成分布式控制系統。

雖然PLC技術發展非常迅速，大型機和各種工業控制網絡也得到了一定程度上的應用，但由于受限于我國的工業基礎、企業資金、人員情況和目前大多數企業的控制要求，PLC小型機在大多數地區的絕大多數企業中，應用需求明顯較強。特別是在一些以輕工業為支柱的城市，應用需求尤為突出。

二、技工學校現有教學資源分析

1.專業師資情況

可編程控制器作為繼電器控制系統的替代，近幾年在國內才得到全面應用。技工學校對可編程控制器技術大規模進行教學實踐的時間更為短暫。多數學校在PLC技術的教學上還未探索出一條實用性、可復制的道路。

PLC技術專業性比較強，入門雖然并非困難，但要在教學中游刃有余，需要對專業知識系統進行深入學習和長期技術應用實踐。目前，技校中從事PLC教學工作的專業教師，有部分并未系統學習過PLC知識，不具備PLC工程經驗，許多教師缺乏將PLC知識有效率、有重點地傳授給學生的能力，無法有效率地提高學生在該領域的技術能力。

2.設備情況

在技校中，可編程序控制器的擁有量普遍偏小，并以小型機主。常見的有歐姆龍公司的CPM1A、三菱公司的FX-2N、西門子公司的S7-200、松下公司的FP0等產品。

三、對教學內容和方式的建議

1.教學中應以小型機為主，切勿貪多求全、盲目攀高

PLC產品雖然在原理上是類似的，但不同廠家的系統均不兼容，技術參數、存儲器組織、指令系統、相關外設等各方面存在較大差異且發展迅速。可編程控制器的中、高端產品功能強大，使用靈活，但同樣對學習者提出了較高的要求。

根據職業培訓中對培養目標的分類，技術人員可分為工程設計人員、現場技術人員、安裝操作人員等三類。限于市場認可等各方面的非主觀因素，技工學校無論處在何種層次，培養目標均應該以后兩種為主。據調查，技校畢業生在可編程控制器技術的應用中，多從事小型機的安裝、調試、維修等工作。因此，大多數技校在可編程序控制器技術應選擇一種在所在地區應用最為廣泛的小型機機型作為教學的主體。

2.加強對實際工業環境的模擬，適當進行設備更新

在設備采購上，許多技工學校往往僅購入了PLC主機，卻對設備的建設相對缺乏。

PLC在實際應用中需要通過傳感器、主令電器等感知控制現場的信息，通過預定程序完成對現場設備的控制。PLC的安裝、調試和維護、維修，并非僅是指針對PLC的工作，而是指針對以PLC為核心組成的控制系統工作。PLC技術發展迅速，設備更新要及時。實驗室建設并非一勞永逸，技術發展了、應用環境變化了，實驗環境也要隨之變化。

3.注意培養學生的綜合技術應用能力

相當數量的學校，在PLC課程中基于實習投入和教學能力等一些因素編程在教學中被放到了最重要的位置，其他相關知識、技能基本被忽略。編程遠不是PLC技術的全部，但編程控制系統的構建是復雜的。在實踐中，技校學生很難單純依靠PLC編程技術獲得工作崗位，因此，必須注意培養學生的綜合技術應用能力。

4.以目標驅動的小組制、課題制教學

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關鍵詞:可編程邏輯控制器 系統設計 設計不足

中圖分類號:TP391.8 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(c)-0018-02

隨著社會的不斷發展和進步,可編程控制器得到了廣泛的應用,什么是可編程控制器呢？它是一種專門在工業環境下,能應用數字進行運算的電子系統。它采用的是可以編程的存儲器,因為這樣的存儲器能在它的內部執行邏輯性的運算,還有一些順序控制計時等指令,以此來控制著各式各樣的機器。就目前的情況來看,大部分的計算機集散控制系統中都存在著可編程控制器,下面,我們就可編程控制器控制系統總體的一些設計作簡要的淺析。

1 可編程控制器控制系統設計的原則

可編程控制器所要執行的任務就是要滿足被控對象提出的各項性能指標。被控的對象也就是工業中生產的控制設備、生產工藝過程、還有就是自動化的生產線。想要在生產中,勞動生產率最高,產品的質量還要得到保障,勞動強度和危害程度也要保持在最低的狀態,就要合理的進行設計PLC控制系統,PLC是可編程邏輯控制器,那么就要遵循這幾個原則。

1.1 最大限度最合理的滿足被控對象的各項指標

想要合理的設計PLC控制系統,就要先對被控的對象有所了解,進入工廠,進行實地的考察,對它想要達到的指標進行最合理的分析設計。然后綜合考慮,擬定電氣控制方案,為之后的設計做好鋪墊。

1.2 控制系統要安全可靠

在電氣控制系統中,最重要的就是安全可靠性,如果安全可靠性沒有保障,那么在以后的使用應用中,不僅不能長期的投入生產,還能對人的生命健康帶來危害。所以必須把安全可靠性放在首要的位置上,這樣才能保障產品的數量和質量符合生產的標準。

1.3 系統最簡化

在滿足各項性能指標的前提下,使控制系統的結構最簡化,這樣可以方便操作,而且造價也比較低,在工廠的生產中也具有很強的使用性。簡單的結構在以后的使用和維護中也是比較容易。

