电工技师plc论文5000

维修电工技师论文摘 要 ：在 传 统 的 接 触 器 控 制 电 路 中 往 往 因 为 电 器 元 件 过 多 ，使 设 备 运 行 可 靠 性 下 降 ， 维 护 人 员 工 作 量 增 加 、 维 修 费 用 上 升 ， 本 文 使 用 了 PLC 可 编 程 控 制 器 代 替 传 统 的 接 触 器 控 制 ，并 阐 述 了 中 央 空 调 系 统 的 运 行 及 保护要求。 关 键 词 ： PLC、 梯 形 图 、 中 央 空 调 。 PLC 在 中 央 空 调 控 制 系 统 中 的 应 用前言随着我国经济的不断发展，社会高度信息化，新的高科技技术不断应用到 各 个 方 面 中 ，使 得 智 能 化 已 成 为 一 种 发 展 的 必 然 趋 势 。智 能 化 也 往 往 是 从 设 备 自 动 化 系 统 开 始 我 公 司 于 1996 年 安 装 了 4 台 单 螺 杆 冷 水 机 组 ， 其 制 冷 剂 为 R22,冷 却 方 式 为 水 冷 。 安 全 保 护 有 ： 相 序 保 护 、 蒸 发 器 水 流 保 护 、 冷 凝 器水流保护、冰点保护、过载保护、电机热保护、高、低压保护等，由 于设备所用元器件过多，如接触器、中间继电器、时间继电器等，使控 制电路复杂，在使用五、六年后系统便经常性不能正常运行，维护过程 又烦琐复杂，维护费用直线上升，为使设备能正常运行，减少维护人员 工作量，降低维护费用，改善工作环境，于是决定对其控制系统进行改 造 ， 由 于 PLC 控 制 具 有 可 靠 性 高 ， 抗 干 扰 能 力 强 ， 通 用 性 强 ， 容 易 扩 充 功能不需改变线路、结构紧凑、体积小、重量轻、功耗低、维修工作量 少 ， 现 场 连 接 方 便 等 优 点 ， 所 以 公 司 决 定 将 原 控 制 电 路 改 成 PLC 控 制 。 1、 空调运行的保护及要求的分析 首 先 ，此 单 螺 杆 冷 水 机 组 ，要 求 开 机 前 必 须 将 空 调 机 组 的 电 加 热 器 送 电 预 热 ， 以 使 冷 冻 油 油 温 在 40℃ 以 上 ， 使 冷 冻 油 的 粘 度 降 低 ， 同 时 使 冷 冻 油 和 制 冷 剂 分 离 （ 约 24 小 时 ） 因 加 热 器 功 率 较 小 ， 设 备 的 金 属 外 壳 吸 收 热 量 散 热 ，所 以 加 热 器 可 长 期 加 热 ，不 必 担 心 油 温 过 高 ，当 电 机 运 行 时 ，切 断 电 加 热 器 ，冷 冻 油 吸 收 电 机 产 生 的 热 量 。电 源 要 有 相 序 保 护 ， 电 源 相 序 必 须 正 确 ， 压 缩 机 电 机 不 得 反 转 ， 压 缩 机 电 机 要 求 Y-? 起 动 ， 电 机 过 载 时 热 继 电 器 要 动 作 ， 电 机 温 度 不 得 高 于 90℃ ， 当 电 机 过 热 时 电 机 内 热 保 要 动 作 ，要 有 高 、低 压 保 护 ，吸 气 压 力 和 排 气 压 力 应 在 至 之 间 ， 空 调 运 行 时 必 须 有 冷 却 水 流 和 冷 冻 水 流 ， 压 力 为 至 左 右 ，且 进 出 水 水 压 差 要 为 左 右 ，还 要 有 冰 点 保 护 ， 当 设 备 运 行 后 冷 冻 水 温 比 设 定 水 温 小 2℃ 时 ， 设 备 应 停 机 ， 如 果 该 系 统 失 灵 ， 水 温 下 降 到 4℃ 时 必 须 停 机 ， 防 止 冰 堵 ， 冻 坏 设 备 ，当 设 备 运 行 后 冷 冻 水 温 到 设 定 温 度 +2℃ 时 ，设 备 能 自 动 起 停 ，每 次 停 机 后 在 10 分 钟 内 机 组 不 能 2 次 运 行 。 按 下 设 备 起 动 按 钮 后 ， 能 量 电 磁 阀 MV 4 与 MV 1 要 打 开 ， 经 240 秒 延 时 后 ，电 机 Y 型 起 动 5 秒 后 电 机 ? 型 运 行 ，运 行 6 秒 后 ，要 关 闭 能 量 电 磁 阀 MV 1 同 时 打 开 能 量 电 磁 阀 MV 2 压 缩 机 加 载 为 40%运 行 ， 运 行 5 分 钟 后 ， 量 电 磁 阀 MV 3 打 开 同 时 关 闭 能 量 电 磁 阀 MV 2 压 缩 机 电 机 加 载 能 为 70%运 行 ，再 运 行 10 分 钟 后 ，能 量 电 磁 阀 MV 3 关 闭 压 缩 机 电 机 加 载 为 100%运 行 ， 当 冷 冻 水 温 大 于 水 温 设 定 值 2℃ 时 ， 设 备 减 载 ， 压 缩 机 1 电 机 为 70%负 载 运 行 ，当 冷 冻 水 温 达 到 设 定 水 温 时 ，设 备 再 次 减 载 ，压 缩 机 电 机 为 40%负 载 运 行 ，当 冷 冻 水 温 小 于 设 定 值 2℃ 时 ，设 备 自 动 停 机 ， 当 冷 冻 水 温 回 升 到 大 于 设 定 值 2℃ 且 停 机 10 分 钟 以 上 时 ， 设 备 要 能自动启动。 当系统出现任一可能损坏设备的情况时都要求设备立刻停机并报 警 。 当 设 备 有 异 常 现 象 时 可 按 下 急 停 按 钮 SEM， 设 备 强 行 停 机 。 