PLC控制替代繼電器控制在設備中的應用

摘 要：當今企業使用的設備中，大部分機械設備仍然以傳統繼電器控制為主，運用繼電器觸點通斷的邏輯組合實現自動控制，此類線路復雜，通斷點多長期使用后觸點容易損壞，且其中任何一個繼電器中的一對觸點不良，都有可能影響整個系統的正常運行；綜合設備的運行狀況，改造成本等問題，進行了可編程序控制器（PLC）對設備改造的應用研究，并對造中的一些細節問題進行探討。

關鍵詞：PLC；繼電器；設備改造

一、PLC有以下幾個顯著特點

1.電氣設備控制的關鍵是可靠性要高，PLC采用現代集成電器技術，采用嚴格的生產制造，內部電路采取了先進的抗干擾技術，能適應很強的電噪聲、電磁干擾、機械振動、極高溫度和濕度的工業環境，具有很高的可靠性。從PLC的外部電路來說，各同等規模的繼電器控制系統相比，電氣接線及開關接點已減少數百分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，可及時發現故障發出警報信息。在應用中還可編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統中除PLC以外的線路也獲得故障自診斷功能，也就使整個系統有了極高的可靠性。

2.配套齊全，功能完善，適用性強

現在PLC已形成了大、中、小各種規模的系列化產品，除了邏輯處理功能外，PLC大多具有完善的數據運算能力，可用于各種數字控制領域。PLC除具有基本邏輯控制、定時、計數、算術運算等功能外，配上特殊的功能模塊還可實現位控制、PID運算、過程控制、數字控制等功能。PLC可連接成為功能很強的網絡系統，低速網絡的傳輸距離達500至2500米，高速網絡的傳輸距離為500至1000米，網上結點可達1024個，并且高速網絡和低速網絡可以級連，兼容性好。近年來PLC功能單元大量涌現，使PLC滲透到了位置控制，溫度控制，CNC等各種控制中。

3.系統的設計建造工作量小、維護方便、容易改造、易學易用

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，更重要的是使用同一設備經過改變程序改變生產過程成為可能，它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受，它采用一種面向控制過程的梯形圖語言。

4.體積小、重量輕、能耗低

PLC安裝簡單，其相對小的體積是只安裝在通常繼電氣控制箱所需空間的一般地方。再從繼電器控制系統改造到PLC系統的情況下，PLC小的模塊結構能安裝在繼電器箱附近并將連接向已有接線端，而且該換方便，只要將PLC的輸入/輸出端子連向已有的接線端子即可。

二、繼電器改PLC控制步驟流程

1.原設備電器工作原理，根據生產工藝分析控制要求，如要完成的順序動作、動作時間、連慣性及安全防護等；操作方式：如手動、自動、連續、調機等，根據控制要求確定控制方案，根據系統方案和工藝要求確定系統運行方式。

2.了解系統改造要求，用可編程序控制器（PLC）替換原繼電器控制電路，盡可能使用系統中的可用元件，在滿足控制要求的情況下，盡可能采用便宜的PLC，根據被改造設備要求，確定PLC的輸入、輸出點數，以備添加功能時使用。

3.正確選擇PLC對保證整個控制系統的技術經濟指標起著重要作用，選擇PLC應包括機型選擇，容量選擇，I/O模塊選擇，電源模塊選擇等。

4.設計控制程序，控制程序是整個系統工作的軟件，是保證系統正常、可靠、安全的關鍵，因此控制系統的程序要經過反復調試，修改，直到滿足要求為止。如果滿足不了要求，要仔細檢查線路和修改程序，直到滿足設備生產要求為止。

以超小型PLC為例，最新出產的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數瓦，超小的體積是使它成為機電一體化的理想控制設備。

根據需要輸入點數11點，輸出點數6點，可選用一臺微型機，結合成本、容量、I/O及電源等，選用了三菱型機，它有輸入點14、繼電器輸出10點，并帶有DC24V電源輸入模塊。在本機改造中，PLC的輸入、輸出點數既能滿足需要還留有一定余量以做備用；而自帶DC24V電源更是一大優點；安全而且受外界電磁干擾小，信號比較穩定。

最重要的是程序設定，一套好程序需要反復論證，裝機后反復試機直到安全而又能圓滿完成生產任務為止。.

選用PLC還應考慮以下幾點：

1.基本原則是需要什么功能，就選其功能的PLC，同時還要考慮維修備件的通用性及今后設備的改進和發展，另外，根據需要選擇相應的模塊，例如：開關量的輸入與輸出模塊，模擬量的輸入與輸出模塊，網絡連接模塊等。

2.對同一型號的整體式PLC，除按點數分成許多檔以外，配以不同點數的I/O擴展單元，來滿足對輸入輸出點數的不同要求，對于一個被控的設備，所用的輸入輸出點數不會發生變化，但考慮到設備的改造或輸入輸出點數的損壞，一般應保留1/8的余量。

3.要注意輸入、出信號性質、參數和特性要求等，輸入信號的電壓等級和變化頻率，信號源是電壓輸出型還是電流輸出型；輸出端點的負載特點，據此來選擇和配置合適輸入輸出信號特點和要求的輸入輸出模塊。

4.PLC使用一般不要特殊措施，但是如果環境過于惡劣，電磁干擾特別強烈，或安裝不當，有可能使PLC接收到錯誤信號，造成誤動作，或是PLC內部數據丟，嚴重時會使系統失控。在系統設計時，應采取相應的可靠措施，以消除或減少干擾影響，保證系統的正長運行。

5.通常PLC的程序儲存器以字或步為單位，如K字、快步等，這里PLC程序的單位“步”是由一個構成的，既每個程序步占一個儲存器單元。

可編程序控制器PLC是微機技術與系統繼電器控制技術相結合產物，它克服了繼電器控制系統中的機械觸點的接線復雜，可靠性低，功耗高，通用性和靈活性差的缺點，充分利用了微處理器的優點，用戶在購到所需PLC后，只需按說明書提示，做好程序編制，做少量的接線，就可以將PLC用于傳統繼電器控制改造設備中去。

參考文獻

[1]李道林.電氣控制與PLC原理及應用

[2]《可變程序控制器及其應用》.中國勞動社會保障出版社，2007年

（作者單位：日照市技師學院電氣技術系）