1.4 留出適當的余地

工廠中的生產規模不是一成不變的,生產工藝也是在不斷改進的,因此在設計PLC系統的時候,要考慮到這點,要在設計中留有余地,這樣就要選擇有適當余量的PLC。

2 PLC控制系統的主要設計方法

2.1 設計任務的了解

在系統設計之前,要對被控制的對象進行深刻的了解,還要對生產中的工藝流程以及主要設備的性能進行熟悉,知道他們的工作原理,以此來確定想要設計的系統要完成的一些任務和性能。在設計過程中還要擬一份設計任務書,將設計中的一些設計要點和控制的方式寫入進去,便于之后的系統設計。

2.2 選擇合適的PLC

設計中選擇合適的PLC是很重要的,一般要考慮這幾個方面:(1)系統的控制目標。設計系統的時候要先明確系統的控制目標,在工廠中,主要的控制目標就是要保證生產的安全可靠性,使其能穩定的長期進行運作,還要保障產品的質量和數量,在不影響產品的質量的同時提高生產效率,還有就是改善信息管理。要根據需要選擇合適的PLC機型。(2)PLC的硬件性能。在進行PLC設計時要先對其的硬件有一定的了解,主要看的硬件就是CPU,它是PLC主要組成部分,只有CPU的能力強了PLC的能力才會好;指令系統,不同機型的PLC指令系統也是不相同的,這就要根據實際情況的應用來確定是什么指令,從而選擇出適合該指令的PLC;I/O系統,這是PLC系統設計中必須知道的參數;相應速度,在一般的情況下PLC的相應速度都是可以滿足現狀的,因為大部分PLC都是以數字量控制為主的控制系統,而對于少數含有模擬量的PLC控制系統來說,就必須的考慮響應速度了。除了以上的這幾個重要的硬件配置,還有一些其他的考慮的方面,例如說工程總投資、備品配件的統一性、技術支持等等。

2.3 PLC控制系統中硬件的相應設計

對于PLC控制系統中硬件的設計,其實就是指PLC外部設備的設計,主要的外部設備是輸入設備、執行元件、控制臺和柜、操作版面等。這些設計中我們要知道,每個設備都包含什么,都要具有什么樣的特點,然后根據需要進行合理的設計。

設備中I/O的地址分配,要根據用戶輸入和輸出設備的分析和整理進行制定的。對于I/O來說,在它的設備表中,應該具備I/O地址還有設備代號和名稱以及一些其他的信息,這樣才能根據各自的特點進行正確的安排,通常情況下都是相同型號的信號和相同的電壓等級安排在一起,以此確定施工的主要布局,最后繪制出I/0接線圖。

2.4 系統軟件的設計

控制系統軟件的設計就是利用梯形圖,來編寫主要的控制程序,我們通常采用的方法是經驗設計法和邏輯設計法。方法的使用要根據實際的情況來定。如果要設計控制系統規模比較大的系統時,可以將流程分成很多小步驟進行設計,設計中要注意,要確定每個步驟中的轉換條件和跳轉等功能,以便最后轉換成梯形圖時比較好操作。然而對于傳統的控制線路改造就方便的多,可以直接根據原系統中的控制線路圖,根據梯形圖的編程規則進行改造。用梯形圖編寫程序操作起來比較簡單,而且出錯率比較低,設計的周期也很短暫,因此在設計中總會應用到。

2.5 系統的運行

上面就是系統設計的基本步驟,步驟完成后,PLC控制系統有了一個大概的形體,我們這時可以進行模擬調試,在運行中,要保證硬件的正常運行,然后在這基礎上對軟件進行調試,來達到最好的效果。

3 可編程控制器控制系統的可靠性設計

3.1 從電路提高系統的可靠性

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關鍵詞 PLC；用途；特點；發展趨勢

中圖分類號TP39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）101-0214-02

可編程控制器自從問世至今，發展的非常迅速。19世紀中期日本開始了可編程控制器的生產，與此同時，歐洲的一些國家也開始生產可編程控制器。現階段全世界的絕大多數國家的一些少大型的電器廠商幾乎都在生產可編程控制器。可編程控制器作為當代電控裝置的主導，以作為一個獨立的工業設備列入生產當中。特別是20世紀80年代以來，隨著大規模集成電路和微型計算機技術的發展，以16位及32位微計算機為核心的PLC得到了迅速的發展，從而使得PLC再設計上、使用性能方面、以及價格方面都取得了很大的突破，在控制能力得到了很大的提高的同時，功耗以及體積也相對減少好多，性能得到了提升并且成本也得到了節約，而且隨著遠程i/o和通信網絡、數據處理以及圖像顯示等技術的發展，使PLC的應用領域不斷擴大。PLC已成為現代工業生產自動控制的一大支柱設備。

1 可編程控制器的用途

1）PLC一項最為基本的功能是開關量邏輯控制，用這一功能來取代繼電器邏輯控制；

2）運動控制PLC可以控制步進電動機、伺服電動機和交流變頻器，可以用于各種機械運動和位置的控制。使用于機床、裝配機械、機器人、電梯等；

3）閉環過程控制通過模擬量A/D和D/A轉換，PLC可以控制大量的物理參數，例如溫度、壓力、速度和流量等。PID（Proportional—Integral一Derivative）功能的提供使PLC具有閉環控制能力，可用于過程控制。廣泛地應用于塑料成型機、加熱爐、熱處理設備、鍋爐及輕化工、冶金、電力等行業；