2、 图 形 设 计 1、 主 电 路 图 见 图 ① 2、 梯 形 图 见 图 ② 3、 主 要 元 器 件 见 表 ① 4、 PLC 的 输 入 、 输 出 继 电 器 及 控 制 对 象 见 表 ② 5、 能 量 电 磁 阀 动 作 与 能 量 对 照 表 见 表 ③ 6、 程 序 清 单 见 表 ④ 3、 空 调 设 备 的 运 行 准 备 工 作 1、 在 准 备 开 起 空 调 前 一 天 将 空 调 电 源 送 上 使 电 加 热 器 工 作 将 冷 冻 油 加 热 至 40℃ 以 上 (约 要 24 小 时 )油 温 到 40℃ 时 油 温 保 护 器 常 开 触 点 闭 合 使 PLC 输 入 继 电 器 X502 断 开 。 2、 主 机 电 源 相 位 正 确 ， 相 位 继 电 器 动 作 使 PLC 输 入 继 电 器 X501 断开。 3、 打 开 所 有 水 流 阀 门 4、 调 节 风 管 阀 门 使 集 气 箱 风 机 打 循 环 风 (可 以 进 少 量 新 空 气 )。 5、 起 动 集 气 箱 风 机 、 冷 却 塔 风 机 、 冷 冻 水 泵 和 冷 却 水 泵 ， 当 蒸 发 器 和 冷 凝 器 有 水 流 时 且 水 流 压 力 和 压 力 差 达 到 设 备 允 许 值 时 ，蒸 发 器 水 流 开 关 和 冷 凝 器 水 流 开 关 闭 合 使 PLC 输 入 继 电 器 X503、 X504 断 开 。 6、 水 温 开 关 均 为 常 开 ， 当 水 温 低 于 开 关 设 定 温 度 时 开 关 闭 合 ， 电 机 过 热 保 护 、 热 继 电 器 均 为 常 开 ， 高 压 保 护 开 关 设 定 为 ， 高 压 大 于 开 关 闭 合 ， 低 压 保 护 开 关 设 定 为 ， 低 压 低 于 低 压 开 关 闭 合 。 7、 冷 冻 水 温 开 关 设 定 到 需 要 值 (暂 且 把 冷 冻 水 温 开 关 设 定 到 7℃ ， 把 其 余 两 温 度 开 关 ， 水 温 上 限 值 和 下 限 值 分 别 设 为 9℃ 和 5℃ )。 起 动 空 调 当 一 切 准 备 工 作 就 绪 ， PLC 辅 助 继 电 器 M101 失 电 ， 报 警 灯 熄 灭 ， 设备此时可以起动运行。 由 于 时 间 继 电 器 T455 早 在 设 备 加 热 时 就 得 电 并 在 10 分 钟 后 动 作 ， 所 以 时 间 继 电 器 T455 的 常 开 触 点 早 已 闭 合 不 影 响 设 备 起 动 。 按 下 起 动 按 钮 SB 1 ， PLC 的 输 入 继 电 器 X400 得 电 常 开 触 点 闭 合 使 辅 助 继 电 器 从 M100 得 电 ， M100 的 常 开 触 点 闭 合 自 锁 ， 同 时 使 输 出 继 电 器 Y530 得 电 自 锁 ，Y530 常 开 触 闭 合 使 输 出 继 电 器 Y430、Y431 得 电 并 锁 ， Y530 常 开 触 点 闭 合 使 交 流 接 触 电 器 KM 3 得 电 使 星 型 接 点 闭 合 ， Y431 常 开 闭 合 使 时 间 继 电 器 T450 得 电 ， T450 开 始 计 时 ， 输 出 继 电 器 Y430、 Y431 得 电 又 使 能 量 电 磁 阀 MV 4 、 MV 1 得 电 打 开 ， 当 时 间 继 电 器 T450 延 时 240 秒 后 ， T450 常 开 触 点 闭 合 ， 使 输 出 继 电 器 Y432 得 电 并 自 锁 ， Y432 得 电 使 交 流 接 触 器 KM 1 动 作 ， 压 缩 机 电 机 开 始 起 动 ， Y432 2 常 开 触 点 闭 合 又 使 起 动 指 示 灯 H 2 亮 ， 时 使 时 间 继 电 器 T455 失 电 复 位 ， 同 接 触 器 KM 1 的 一 组 控 制 加 热 器 的 常 闭 触 点 断 开 使 电 加 热 器 停 止 工 作 ， 冷 冻 油 吸 收 电 机 产 生 的 热 量 ，Y432 得 电 又 使 时 间 继 电 器 T451 得 电 ，压 缩 机 电 机 起 动 5 秒 后 ，时 间 继 电 器 T451 动 作 ， 输 出 继 电 器 Y530 失 电 ， 使 使 交 流 接 触 器 KM 3 失 电 断 开 星 型 接 点 ， 同 时 时 间 继 电 器 T451 常 开 闭 合 使 输 出 继 电 器 Y433 得 电 ， Y433 得 电 自 锁 ， 使 时 间 继 电 器 T452 得 电 ， T452 开 始 计 时 ，Y433 得 电 又 使 交 流 接 触 器 KM 2 得 电 ，压 缩 机 电 机 开 始 正常运行， Y433 动 作 又 使 起 动 指 示 灯 H 2 熄 灭 同 时 使 运 行 指 求 灯 H 3 亮 ， 时 间 继 电 器 T452 得 电 在 压 缩 机 电 机 运 行 6 秒 后 时 间 继 电 器 T452 动 作 ， T452 常 闭 触 点 断 开 使 输 出 继 电 器 Y431 失 电 ， Y431 失 电 使 能 量 电 磁 阀 MV 1 失 电 闭 合 ，T452 