可編程控制器在電氣控制中的應用

孫振營

可編程控制器是一種通用的控制器，可以通過計算機編程將所編程序鍵入中央處理單元，使用己定的程序實現對設備的自動控制。現階段，可編程控制器結合了機械、通信、自動化控制以及計算機等方面的技術對設備進行自動化的控制，這在自動化行業中己經成為了一門專門的具有超高競爭力的學科。微處理器的芯片價格隨著科技的發展而降低，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和應用與人們生產和生活越來越接近，現在的可編程控制器在工廠、學校，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，它是現代化工業生產中的通用控制器，在該系統運行過程中主要是以電子計算機自身的微處理功能為基礎，以實現對相關機械設備運行的計算、控制以及定時等操作，滿足生產等對其運行的基本要求。在最初階段，PLC系統主要以邏輯運算、順序控制以及計算等基本功能為主、隨著電子科學技術的不斷進步，PLC系統正逐漸朝功能全面性方面發展，并在更為廣泛的領域得到了進一步的應用，如家庭自動化、商業領域以及公共事業等領域方面的應用，為社會自動化發展提供了一定的動力。

電源、中央處理單元、存儲器、輸入輸出的接口電路、功能模塊以及通信模塊等構成了可編程控制器。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，將這些輸入狀態和數據的存入I/O映像Ix中的相應單元中，之后再進入用戶程序執行階段，按照我們熟知的梯形圖形進行掃描工作，結束后進入到輸出刷新階段，中央處理單元根據映像Ix中對應的狀態和數據刷新所有的輸出鎖存電路，再通過電路控制相應的外部設備。可編程控制器具有編程方式簡單迅速、操作以及安裝維修簡單、工作穩定而且使用壽命較長以及投資低且對當前作業沒有什么影響等特點，對于這些特點，是傳統的控制所不能達到的。

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器以及中央處理器和輸入輸出接口電路的方面發生作用，發揮著控制和通信的功能。可編程控制器主要通過掃描接收到的用戶所需信息進行編程，之后將用戶所需的數據進行輸入，并連接到數據，隨后存入I/O所控制的映相Ix中進行具體的的操作，再將用戶需要的功能進行處理執行

（二）電氣控制這種存在的影響分析

電氣設備出現故障一般可以根據它的表現情況分為兩種類型。第一種是因為功能性控制不足而產生的電氣設備不能正常的進行工作；第二種是因為非功能性的故障二產生的控制失調情況。兩種故障因為具體產生的原因不同，所以要分析具體的情況，再給出相應的對待方式。一旦電氣設備發生了問題，一定不要忽視問題的出現，如果不加以重視，及時解決的話很容易導致更深一步的問題產生，從而加大損失。所以說，在出現問題的情況下，一定要具體分析產生的原因，再提出相應的措施及時解決問題，一定要做到具體問題具體分析，針對不同的原因制定不同的解決措施。

三、以大米包裝輸送自動生產線中可編程控制器的應用

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

（一）可編程控制器及其擴展模塊

綜合考慮下，根據PLC的存儲器容量、I/O口數量、經濟實用性等各方面因素，本系統的PLC將全部采用西門子S7-200系列CPU226 AC/DC/DC型，該PLC技術規格如下（表1）：

為了滿足該系統的控制要求，將選用以下擴展模塊：

西門子EM221模塊，數字量輸入端口16個；

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，實現PLC的遠程組態、編程和診斷。

本系統所選用的西門子PLC只有兩個串口，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擴展模塊，可與昆侖通態的觸摸屏實現連接。

（二）傳感器

傳感器能夠實現對輸送機的檢測和控制，根據其現場的控制環境，本系統將采用以下傳感器的型號：產品計數模塊將采用OMRON E3S-BT61對射型光電傳感器；堵包報警和防碰撞系統將采用OMRON E3S-BT21對射型光電傳感器；皮帶跑偏將采用新力GEJ15/30（D）型二級報警傳感器；電流變送器將采用誠信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

傳統的工業通信模式都是采用有線通信方式，但由于本系統的碼垛機會一直處于移動狀態，電氣線路將采用滑導線或者拖纜，如果PLC的主從之間的通信也采用這種方式的話，將可能出現通信不順暢以及維護難等情況。所以，基于以上問題，根據現場實際情況，本系統的PLC主從之間的通信將采用無線通信方式。

本系統將由兩個無線通訊模塊組成，型號是KYL-1020L，通信系統的工作電壓為DC 5V，工作電流需小于600mA，遠程控制距離可以超過600m。該無線通訊模塊具有以下特點：

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

多種可選的通訊接口：RS-485；

8個通訊信道，傳輸數率：1200 bps、2400 bps、4800 bps、9600 bps、19200 bps、38400bps；

數據格式：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用

（一）加強電氣控制的功能

在實際的操作中，可編程控制器存儲著基本信息，設備的控制改進工作中要實地進行測試，在短時間內找出有效的改進方法，提高控制功能。只有不斷的實地考察，刁一能及時準確地解決可編程控制器中不足之處，及時診斷出設備中出現的問題，并徹底分析出現的原因，爭取在接下來的工作中不會出現類似的問題。

（二）對電氣工程要定期檢修

對設備中不經常出展現問題的部位也要加強檢查工作，不能漏下一個可能出現問題的部位。并且，想要做好電氣的檢修工作，就要全方面的對可編程控制器中的各個環節進行檢查，仔細的檢查侮一個部位，全面做好預防準備工作，防比出現一些不必要的問題在電氣設備的購買階段，一定要研讀產品的特點，所購設備一定要符合工程的要求。在電氣設備上更要做好更新和改進，避免出現一些因為設備陳舊而給人們生活帶來卜大負面影響的問題出現。

五、結語

經濟社會的向前發展，使得電氣設備也獲得了很大程度的提高，在生活中電氣設備的使用越來越頻繁，同時，在使用的過程中也出現了很多問題。在電氣設備的的更新各發展中，提高了設備的質量和性能，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，可編程控制器的應用，分析了可編程控制器的工作原理和特點、以及在電氣控制總的具體應用，并針對在電氣設備方面出現的問題進行調查研究，結合電氣設備檢修的管理，給相關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。

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