4）數據處理PLC不僅能用于算術運算、數據傳送、查表等，還可以進行數據比較、數據轉換、數據通信、數據顯示及打印等，具有特別強大的數據處理的能力。數據處理能力應用的范圍一般都是大型的控制系統，例如無人柔性控制系統，過程控制系統等。

2 可編程控制器的特點

可用于控制及其復雜的設備、同時可以在特殊的環境里工作，并且可以長期連續的工作，這樣的特性使得PLC在結構以及性能方面，占據著強有力的優勢。

1）可靠性高，抗干擾能力強PLC采用了很多硬件和軟件的措施滿足“專為在工業環境下應用設計”的要求，主要包括光電隔離、模擬輸入濾波器、電磁屏蔽措施、冗余技術等。大量實踐表明，PLC系統在使用過程中發生故障，問題大都出在外部的開關、傳感器、及執行機構，并不是PLC自身出問題；

2）通用性強，擴展方便，系統組成靈活，現階段PLC產品已經發展得非常成熟了，并且配備功能齊全的I/O模塊、以及特殊的木模塊和相應配套的零部件以方便客戶自行組合，可以特別方便的組合可供不同控制需求的控制系統；

3）程序設計簡單、易學、易懂PLC的主要使用對象是廣大的電氣技術人員，其編程采用與繼電器控制原理圖非常相似的梯形圖（LadderDiagram）語言，工程人員學習、使用這種編程語言十分方便；

4）系統設計、開發周期短且方便，維護工作量小PLC硬件的模塊化設計大大縮短了應用系統設計所需的時間，進而加快了工程進度。鑒于PLC自身發生故障的幾率比較低，并且具備比較健全的自診斷以及顯示功能，利于快速排除故障；

5）對生產工藝改變適應性強，可進行柔性生產PLC實質上就是一種側重于I/O接口控制環節的工業用計算機，當生產工藝發生變化時，不必改變PLC硬件設備，只需改變PLC中的程序即可。

3 可編程控制器的發展趨勢

1）PLC向全過程控制滲透與發展。美國就有一家煉金企業采用一部PLC，進行煉金的全過程控制。所有的報警功能、PID調節功能和順序控制功能都由PLC完成。全部采用PLC控制方案比采用分散控制系統（DCS）加PLC的控制方案節省投資近50%，而且金的回收率由原設計的92%提高到96%；

2）PLC加強了通信功能為了滿足柔性制造單元（FMC）、柔性制造系統（FMS）和工廠自動化（FA）的要求，近年來對PLC的通信功能提出了更高的要求。最小點數的PLC也要求具備與上位PLC或計算機通信聯網的功能。現代化大生產要求將工業生產過程自動化和信息管理自動化結合起來。PLC作為實現生產過程自動化的控制器必須能與實現工廠信息管理自動化的上位計算機進行通訊，同時也要求PLC相互之間通訊聯網。目前，各公司生產的新一代PLC通訊功能比較強，但不同公司的PLC之間還無法通訊聯網。實現不同公司的PLC產品之間通訊聯網將是一個發展方向；

3）編程語言趨向標準化目前PLC普遍采用的編程語言——梯形圖，以其直觀、形象、簡單等特點為廣大用戶所熟悉和接受。但是，隨著PLC功能不斷增強，梯形圖以外的編程語言將不斷涌現。新一代的PLC除了采用梯形圖編制用戶程序之外，還廣泛采用順序控制的標準化語言SFC。另外，隨著計算機普及，PLC還將普遍采用與計算機兼容的BASIC語言、C語言以及匯編語言編制用戶程序。多種語言并存、互補并不斷走向標準化是今后PLC編程語言的發展趨勢。

4 結論

由于PLC所具有的獨特功能和對生產現場的廣泛適應性，故從PLC產生開始，就引起各工業發達國家的極大關注。各電氣控制制造商紛紛研制開發，新型PLC不斷涌現。隨著大規模集成電路、微處理器等計算機技術的發展，PLC的功能大大增強，有力地推動著PLC技術迅猛發展。

參考文獻

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篇7

關鍵詞：理實結合；因材施教；啟發式教學；多媒體技術；分層設計；仿真軟件

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）35-0046-02

《可編程控制器（PLC）》是高職高專機電一體化、電氣自動化、生產過程自動化等專業的一門重要的專業課，也是這類專業的學生就業必備的技能之一。本課程職業性、實用性較強，它對電氣相關專業其它課程起到前后支撐作用，對學生核心專業能力形成起到關鍵作用。電氣相關專業學生未來的就業崗位主要定位在維修電工、車間電氣技術員、工業自動化系統安裝調試工、工業自動化系統設計工程師助理、工業自動化系統維護技術員等崗位，這些崗位對學生掌握生產線中的常用設備PLC的知識能力要求較高。

因此，在教學過程中如何提高學生的學習興趣，增強學生的實用性技能以及如何能夠緊貼企業實際工作的要求，是我們在教堂過程中需要探索的問題。本文主要通過調研經濟發達地區PLC相關從業人員所需的技能水平，探討使得課堂教學環節、理論實踐環節中較為行之有效的教學方法。