常 开 触 点 闭 合 使 输 出 继 电 器 Y434 得 电 ，使 能 量 电 磁 阀 MV 2 得 电 打 开 、压 缩 机 电 机 加 载 为 40%运 行 ，时 间 继 电 器 T452 的 另 一 组 常 开 触 点 闭 合 ， 时 间 继 电 器 T453 得 电 ， 缩 机 电 机 再 运 行 300 使 压 秒 后 ， 时 间 继 电 器 T453 动 作 使 输 出 继 电 器 Y435 得 电 ， 使 能 量 电 磁 阀 MV 3 得 电 打 开 ， T453 动 作 又 使 输 出 继 电 器 Y434 失 电 使 能 量 电 磁 阀 MV 2 失 电 关 闭 ， 缩 机 电 机 加 载 为 70%运 行 ， 压 T453 的 另 一 组 常 开 触 点 闭 合 ， 时 间 继 电 器 T454 得 电 压 缩 机 电 机 再 运 行 600 秒 后 ， 时 间 继 电 器 T454 动 作 ， T454 断 开 输 出 继 电 器 Y435， Y435 失 电 使 能 量 电 磁 阀 MV 3 失 电 关 闭 、 压 缩 机 电 机 加 载 100%运 行 ， 在 运 行 一 段 时 间 后 当 冷 冻 水 温 下 降 到 9℃ 时 ， 9℃ 水 温 开 关 闭 合 使 输 入 继 电 器 X402 动 作 ， X402 常 闭 触 点 断 开 ，使 时 间 继 电 器 T451、T452、T453、T454 断 电 复 位 ，输 入 继 电 器 X402 的 常 开 闭 合 ， 输 出 继 电 器 Y435 得 电 使 能 量 电 磁 阀 MV 3 得 电 打 开 ， 使 压 缩 机 电 机 减 载 为 70%运 行 ， 当 冷 冻 水 温 下 降 到 7℃ 时 ， 7℃ 温 控 开 关 闭 合 ，输 入 继 电 器 X505 动 作 ，X505 常 闭 触 点 断 开 ，使 输 出 继 电 器 Y435 断 电 ，Y435 断 电 又 使 能 量 电 阀 MV 3 失 电 关 闭 ，X505 常 开 触 点 闭 合 使 输 出 继 电 器 Y434 得 电 ，Y434 得 电 又 使 能 量 电 阀 MV 2 得 电 打 开 ，同 时 压 缩 机 电 机 减 载 为 40%运 行 ， 当 冷 冻 水 温 继 续 下 降 到 5℃ 时 ， 5℃ 温 控 开 关 闭 合 使 输 入 继 电 器 X403 得 电 ， X403 常 闭 触 点 断 开 ， 输 出 继 电 器 Y430、 使 Y434 失 电 ， 使 能 量 电 阀 MV 4 、 MV 2 失 电 闭 合 ， X403 常 开 触 点 闭 合 ， 使 输 出 继 电 器 Y431 得 电 ， Y431 得 电 自 锁 并 使 能 量 电 阀 MV 1 得 电 打 开 ， X403 常 开 触 点 闭 合 同 时 使 输 出 继 电 器 Y437 得 电 动 作 ， Y437 的 常 闭 触 点 断 开 使 输 出 继 电 器 Y432、 Y433 失 电 使 交 流 接 触 器 KM 1 、 KM 2 压 缩 机 电 机 停 机 ，Y432 失 电 又 使 Y434、Y435、Y437 失 电 ，输 出 继 电 器 Y432、 Y433 失 电 又 使 运 行 指 示 灯 H 3 熄 灭 ，当 KM 1 失 电 常 闭 触 点 闭 合 又 使 电 加 热 器 工 作 (如 果 冷 冻 水 温 下 降 到 比 设 定 值 小 2℃ 时 ， 限 水 温 控 制 器 不 动 下 作 ， 冷 冻 水 温 将 继 续 下 降 ， 当 冷 冻 水 温 下 降 到 4℃ 时 ， 冰 点 保 护 开 关 常 开 闭 合 ， 输 入 继 电 器 X406 常 开 闭 合 ， 辅 助 继 电 器 M101 得 动 作 M101 使 使 的 常 闭 触 点 断 开 使 辅 助 继 电 器 M100 和 输 出 继 电 器 Y530 失 电 ， M100 失 电 使 输 出 继 电 器 Y430、 Y431、 Y432、 Y433、 Y434、 Y435 失 电 使 交 流 接 触 器 KM 1 、 2 断 电 ， 缩 机 电 机 强 行 停 机 ， 关 闭 所 有 能 量 电 磁 阀 ， KM 压 并 同 时 从 M101 的 常 开 触 点 闭 合 使 输 出 继 电 器 Y534 得 电 报 警 指 示 灯 H 4 亮 ， 此 时 设 备 无 法 再 起 动 运 行 ， 只 有 当 故 障 排 除 后 ， 辅 助 继 电 器 M101 失 电 复 位 ， 报 警 指 示 灯 H 4 熄 灭 ， 设 备 才 可 以 起 动 运 行 )， 当 冷 冻 水 温 回 升 到 5℃ 时 ， 5℃ 温 控 开 关 断 开 ， 输 入 继 电 器 X403 常 开 触 点 断 开 ， 输 出 继 电 3 器 Y437 失 电 ， Y437 触 点 复 位 ， 当 水 温 回 升 到 7℃ 时 ， 7℃ 温 控 开 关 复 位 ，当 水 温 回 升 到 9℃ 时 ，9℃ 温 度 开 关 复 位 ，输 入 继 电 器 X402 失 电 复 位 ，如 果 此 时 已 停 机 10 分 钟 ，时 间 继 电 器 T455 已 动 作 ，那 么 ，输 出 继 电 器 Y530 将 得 电 动 作 ， 使 交 流 接 触 器 KM 3 得 电 闭 合 ， 设 备 进 入 下 一 轮 运行。 