可編程序控制器及其應用

陜西航天職工大學 王紅珠

1.引言

可編程控制器是在順序控制器的基礎上發展起來的新型控制器，代替繼電器接觸器控制系統進行邏輯控制，是一種以微處理器為核心用作數字控制的專用全功能計算機，是現代自動化的三大支柱之一。

2.可編程控制器的結構

可分為外部和內部結構。從外形上看有模塊式和整體式兩種，模塊式用于小中型PLC，整體式用于大型PLC。它的內部屬于典型的計算機結構，由中央處理單元、存儲器、輸入接口電路、輸出接口電路、電源和編程器等部分組成。

3.可編程控制器的工作原理

先對各個輸入端進行采樣掃描，把掃描的結果存入輸入狀態寄存器中，然后由CPU從存儲器中逐條讀取指令并執行該指令，將結果送入輸出狀態寄存器，等所有指令執行完成后，最后將輸出狀態寄存器的內容送至輸出端，以便驅動線圈，就這樣完成一次循環，周而復始采用循環掃描的工作方式，每次掃描所用的時間為一個掃描周期，只有十到幾十毫秒。

4.可編程序控制的編程語言

常用的編程語言有梯形圖、指令語句表、順序功能圖、邏輯功能圖、高級編程語言五種。梯形圖編程語言類似于繼電器接觸器控制系統，邏輯關系很明顯，形象直觀；指令語句表編程語言鍵入方便；順序功能圖類似于計算機編程的流程圖；邏輯功能圖類似于數字電子技術中的邏輯電路圖；高級編程語言是用一些專用的計算機編程語言，如PASCAL語言來編程的。目前，各種類型的可編程序控制器基本上都能同時使用梯形圖和指令語句表，雖然不同廠家生產的可編程序控制器有所差異，使用的符號、配置功能不一樣，但編程原理和方法都是相同的。

圖1

圖2

圖3

5.可編程序控制器在立體車庫中的應用

立體車庫主要是停放車輛，根據其構造不同可分為垂直升降式、升降橫移式、簡易升降式等立體車庫，可停放多達數十輛以上至千輛之多的車輛，適合于建在中心商業區、住宅小區、車站、碼頭等地方。升降橫移式立體停車庫是通過升降或者橫移載車板存取車輛的，主要由框架、載車板、傳動、控制系統和安全防護措施幾部分組成，框架一般采用鋼結構，用來支撐車庫的；載車板主要是承載庫存車輛，其上的搬運器由四根鋼絲繩和框架連接，可以做升降運動，橫移電動機可以帶動載車板整體做橫移運動；傳動系統是整個車庫系統的核心部分，分為升降和橫移兩種傳動系統；控制系統采用可編程序控制器實現升降和橫移的具體動作；安全防護措施是保障車庫的安全，一般有超限、阻車、防墜、警示等裝置和車長檢測、緊急停止開關。圖1所示為3層10車位升降橫移式立體停車庫的工作原理圖，每個車位單獨配有載車板，中間層和地面層每層都有一個空位，頂層沒有空位，空位是無載車板的空間，為車位升降提供通道。1-3為空車位，是沒有存放車輛的車位，存放在1層的1-1、1-2、1-3車位的車輛可以直接存取，其載車板只做橫移運動，不做升降運動；2層的2-1、2-2、2-3車位的載車板既可以做橫移運動，也可以做升降運動；3層的3-1、3-2、3-3、3-4車位的載車板只做升降運動，不做橫移運動。

立體車庫的控制柜部分由按鍵顯示板、PLC接口板、電氣控制板三部分組成。按鍵顯示板是控制系統的操作界面，設有車位選擇、啟/停、急停、復位、自動/手動切換等控制按鈕。為了判斷載車板上是否存有車輛，在每個載車板上應安裝檢測車輛有無的傳感器；為了保證載車板是否運動到指定位置，在相應的車位上安裝檢測載車板是否升降或橫移到位的限位開關；為了防止車輛進出庫時與載車板的運動沖突，在車庫的入口處安裝檢測車輛進出庫檢測裝置。載車板的升降和橫移運動分別由升降、橫移兩個電動機的正反轉控制；通過指示燈的顏色顯示載車板上是否有車輛，若綠燈亮則表示無車輛，若紅燈亮則表示有車輛或人員進出庫；防墜裝置是通過載車板上的四個凹槽對車輛進行固定防墜。通過上述對控制系統的輸入、輸出分析，基本可以確定需要30個輸入和26個輸出。輸入為10個漫反射型光電開關、11個上/下限開關、8個左/右限開關、1個鏡面反射型光電開關；輸出為7個升降電機的正反轉和6個橫移電機的正反轉。從車庫中取車時，底層車位不需要移動其載車板，可以直接進出車；頂層進出車，先要判斷其對應的下方位置是否為空，若不為空就要進行相應的橫移處理，直至下方為空才可進行下降動作，進出車完成后再上升回到初始位置。其運動的原則為升降復位，橫移不復位。以圖1所示中3-2號車出庫操作，來分析取車操作，取車時，車盤下降條件如圖2所示。

根據上面3-2號車出庫操作編寫的PLC程序（梯形圖）如圖3所示，共分為6個程序段。

6.結束語

可編程序控制器不僅可以應用在立體車庫上，還可以應用在好多領域：數控機床、自動售貨機、彩燈交替控制、密碼鎖、定時報時器等等。因此，只要是需要控制的地方，都可以用可編程序控制器實現。

[1]郁漢琪.機床電氣控制技術[M].北京:高教出版社,2010.

[2]郁漢琪,等.可編程序控制器原理及其應用[M].北京:中國電力出版社,2004.