1 人才需求現狀分析

PLC在近年來已經成為工業生產中的重要支柱，從市場規模推算目前PLC從業人員在各行業的分布大致如下：紡織21.04%、冶金14.56%、汽車11.94%、食品飲料10.56%、電子制造7.6%、化工6.96%、電廠5.16%、造紙4.04%、石油開采及冶煉3.86%、建材3.28%、市政3.04%、其他7.96%。 PLC應用從業人員從事現場維護的占一半以上；從事程序設計的占總體的20%；其后依次是從事銷售和系統設計的人員，分別占14%和13%。（數據來源：中國工控網《2005中國PLC市場研究報告》）。

根據以上調查報告可以看出，企業對PLC人才的需求的數量較大，而且在未來幾年內，需求量還需進一步增加。因此，無論從企業的實際需求出發，還是從目前職業教育的需求出發，都需要加大PLC課程改革的力度。在教學環節中，如何讓學生更加有效的增加PLC應用基礎的知識，能夠熟練的使用PLC進行程序的編寫、調試等工作，是高職類學校對PLC人才培養的關鍵目標所在。

2 職業教育現狀與缺點分析

隨著學校規模的擴大，學生人數的增加，職業教育中往往出現學生人數和教學資源不相匹配的情況，因此很多學校的PLC教學中存在以下問題。

2.1 教學班級人數較多，理實一體教學思路難以實施

雖然，近年來理實一體教學在職業教育中被廣泛的推崇，但是目前很多學校學生人數激增，而設備數量卻不能滿足理實一體教學的要求，導致實踐課的安排不足，學生動手能力較差。學生積極性下降，學習效率無法保證。

2.2 實訓課，無具體考核方式，不能夠貼近企業實際

由于教學班級人數較多，給實訓考核帶來一定的難度，實訓沒有具體的考核方式，效率不高。另外，實訓課程的開設多為模擬實驗，和企業的實際相差甚遠。使得大多數學生走出校門后發現所學課程和實際應用相差甚遠。

3 PLC課程教學改革與探索

3.1 解決學生人數和設備不匹配時的教學方案改革

對于學生人數較多，但設備數量有限的職業院校，可以采用大班教學理論課，小班教學實驗課的方式，這需要對課時計劃進行嚴格的修訂。每2次理論課的內容，由一次實踐課來進行鞏固。實驗課的考核以考高級工為目標，由于和考工考證掛鉤，學生的自主學習性會大大增加。

3.2 因材施教，分層教學的探討。

因為每門課講授都會受學生學習能力的限制而無法進行比較深的有難度的學習的教學，PLC課程中高速計數、高速脈沖、PID控制，模擬量控制等內容，在實際應用中很廣泛，但是因為這些部分比較難懂，在針對大多數同學的普及教學中，受課時限制這些內容很少涉及。對大多數學生來講，只要達到高級工要求就可。而少部分優秀的學生，可開設自修課程，對它們適當的開放實驗室，進行自主學習，最后嚴格考核，給予推薦好的工作，推薦為優秀畢業生，等待遇。

3.3 理論教學中的啟發式教學的探討

為了喚醒學生自信，提高學生在學習過程中的求知欲望，在教學過程中我們采用了啟發式的教學方法。這種教學方法通常采用提出問題、課堂互動討論、歸納解決方案、在實驗中驗證、得到結果并進行總結歸納等幾個步驟完成。

提出問題這個環節可以設計在一堂課的初期、中間、或者在課堂的最后留下疑問讓學生在課下繼續探索和思考。例如：在講授PLC的循環掃描工作方式時，針對學生編程過程中容易出現的雙線圈現象，可提出以下問題。

問題：如圖1所示，若給PLC的輸入端子I0.0和I0.1分別接按鈕SB1和SB2。Q0.0端子接指示燈，那么當SB1按下，而SB2松開時，指示燈是得電還是失電狀態？

針對此問題進行課堂互動環節，啟發學生根據所講的循環掃描的理論來分析可能產生的結果。將學生討論的結果歸納出來，如學生可能得出以下結論：①指示燈亮。因為SB1閉合指示燈亮。②指示燈先亮后滅。SB1閉合使它亮，SB2未閉合使他滅。③指示燈滅。由于循環掃描的集中輸出所致。

得到不同答案后，讓學生從實驗中得到第三種結論是正確的。然后分析產生這種結果的原因以及大家分析錯誤的原因，并告訴學生這樣的編程屬于雙線圈輸出是不允許的，接下來可以進一步讓學生提出解決方案，進行下一輪的課堂互動討論。實踐證明，這樣的啟發式教學方法極大的提高的學生的學習興趣。

3.4 利用多媒體技術，教學實驗箱等設備，現場演示軟件

中PLC程序的運行過程

PLC的編程是PLC學習過程中的重要環節，采用理論講解的方式，讓一些理解能力差的同學在接受知識的過程中產生了困難。為了解決這個問題，使得教學效果更好，利用多媒體視頻手段或者教學實驗箱等，在課堂教學的過程中將實驗效果搬入課堂。使學生直觀的看到軟元件的工作過程。

3.5 實踐教學中的探索

3.5.1 實訓環節教學資源的開發

初學者可以利用現有實驗臺做一些簡單的案例。經過一段時間的學習，則需要將實訓環節的案例和企業實際相聯系起來，因此作為教師應該經常去企業調研，可以添加一些企業實際中使用的較為簡單的案例，作為實踐環節的任務要求。