注意在设备运行过程中有任一保护器动作或设备的运行条件变化 到 允 许 值 以 外 ， 那 么 辅 助 继 电 器 M101 都 将 动 作 使 设 备 强 行 停 机 报 警 ， 并 使 报 警 指 标 灯 H4 亮 ， 只 有 在 故 障 消 除 后 设 备 方 可 运 行 。 停 机 空调设备停机最好等空调压缩机电机自动停机后，按下停止按钮 SB 2 ，这 样 可 以 减 轻 因 压 缩 机 电 机 突 然 停 时 产 生 的 大 电 流 对 设 备 和 电 气 元件的损伤。 按 下 停 止 按 钮 SB 2 ，使 输 入 继 电 器 X401 闭 合 ，使 输 出 继 电 器 Y436 得 电 动 作 ， 断 开 辅 助 继 电 器 M100， M100 常 开 触 点 断 开 使 输 出 继 电 器 Y430、 Y431、 Y432、 Y433、 Y434、 Y435 压 缩 机 电 机 停 机 所 有 能 量 电 磁阀关闭，运行指示灯熄灭，当压缩机停机后，在没有特殊情况下， 集所箱风机、冷却塔以及冷却水泵和冷冻水泵应继续开启，在冷凝器 和蒸发器中的水温接近常温后再停机，以减少因水温过高和过低对设 备造成损伤。 4、 结 论 设 备 在 改 造 后 经 过 一 年 多 的 运 行 ，未 出 现 过 故 障 ，运 行 稳 定 ，达 到 了 预 期 的 效 果 ，减 轻 了 维 修 人 员 的 工 作 量 ，为 公 司 节 约 了 大 量 的 维 修 费 用，也改善了公司的工作环境。 5、 主 要 元 器 件 表 ： 主要元器件表① 元器件符号 PLC MV 1 —MV 4 SEM FR 1 R1 RCP 元器件名称 三 菱 F1-40MR 能量电磁阀 急停按钮 热继电器 电加热器 相序保护器 元器件符号 FU 1 —FU 5 KM 1 —KM 3 M H 1 —H 4 T Q1 元器件名称 熔断器 交流接触器 压缩机电机 指示灯 变压器 空气开关 PLC 输入、输出继电器及控制对象表② 输入、输出继电器及控制对象表② 输入继电器符号 X400 X401 控制对象 起动按钮 SB1 停止按钮 SB2 输入继电器符号 Y430 Y431 被控制对象 能量电磁阀 MV4 能量电磁阀 MV1 4 X402 X403 X404 X405 X406 X407 X500 X501 X502 X503 X504 X505 开机温控 停机温控 电机内热保 热继电器 冰点保护 高压保护 低压保护 相序保护 油温开关 蒸发水流开关 冷凝水流开关 温度设定开关 Y432 Y433 Y434 Y435 Y530 Y532 Y533 Y534 交流接触器 KM1 交流接触器 KM2 能量电磁阀 MV2 能量电磁阀 MV3 交流接触器 KM3 起动指示灯 H2 运行指示灯 H3 报警指示灯 H4 能量电磁阀动作与能量对照表③ 能量电磁阀动作与能量对照表③ OPEN OR CLOSE MV1 1 0 0 0 1 0 MV2 0 1 0 0 0 0 MV3 0 0 1 0 0 0 MV4 1 1 1 1 0 0 能量 启动 40% 70% 100% 运行停止 停机 注：1、“1”表示能量电磁阀打开，“0”表示能量电磁阀关闭。 2、MV1、MV2、MV3、MV4 为能量电磁阀。 3、运行停止是指冷冻水温到了设定值后设备自动停机。 5 6 7 程序清单表④ 程序清单表④ 序号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 指令 LD OR ANI ANI OUT LD OUT LD AND ANI OR ANI ANI ANI OUT LD OR ANI ANI AND OUT LD OR OR ANI AND OUT LD AND OUT K LD OR 元件号 X400 M100 Y436 M101 M100 X401 Y436 M100 T455 X402 Y530 T451 M101 Y433 Y530 Y530 Y430 Y436 X430 M100 Y430 Y530 Y431 X403 T452 M100 Y431 Y431 Y530 T450 240 T450 Y432 序号 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 指令 AND ANI ANI OUT LD ANI OUT K LD OR AND ANI ANI ANI OUT LD ANI OUT K LD OR ANI ANI ANI AND OUT LD OUT K LD OR ANI ANI 元件号 M100 Y436 Y437 Y432 Y432 X402 T451 5 T451 Y433 M100 Y436 Y437 Y530 Y433 Y433 X402 T452 6 T452 X505 T453 X403 Y431 Y432 Y434 T452 T453 300 T453 X402 T454 X505 序号 