3.5.2 實訓環節采用分階段任務，分層完成的方法

傳統的單任務實訓，任務較為復雜，學生消化實訓任務時需要較長的時間，在此過程中學習程度較好的同學占主導作用，而學習程度較為差的同學通常處于等待狀態，在小組中無所事事。因此在實訓任務的設計方面，可以采用分層完成，全組參與的方法。將大的實訓任務分為幾個小的階段，而每個階段的設計題目采用由易到難安排。小組每完成一個階段，在通過答辯后，獲得相應的分數。答辯環節可以采用隨機抽取小組成員的方式，組員未通過則全組不能通過，這樣首先增加了學生實訓的壓力，適度的壓力是動力的源泉，讓學生有適度的緊迫感，能增加學習的效果。另外為了全組順利通過實訓，學習程度好的同學會自覺幫助學習程度差的同學完成實訓任務，在實訓中培養了學生的合作意識。

3.5.3 利用仿真軟件，增加學生學習渠道

實驗室的資源畢竟還是有限的，為了增強學生的課外繼續學習的能力，培養學生的興趣。在PLC教學中可以引入教學仿真軟件來增加學習的興趣。如三菱系列PLC的教學仿真軟件FX-TRN-BEG-C、采用了生動的動畫和編程相結合的方式，學生可以在沒有實際PLC的環境下，編寫小的程序，并仿真。它分為初級挑戰，中級挑戰，高級挑戰等幾個循序漸近的階段，讓學生在自己的電腦上就可以體驗到編程的無限樂趣。西門子S7-200的仿真軟件Simulation1.2，雖然沒有生動的畫面，但是通過開關和指示燈的演示，可以幫助初學者編寫小的程序并且進行驗證。

4 總 結

眾所周知，PLC已經成為現代工業中的三大支柱之一，在工業上起著至關重要的作用，作為以就業為導向的高職高專類學校，PLC已經成為電氣類專業的重要的專業課。因此如何在學校的學習中為學生提供一個良好的學習平臺，教給學生良好的學習方法，讓學生掌握PLC的調試，維護，編程的基本技能是PLC教學過程中需要長期探索的問題，我們將繼續不斷的探索，為培養適應社會發展的21世紀的新型綜合性人才而努力。

參考文獻：

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Abstract: Programmable Logic Controller is called PLC, and it has been classified with the robot, the computer-aided design as three big props of modern industry, and it is important labor of industrial automation. It has very strong practicality, comprehensive nature and utility. The author analyses PLC selection, program design, installation, commissioning, interference and fault diagnosis.

關鍵詞: PLC 選型;程序設計;安裝;調試;抗干擾;故障診斷

Key words: PLC selection;program design;installation;commissioning;interference;fault diagnosis

中圖分類號:TP23 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)07-0129-02

0引言

PLC是通過存放在存儲器內的程序實現控制功能的,要改變控制方式主要是改變程序,而PLC的軟件簡單易學,硬件連接簡單,工作可靠性高、抗干擾能力強,便于與其它網絡連接等諸多的優點使PLC很快的在邏輯控制、運動控制、過程控制等領域廣泛使用。因此,掌握PLC的使用有著非常重要的意義。

1PLC的選型

PLC的選擇可以從以下幾方面考慮:①選擇品牌。目前國內采用的西門子和三菱的較多,其市場占有量大,性能穩定可靠,軟件指令豐富,易于擴展等優點,被大部分用戶接受,美國的產品價格較高,國內產品市場占有量小等因素被采用的相對較少,應根據項目的預算和技術要求選擇合適的產品。②類型要合適。充分考慮輸入輸出信號的性質。如輸入信號電壓類型、等級、變化率,輸出端的負載特點,以此選擇配置相應機型和模塊。目前,PLC以開關量的控制為主,應選擇繼電器輸出型。③功能要適當。可選擇整體式或機架模塊式。如模塊式需選擇具有所需功能的PLC主機,根據需要還應選擇相應的模塊,如輸入輸出擴展模塊、模擬量模塊、高速計數模塊、通信模塊和人機界面單元等。④確定I/O點數。準確的統計出被控制設備對輸入輸出點數的總需要量。在實際統計出I/O點數的基礎上加15%～20%的備用量,以便今后調整和擴充。估算系統對PLC響應時間的要求。響應時間包括輸入、輸出濾波時間和掃描周期。盡量選擇掃描速度高的PLC。

2PLC的程序設計

PLC的控制系統是以程序形式來體現其控制功能的,因此,大量的工作將用在軟件設計上,即程序設計。目前,全世界有超過上百個PLC的生產廠家,市場占有量較大的有美國的A-B公司、通用公司,德國的西門子公司,日本的歐姆龍公司、三菱公司、日立公司和法國的施耐德公司等,而它們的編程語言和軟件大相徑庭,因此,應先學精一個公司的軟件,再和其它品牌的軟件比較學習,將事半功倍。就PLC的程序表達方式而言,基本有四種:梯形圖、指令表、邏輯功能圖和高級語言。采用最多的是梯形圖語言,它沿用了傳統的繼電接觸器接點、線圈、串并聯等術語和圖形符號,并且加入了很多高級指令,將微機的特點結合進去,形象而且直觀,易于熟悉繼電接觸控制系統的人員學習,成為PLC第一用戶語言。設計過程應注重以下步驟:①全面了解被控系統的必須任務,需完成的動作及動作順序。這往往都是由生產工藝和設備的實際需要提出的目標。②進行I/ O分配(輸入輸出分配)。確定哪些設備的信號送入PLC,如啟動按鈕、停止按鈕、行程開關、熱繼電器輔助觸點、檢測設備獲得的模擬量等;哪些設備是接收來自PLC信號的,如接觸器線圈,燈泡、變頻器、控制電機、執行裝置等。確定了設備的輸入輸出后,需要列寫出這些輸入輸出設備所對應的實際物理地址,比如I0.0連接啟動按鈕,Q0.3連接接觸器線圈。③根據分配好的物理端口的標號進行軟件編程,畫出梯形圖。盡量利用PLC內部功能軟元件,減少硬件投入,降低成本;一般應獨立每一路輸出,便于控制和檢查;輸出若為正/反向控制的負載,不僅要從PLC內部程序上聯鎖,還要在PLC外部采取硬件措施,使系統更安全。梯形圖應按照正確的順序要求完成全部功能。④用計算機或手操器將軟件送入PLC器件內部。⑤安裝硬件。⑥現場調試。一般應先斷開輸出設備,連接輸入設備,待運行一遍,確定輸出指示燈的通斷和預先設計的動作順序完全一致后方可連接輸出設備進行調試。