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 指令 ANI AND OUT LD OUT K LD AND OUT LDI OUT K LD ANI OUT LD AND OUT LD OUT LD OR OR OR OR ORI ORI ORI ORI OUT END 元件号 Y431 Y432 Y435 T453 T454 600 X403 Y432 Y437 Y432 T455 600 Y432 Y433 Y532 Y432 Y433 Y533 M101 Y534 X404 X405 X406 X407 X500 X501 X502 X503 X504 M101 8 总结 随着我国经济的不断发展，社会高度信息化，新的高科技技术不断 应 用 到 各 个 方 面 中 ，使 得 智 能 化 已 成 为 一 种 发 展 的 必 然 趋 势 。智 能 化 也 往 往 是 从 设 备 自 动 化 系 统 开 始 。本 文 主 要 针 对 我 们 本 次 的 毕 业 设 计《 智 能 化 小 型 中 央 空 调 》阐 述 PLC 控 制 设 计 与 智 能 化 中 央 空 调 (冷 冻 站 )系 统 的关系。 现在本文就系统改造实现情况作简单介绍：本文的系统调试应分为 两 步 ，设 备 电 气 控 制 系 统 调 试 和 中 心 网 络 系 统 调 试 。我 们 就 已 完 成 的 设 备电气控制系统设计、 试及使用情况作一下说明： 对实验室的要求： 调 针 要 求 电 气 系 统 运 行 稳 定 ，感 温 精 确 度 高 ，维 护 方 便 寿 命 长 ，并 能 联 网 进 行管理。除此之外在实际使用中系统的故障报警部分设计还不够完善， 许 多 功 能 还 未 开 发 。本 文 经 过 对 设 备 状 况 和 同 学 们 对 中 央 空 调 学 习 认 识 的 调 研 ，本 文 认 为 可 采 用 三 菱 公 司 的 A 系 列 PLC 作 为 设 备 的 控 制 系 统 核 心 。它 不 仅 具 备 普 通 PLC 可 编 程 控 制 器 的 各 种 优 点 ，而 且 能 够 利 用 以 太 网 网 络 模 块 （ B2/B5） 组 建 MELSECNET 网 络 ， 最 终 达 到 建 成 先 进 的 分 布 式控制系统，既实现各种设备之间的联网，实现远程控制和管理。 我们本次的设计中有两套中央空调系统，由三台冷却水泵、三台冷 冻 水 泵 、一 台 冷 却 塔 风 机 、两 台 冷 水 机 组 等 主 要 设 备 组 成 两 套 制 冷 系 统 （ 因 系 统 小 ，冷 却 塔 功 率 大 ，实 验 室 要 求 等 ，本 系 统 较 一 般 两 套 制 冷 系 统 不 同 的 是 两 台 冷 水 机 组 却 只 选 择 一 个 冷 却 塔 ，经 计 算 核 定 ，这 并 不 影 响 其 效 果 ）其 中 冷 水 机 组 是 由 设 备 生 产 厂 成 套 供 应 的 。根 据 本 次 设 计 的 实 验 室 要 求 ，我 们 选 择 了 2*5 匹 全 封 闭 式 压 缩 机 冷 水 机 组 。它 一 般 是 根 据 空 气 调 节 原 理 及 规 律 等 由 微 处 理 器 自 动 控 制 。冷 水 机 组 由 压 缩 机 、冷 凝器与蒸发器组成。 缩机把制冷剂压缩， 缩后的制冷机进入冷凝器， 压 压 被 冷 却 水 冷 却 后 ，变 成 液 体 ，析 出 的 热 量 由 冷 却 水 带 走 ，并 在 冷 却 塔 里 排 入 大 气 。液 体 制 冷 剂 由 冷 凝 器 进 入 蒸 发 器 蒸 发 吸 收 热 量 ，使 冷 冻 水 降 温，然后冷冻水进入冷风机盘管吸收空气中的热量。 如此循环不已， 把室内的热量带出，达到降低环境温度的目的。 当 然 系 统 基 本 达 到 了 设 计 的 要 求 ，它 不 仅 具 备 基 本 逻 辑 控 制 功 能 ，还 具 有联网通信功能和管理功能等。 外相对与老的控制系统， 工作稳定、 另 它 故 障 率 低 ，并 能 进 行 系 统 自 动 报 警 ，操 作 及 维 护 十 分 简 便 ，维 修 综 合 成 本（待机时间等）大大降低。 在 智 能 化 中 央 空 调 冷 冻 系 统 中 ， 采 用 PLC 控 制 系 统 是 切 实 可 行 的 ， 中 央 空 调 冷 冻 系 统 用 PLC 控 制 可 以 有 效 地 保 证 其 工 作 稳 定 、可 靠 ，便 于 维 护 ， 且 性 能 价 格 比 高 。 同 时 以 PLC 为 核 心 的 高 可 靠 的 监 控 系 统 实 现 了 对 空 调 主 机 的 控 制 及 两 台 主 机 之 间 的 协 调 控 制 ，具 有 先 进 、可 靠 、经 济、灵活等显著特点。 9 参考文献 1．《中央空调工程设计与施工》，吴继红、李佐周编著，高等教育出版社 2．《制冷空调自动控制》，张子慧等编著，科学出版社 1 3. 三菱公司，三菱微型可编程控制器编程手册，2000 4. 《可编程控制器原理及应用》，顾战松、陈铁年编著，国防工业出版社，1996 5. 肖海亮等编著，实现微机和 PLC 在以太网中的通信，电气自动化， 6. 宋伯生编著，可编程控制器配置、编程、联网，中国气象出版社，