3硬件的安裝

3.1 電源的連接PLC通常用單相交流電源或24V直流電源供電。接線時,要分清接線端子上“N”端“零線”和“接地”端。PLC的供電線路要與其他大功率用電設備或會產生強干擾的設備分開。PLC應遠離強干擾源。電源一般用帶屏蔽層的隔離變壓器供電,在有較強干擾源的環境中使用時,應將屏蔽層和PLC浮動端子接地,而接地線截面積不能小于2 mm2,接地電阻小于100Ω。

3.2 接地線的連接。PLC應接專用的地線,接地點應與其他動力設備的接地點分開,禁止與其他設備串聯接地及通過水管、避雷線接地。

3.3 RUN端子的接線。在RUN端和COM間接入一個銨鈕或開關,可以控制PLC進入運行狀態,執行控制程序。如果按鈕或開關斷開,則PLC停止運行。

3.4 緊急停止線路應不受PLC控制,一般可以將緊急停止開關設在輸出端口的COM端。

3.5 輸入輸出的連接控制系統有手動和自動的工作方式,可以把手動信號和自動信號疊加起來,按不同控制狀態分成兩組輸入PLC。多重指令控制一個任務時,可先在PLC外部將它們并聯后再接入一個輸入點。PLC輸出電路中沒有保護,應在外部電路中串聯熔斷器等保護裝置。有時,輸出端多個相同小負載同步工作時也可將其并聯接占用同一輸出端子,節省輸出端口(此方法慎用)。一臺PLC驅動多個額定電壓不同的負載時,應保證負載獲得額定值,必須使不同負載用不同的COM端口。

4PLC的調試

將編制好的程序寫入PLC中,先不帶負載模擬工況運行,通過輸入輸出信號指示燈觀察各輸入輸出信號之間的變化關系是否符合控制要求,發現問題及時修改程序,直到滿足工藝流程的要求。在模擬調試成功后,將輸出端的負載接入現場實際控制系統中進行再次調試,直至完全正常。

5提高PLC控制系統的抗干擾措施

5.1 工作環境安裝PLC應避開大的熱源,要有足夠大的散熱空間和通風條件。PLC的安裝應避開強的振動源。盡量避免陽光直射、油霧、雨淋等;避免導電性雜物進入控制器。

5.2 輸入信號抗干擾的方法當輸入端有感性元件時,為防止感應電動勢損壞模塊,應在輸入端并接RC吸收電路(交流輸入信號)或并接續流二極管(直流輸入信號)。

5.3 輸出信號抗干擾的措施在PLC的輸出端接有感性負載時,輸出信號由OFF變為ON時,會產生突變電流;從ON變為OFF時,會產生反向感應電勢。為防止干擾信號的影響,應在輸出端,聯RC吸收電路(交流負載)或并接續流二極管(直流負載)。

6PLC的故障診斷

PLC本身具有自診斷功能,從PLC面板上指示燈的狀態可以判斷PLC系統的運行情況,通過更換單元或模塊可以迅速排除故障。

6.1 POWER:電源指示當PLC的電源接通,該指示燈亮。該燈不亮說明電源不通。

6.2 RUN:運行指示當PLC基本單元的PLC端與COM端之間開關閉合或面板上RUN開關合上時,PLC即處于運行狀態,RUN指示燈亮。若此燈不亮,說明基本單元出了故障。

6.3 BATT:機內鋰電池電壓指示該指示燈亮說明鋰電池電壓不足,應該更換。

6.4 PROG.E(CPU.E):程序出錯指示。該指示燈閃爍說明出現程序語法錯誤,鋰電池電壓不足,定時器或計數器未設置常數,程序執行時間超出允許時間等問題。

6.5 輸入或輸出指示:PLC有正常輸入時,對應輸入點的指示燈亮若PLC有輸出且輸出繼電器動作,則對應輸出點的指示燈亮。若輸入指示燈不亮,應檢查硬件連接是否有斷路。在輸出回路中,由于短路或其它原因造成PLC輸出點在內部粘滯,只需將其接線換至空接線點上,同時修改相應程序。

7結束語

綜上所述,通過學通一種PLC就一通百通,應用自如顯然不太可能,學習過程必須注意幾大流派的代表作品,舉一反三、觸類旁通,通過從軟件編程到硬件的安裝、調試、維護、檢修等一條完整的過程,不斷積累經驗才能提高PLC的使用技巧。

參考文獻:

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[2]孫同景.PLC 原理及工程應用[M].機械工業出版社.