plc及其有关设备，都应按照易于与工业控制形成一个整体，易于扩充其功能的原则来设计。下面是我为大家精心推荐的plc毕业设计论文，希望能够对您有所帮助。

浅谈PLC的应用

【摘 要】可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计的。可编程控制器采用可编程序的存储器，用来在其内部执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式、模拟式的输入或输出，控制各类型的机械或生产过程。可编程控制器在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。

【关键词】可编程控制器;模拟量

可编程控制器是可编程序控制器(Programmable Controller)的简称，通常缩写为PC。但它不是个人计算机的PC(Personal Computer)。也不仅是(但包括)早期的可编程逻辑控制器PLC(Programmable Logic Controller)、可编程顺序控制器PSC(Programmable Sequenec Controller)及可编程矩阵控制器PMC(Programmable Matrix Controller)。

可编程控制器及其有关设备，都应按照易于与工业控制形成一个整体，易于扩充其功能的原则来设计。目前 ，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、 交通 运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况主要分为如下几类：

1.开关量逻辑控制

取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。

2.工业过程控制

在工业生产过程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量(即模拟量)，PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节 方法 。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。

3.运动控制

可编程控制器可以用于圆周运动或直线运动的控制。一般使用专用的运动控制模块，如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。

4.数据处理

可编程控制器具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。

5.通信及联网

可编程控制器通信含可编程控制器间的通信及可编程控制器与其它智能设备间的通信。随着工厂自动化网络的发展，现在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。

可编程控制器是一种用于工业生产自动化控制的设备，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工业环境中使用。然而，尽管有如上所述的可靠性较高，抗干扰能力较强，但当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而不能保证可编程控制器的正常运行，要提高可编程控制器控制系统可靠性，一方面要求可编程控制器生产厂家提高设备的抗干扰能力;另一方面，要求设计、安装和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。

当今时代是一个自动化时代，交通灯控制等很多行业的设备都与计算机密切相关。因此，一个好的交通灯控制系统，将给道路拥挤、违章控制等方面给予技术革新。随着大规模集成电路及计算机技术的迅速发展，以及人工智能在控制技术方面的广泛运用，智能设备有了很大的发展，是现代科技发展的主流方向。本文介绍了一个智能交通灯系统的设计。该智能交通灯控制系统可以实现的功能有：对某市区的四个主要交通路口进行监控;各路口有固定的工作周期，并且在道路拥挤时中控中心能改变其周期;对路口违章的机动车能够即时拍照，并提取车牌号。在世界范围内，一个以微电子技术，计算机和通信技术为先导的，以信息技术和信息产业为中心的信息革命方兴未艾。而计算机技术怎样与实际应用更有效的结合并有效的发挥其作用是科学界最热门的话题，也是当今计算机应用中空前活跃的领域。本文主要从单片机的应用上来实现十字路口交通灯智能化的管理，用以控制过往车辆的正常运作。

随着城市和经济的发展，交通信号灯发挥的作用越来越大，正因为有了交通信号灯，才使车流、人流有了规范，同时，减少了交通事故发生的概率。然而，交通信号灯不合理使用或设置，也会影响交通的顺畅。

交通信号灯由红灯、绿灯、黄灯组成。红灯表示禁止通行，绿灯表示准许通行，黄灯表示警示。交通信号灯分为机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯、方向指示信号灯、闪光警告信号灯、道路与铁路平面交叉道口信号灯。交通信号灯用于道路平面交叉路口，通过对车辆、行人发出行进或停止的指令，使各同时到达的人、车交通流尽可能减少相互干扰，从而提高路口的通行能力，保障路口畅通和安全。

十字路口交通信号灯现场示意图如图1所示，南北和东西每个方向各有红、绿、黄三种信号灯，为确保交通安全，要求如下。

1)采用PLC构成十字路口的南北向和东西向交通信号灯的电气控制。系统上电后，交通指挥信号控制系统由由一个3位转换开关SA1控制。SA1手柄指向左45°时，接点SA1-1接通，交通指挥系统开始按常规正常控制功能工作，按照如图2所示工作时序周而复始，循环往复工作。SA1手柄指向中间0°时，接点SA1-2接通，交通指挥系统南北向绿灯常亮，东西向红灯常亮，。SA1手柄指向右45°时，接点SA1-3接通，交通指挥系统东西向绿灯常亮，南北向红灯常亮。

2)正常控制时

①当东西方向允许通行(绿灯)时，南北方向应禁止通行(红灯);同样，当南北方向允许通行(绿灯)时，东西方向应禁止通行(红灯)。②在绿灯信号要切换为红灯信号之前，为提醒司机提前减速并刹车，应有明显的提示信号：绿灯闪烁同时黄灯亮。③信号灯控制系统启动后应能自动循环动作。