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【關鍵詞】可編程控制器 智能控制 編程方法

1 前言

可編程控制器（PLC）在我國工業方面的應用越來越廣泛，尤其是德國西門子系列的PLC在我國可編程控制器使用方面占了相當大的比重。通過西門子S7-200編程方法的學習，可以解決部分工業智能控制的問題。

2 S7-200編程方法

2.1 S7-200的程序結構

S7-200分為線性結構和分塊結構兩種形式的程序結構。也可以叫做線性程序設計和分塊程序設計。

2.1.1 線性程序設計

當程序中有多個需要控制的任務時，該設計方法就是把這些任務根據工程需要編寫在主程序（0B1）中。下面我們可以舉一個例子說明一下，假設在一個控制工程之中包含四個需要控制的任務，分別為任A、B、C和D。那么線性程序設計即在一個主程序中我們將這4個控制程序根據要求編寫進去。這種方法對于相對而言容易的并且規模較為短小的程序會有很好的效果，讀起來會比較容易，而那些較為復雜的，分支多的程序則不適用。

2.1.2 分塊程序設計

這種方法相對于上面的方法就能很好的處理復雜程序的問題了，它將總的工程分為許多個小而且簡單的控制任務。這些小而且簡單的控制任務也就是一個個子程序塊。而最終通過調用的形式，主程序將這些子程序整合在了一起，這樣就形成了一個完整的復雜的大程序。

當控制工程比較復雜，且分支較多的情況下，應用分塊程序設計控制任務就更加便捷靈活了。在實際工程應用中更加廣泛。而這每一個小任務塊我們可以選擇比較簡單的線性程序方法，這樣兩者相結合使用會使得程序的編制更加便捷。

2.2 S7-200的編程方法

經過上面的介紹，對PLC的程序結構有了初步的了解，下面對于編制PLC控制程序的方法進行簡單介紹。其編程的方法較多，常見的包括以下幾種。

（1）圖解法編程

顧名思義該方法是靠畫圖來編寫PLC程序的。圖解法編程又可以分為梯形圖法、邏輯流程圖法、時序流程圖法和步進順控法。

（2）經驗法編程

該方法是運用與自己工藝比較接近的程序，再根據實際的工程需要，對該相近的程序進行逐一修改，滿足實際的工程需要。而這種經驗法編程需要編程者具有很多的經驗。

（3）計算機輔助設計編程

該方法在編制PLC程序時是把PLC編程軟件與計算機聯通，并在計算機上進行程序設計、離線或在線編程、離線仿真和在線調試等工作。S7-200的系列編程專用軟件“STEP 7-Micro/WIN 32”3.0支持Windows95，Windows98和WindowsNT使用環境。

2.3 S7-200的編程步驟

前面我們對程序結構和編程序方法有了一個大概的了解，下面我們就來對PLC程序的編寫上進行學習。PLC程序的編寫與計算機是類似的，包括以下幾個步驟。

（1）對系統任務分塊

為了便于編程，我們通常會把較為復雜的、繁重的的問題簡化成幾個簡單的、小的問題。這樣對于一個復雜的工程來說，就可以把它化為幾個相對原系統而言簡單的小任務了。

（2）編制控制系統的邏輯關系圖

在邏輯關系圖中能夠看出某個邏輯關系的結果，并且可以得出這個結果應該導出的一些動作。而整個的控制活動進行的順序可以作為這個系統的邏輯關系。

（3）繪制各種電路圖

在編制PLC的程序時很重要的一步就是繪制電路。繪制PLC的輸入電路時要考慮以下幾點：其一信號的連接點要與命名保持一致；其二輸入端的電壓和電流要適當的選取；其三要保證在特殊條件下系統能夠可靠與穩定的運行；其四對于當高壓引入到PLC的輸入端時，會不會對PLC造成較大傷害也是需要考慮的問題。繪制PLC的輸出電路時，同樣的我們也要做到以下幾點要求：其一輸出信號的連接點要與命名保持一致；其二要保證PLC輸出模塊的帶負載能力和耐電壓能力；其三電源的輸出功率和極性問題。

（4）編制PLC程序并進行模擬調試

編制程序時在保證了正確、可靠的情況下，如果能夠經過改進，使程序具有簡捷、省時、便于閱讀、便于修改的優點就是最好的結果了。在編寫任何一個程序塊時，要對其進行模擬實驗，進行問題查找，如果有錯誤即可及時的進行修改。

（5）現場調試

任何程序的設計都要經過現場調試的環節，因為只有經過現場調試的系統才能最終投入現場使用。現場調試過程中可以發現控制回路和控制程序不符合系統所要求的地方或者二者存在矛盾的地方。

（6）編寫技術文件并現場試運行

這是最后的一個步驟，經過以上的步驟，我們基本確定了系統的控制電路和控制程序，也即整個系統的軟硬件都有了。這時我們要對電路圖、PLC程序、使用說明及幫助文件等技術文件進行整理。

3 小結

在編程時首先是要根據整個工藝來進行任務的分塊，然后正確的運用指令，編寫好每一個子程序塊，之后就可以進行單元調試的環節了，這里包括了軟硬件聯調與系統總調，還有對程序不滿足工程要求的地方進行修改這三部分。最后經過一段時間的實驗運行，如果沒有問題后就可以投入實際的運行了。

參考文獻

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[2]廖常初.大中型PLC應用教程「M].北京：機械工業出版社，2007.