信号灯动作的时序图如图2所示，它是按信号灯置1与置0两种状态绘制的，置1表示信号灯点亮。

3)输入/输出信号分配

随着微处理器、网络通信、人―机界面技术的迅速发展，工业自动化技术日新月异，各种产品竞争激烈，新产品不断涌现。PLC也由最初的只能处理开关量而发展到可以处理模拟量和数据，加之与DCS、pid调节器、工业pc等技术相结合，使之不再是一种简单的控制设备，而且必将随着自动控制技术的不断发展而发展生存下去。可编程控制器在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。

PLC工程应用分析

摘要：文章针对PLC工程应用开发过程中的使用特点，研究了PLC硬件组成、软件结构，分析了PLC控制使用的工作过程，最后探讨了PLC编程语言语句，对PLC在控制系统的应用有一定指导意义。

关键词：PLC工程;硬件系统;软件系统;编程语言语句;控制系统 文献标识码：A

中图分类号：TP27 文章编号：1009-2374(2015)34-0033-03 DOI：

可编程序控制器(Programmable Logical Controller，PLC)是一种新型的工业自动化装置，PLC的核心是微处理器，由自动化、通信、计算机技术三者融合而成。PLC的特征是具有简单灵活的可编程性、能够抵抗恶劣工作环境的高抗压能力以及适应性能强。PLC凭借体积小、价格便宜、重量轻等优势，广泛应用于工业控制上，在热电厂自动化工程的应用也日益广泛。

1 PLC的结构研究

不同型号可编程逻辑控制器的结构及组成基本原理相同，研究可编程控制原理应该从硬件结构与软件开发入手。

PLC的硬件组成部分

PLC的硬件系统组成部分包括CPU板、输入和输出电路、存储器扩展接口等。

CPU板：PLC的核心系统就是CPU板，CPU板中包含中央处理器、只读存储器、随机存储器、并行接口及串行接口等等组成部件。CPU板在PLC的作用是运算和控制程序，对不同的逻辑运算、算术运算以及系统整体的部件起到管理、控制的作用。随机存储器和只读存储器配备在PLC程序内部，具有存储各种系统程序的作用。并行接口和串行接口实现中央处理器与每一个接口电路之间的信息交换。

输入/输出电路：输入电路包括直流输入和交流输入两种电路。输入电路能够对现场输入设备所提示的控制信号程序进行接收，接收后光电耦合器可将控制信号隔离进行程序编码，从而转换为PLC程序中的标准使用的信号格式，再经过CPU实现信号读入，从而传输至存储器内。

输出电路在PLC中，主要作用是实现输出信号，在PLC系统中的控制信号输出时，输出电路负责将控制信号传送至其他外部输出设备中，实现输出电路的工作。输出电路的形式分为三种：(1)继电器形式的输出电路，该形式的输出电路对继电器的线圈进行控制，使继电器的触点发生通断，从而达到电气隔离的目的;(2)晶体管输出型电路，该电路运用光电耦合器达到电路开关晶体管出现通断的目的，以此来对输出设备进行控制;(3)可控硅输出型，以可控硅为媒介对输出设备进行控制，当触发可控硅，即可出现电路通断。

存储器扩展接口：是只读存储器与随机存储器所运用的扩展卡盒。扩展卡盒常用的类型有三种：(1)COMS ROM，COMS可由主板上的锂电池提供备用电量，该卡盒的优点在于停电或断电故障下确保数据及程序不会丢失;(2)可擦除可编程ROM卡盒，该卡盒在写入时需要运用专门的编程器，才能将调试好的ROM内的资料进行写入，在擦写时，透过紫外线照射可见内部芯片，从而擦除其内的数据，且在写入时，需具备一定的编程电压，可以重复进行擦除和编程;(3)EEPROM卡盒，电可擦可编程只读存储器，是一种断电情况下也不会出现数据丢失，实施编程与擦除操作时运用专用编程器即可实现。

输入/输出扩展接口：CPU与输入、输出扩展接口之间通过总线连接法进行连接，它对所有的扩展单元均可连接，从而让信号点数规模具备更强的灵活性。输入/输出扩展接口也可与模拟量、高速脉冲等其他适配器进行连接，从而扩展、增强PLC的作用。

编程器及其接口：编程器在PLC中的作用是对数据和信息的输入进行调试、编辑以及检测输入数据的安全性。正常运行状态下的PLC不需要编程器进行编程数据，所以编程器作为PLC部件中独立设计的存在。PLC上通常设有一个编程器专用接口，该接口适应于连接不同类型的编程器，以便完成对PLC程序的写入及调试。

对可编程控制的研究分析

一个控制系统如要实现自身的控制功能，必须借助相应的控制程序才能得以实现。控制程序分为以下两种类型：

固定布线程序控制。在旧模式下的继电器中，如果要对各种程序进行控制，继电器的电路连接需为布线形式，输入设备的作用是将控制信号送入控制系统，如按钮开关、传感器等。输出设备的作用是将被控制者的动作进行控制。该设备对输出的控制信号的控制方式是由连线来完成的。接线完成后，控制程序也随之确定，如需要重新对控制程序改动时，需要将原先控制程序的整个连线重新布线连接，制定新的连接方式。在复杂的控制系统中，该类型的程序控制难度较大，编程可行性不高。