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【關鍵詞】可編程控制器原理，一體化教學，項目

一、一體化教學

隨著社會發展，現代信息技術更替日新月異，對在校人才培養也提出了更高新的要求。一體化教學，就是理論實踐相結合，教學一體化的模式。它具有兩大特點，一是突出職業技能訓練的主導地位。圍繞職業技能訓練要求，確定理論教學內容和要求，設置教學環節和進度，理論教學完全服務于職業技能訓練。二是理論教學與職業技能訓練相結合。注重感知、操作，強調學生學習的主體性。這種一體化教學模式能很好解決理論教學和實踐教學脫節問題，減少理論課及理論與實操課之間知識的重復，增強教學直觀性，充分體現學生主體參與作用，有助于提高教學質量和高技能人才培養。

二、可編程控制器原理課程一體化教學綜述

它是一門集計算機技術、自動控制技術、通訊技術等多位為一體的課程，在社會生活中具有廣泛應用。目前可編程控制器原理課程教學重在知識傳授，若學生綜合素質不高，難以適應社會發展。迫切需要我們轉變教學思路，從傳統教學觀念中跳出來，轉向培養學生實踐能力。

把一體化教學應用于可編程控制器原理課程正是基于這樣一種教學理念，它打破傳統理論教學實踐教學雙線模式，將理論與實踐結合，遵循學習的規律，引導學生在“理論實踐理論”循環學習中，將教師從教書匠解放出來，將學生從被動學習中解放出來，突出學生學習主體地位，激發學生學習潛能。把一體化教學應用于此理念以項目為主線，教師將教學目標與任務滲透在項目情境中，使學生在項目情境中邊做邊學，發揮學生主動性。可以運用多項目推進，營造多個項目情境，使學生有選擇空間，激發學生參與積極性。

三、把一體化教學應用于可編程控制器原理課程教學實施

1、優化整合教材，精心設計項目

優化整合教材。可編程控制器原理課程一體化教學實施的載體是教材，目前此課程教學實行的是理論與實踐教學雙線模式，因此必須要對現有教材資源進行優化整合，根據一體化教學具體操作，合理優化整合理論與實踐教材。

精心設計項目。項目是推進可編程控制器原理課程一體化教學的主要，因此，精心設計項目是關鍵，重點處理好下列幾個環節：立項、整合、推進等。立項是指根據一體化教學目標選擇合理的項目載體，創設良好的項目情境；整合是指將理論教學與實踐教學有機整合在項目中，在教學做中實現學生理論素養與能力的提升；推進是指充分考慮好項目的具體可操作性，突破原有教材序列，突出項目主線。

2、優化教學程序，有序有效推進

一體化教學很大程度上依賴于教學做的有序推進，在實際操作中，教師要注意優化教學程序，合理選擇教學方法，力求使教學做融為一個有機整體。

教學程序有序化。一體化教學要充分尊重教學的一般規律，由感性理性感性的推進思路。教學初期，要借助生活實例，幫助學生建立感性思維，刺激學生學習愿望。教學方法多元化。一體化教學推進的實效性與教師的教學方法直接相關，要盡量選擇直觀形象的教學手段，突破常規教學，力求使教學方法多元化，避免單一教學帶來的學習疲勞。

3、學生分化組合，實現優勢互補

可編程控制器原理課程一體化教學不是以單個學生推進的，它需要對學生進行合理的分化組合，使不同學習層次的學生優勢互補，發揮每一位學生的主動性，也使學生在一體化教學中得到提升。合理分組。在可編程控制器原理課程一體化教學實施過程中，要根據教學目標，對學生優化組合，充分考慮每一位學生的學情，包括其知識基礎、實踐能力、學習興趣、組織能力等，按照其實際情況，同時兼顧學生組合的自主意愿。分組的過程中確保各個小組的均衡性，才能推動教學，展開小組間競爭學習；分組情況不是一成不變的，要根據學生的成長以及一體化教學的需要，進行微調或者進行動態組合，提升小組學習的活力。分層教學。學生分組時，除了考慮有利于推進可編程控制器原理課程一體化教學，還有一個重要的目的：分層教學。“分層教學法充分體現因材施教、主體參與、分層優化、分類指導、整體推進的教學原則，學生可以各盡其能，各有所獲”，尊重學生學習上存在的差異是基本的教學思想，教師要根據學生實際，尤其是課程知識基礎、基本技能、思維能力等，對學生進行合理分層。在實施過程中，要注意保護學生學習的自信心，在教學設計中滲透分層教學的思想，盡量選取隱性分層教學方式，從而滿足不同層次學生的需求。

四、結語

把一體化教學應用于可編程控制器原理課程立足于理論，著眼于提升學生實踐應用能力，突出學生在學習中的主體地位，將理論與實踐融為一體，在教學中，培養學生發現、分析、解決問題的實際能力。可編程控制器原理課程一體化教學必將有助于提升課程教學效率和學生專業素質與綜合能力，提升學生崗位競爭能力。同時，我們要認識到一體化教學推進過程中的一些問題：操作難度提升、教學模式不成熟、教師牽涉的精力多、教學程序具有動態性等，這都需要我們在教學實踐中加強探究意識，為學生的可持續發展奠定堅實的基礎。

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