可编程序控制。可编程序控制对系统进行控制时，只需运用专用编程器，通过相应的程序语言实现编程，将控制程序下装至存储器中，最后借助可编程序控制器对编程实施各项操作。如要改动可编程系统，只需将程序存储器中的程序语言进行相应改动，通过编程器即可完成，无需改动电路连接重新布线。通俗地说就是使用特定的软件程序语言编写程序代码实现被控对象的各种动作控制。

2 PLC工程的工作原理

PLC的核心电子部件是微处理器，也可视为由继电器、定时器、状态器等的综合组成部件。PLC中，输入继电器通过外部开关进行驱动，输出继电器则安装有许多触点。PLC开展工作，其实就是执行程序。PLC在工作状态下，CPU以分时操作为工作原理，在一个周期内执行相应的操作，即CPU的程序扫描。CPU在对程序进行运算处理时速度很快，因此从宏观角度看其数据结果可发现CPU的程序运算似乎是在极短时间内完成。PLC对程序的执行过程分为以下三个部分：

输入处理 PLC在执行程序过程中，运用重复扫描来完成。执行前，CPU将所有的输入信号以地址中出现的编码顺序为标准编程至输入存储器中，随后开始开展程序执行。在CPU执行程序时，即使输入状态发生了变化，但输入寄存器中的数据内容不会随着输入状态的变化而发生变化，直至扫描周期结束CPU才对输入状态进行重新读取。

程序执行

PLC在执行程序时，依据顺序对用户程序进行扫描。完成一条程序的执行后，所需信息将经过寄存器由程序读出，并参与程序运算，接着再将程序执行的数据结果编程到相关的寄存器中。

输出处理

当PLC将所有指令全部执行结束后，PLC会把所有程序结果输入到输出锁存寄存器中，最终传送至程序执行终端。

3 PLC的软件系统组成部分

一个完整的PLC控制系统由硬件系统和软件组成，两者结合构成复杂的控制功能。在PLC软件系统中，分为系统程序和用户程序。

系统程序在PLC中的作用是管理、服务和翻译用户程序，可将其视为一个软件平台。系统程序的质量与PLC的性能具有直接联系，系统程序质量好，则PLC的性能强，反之性能弱。系统软件是固定存在于程序中的，无法自行修改或存取。用户程序即应用程序，是用户根据控制系统的要求运用程序语言进行编制的应用，其存放于系统程序指定的存储位置。

4 PLC的编程语言

运用面向顺序和面向过程对程序进行控制的“自然语言”，即为PLC的编程语言，PLC的编程语言有很多，如梯形图、逻辑方程式、语名表或布尔代数式等语言种类。下面对常用的PLC编程语言进行介绍。

PLC的基本指令(如三菱FX2系列为例)如下所示：

逻辑联取及输出(LD/LDI/OUT)指令

LD/LDI指令用于取常开触点/常闭触点于母线相连。另外，在分支开始处，这些指令与后述的ANB(块与)指令组合使用;OUT指令用于驱动输出继电器，辅助继电器、状态器、定时器及计数器的线圈，但不能用来驱动输入继电器的线圈。对于定时器、计数器的线圈，在输出指令(OUT)后必须设定适当的常数。

触点串联指令

AND(与)，ANI(非)指令，AND为常开触点串联连接，ANI即常闭触点串联连接，AND与ANI均可用于对触电进行串联连接，同时运算于逻辑。对串联触点并不限制其个数，是可以重复使用的程序指令。

触点并联指令

OR(或)，ORI(或非)指令，OR常开触点并联连接，ORI常闭触点并联连接，两者可对触点进行并联连接或使用于逻辑运算。对并联触点的设置并不限制其个数，是可以重复使用的程序指令。当两个以上触点的串联电路块进行并联连接时，应使用后述的ORB(块或)指令。

串联电路块的并联指令(ORB)块

串联电路块是指将两个以上的触点电路进行串联连接，一般情况下，一个串联电路块就是一条线路分支。在对串联电路块实施并联连接的形式时，各分支的始端用LD或LDI指令，在分支的终点用ORB指令。在多重并联电路中，若每个串联电路块的终点分别使用ORB指令，则并联的串联电路块的数量不受限制。ORB指令与后述的ANB指令一样都是无操作元件号的独立指令。

并联电路块的串联指令

ANB(块与)并联电路块的串联连接两个以上的触点并联接的电路称为并联电路块，通常每一个并联电路块称为一条分支。在进行并联电路块的串联连接时，各分支的始端用LD或LDI指令，并联电路块结束后，使用ANB指令，实现与前面的电路串联。

ANB指令与前述的ORB指令一样，都是无操作元件号的独立指令。若多个并联电路块依次与前一电路串联，则ANB指令的使用数量不受限制。

主控触点指令

MC(主控)，MCR(主控复位)，MC主控电路块起点，MCR主控电路块终点。

在编程过程中，经常会遇到几个逻辑行同时受一个触点或一组触点的控制，受到一个公共条件的控制，叫做主控，这时就可以使用MC/MCR指令进行编辑。当主控条件满足时，执行MC和MCR之间的指令。执行MC指令后，使母线移至MC主控触点之后，执行MCR指令后，母线又返回到原来的位置上。MC和MCR指令必须配对使用。

置位和复位指令

SET(置位)，RST(复位)，SET令元件自保持ON，令元件自保持OFF，清除数据寄存器。当执行SET指令时，将对应的操作元件(Y，M，S)置位，并具有自保持功能。当执行RST指令时，将对应的操作元件(Y，M，S)置位，并具有自保功能。使用RST指令还可以数据寄存器D、变址寄存器V和Z清零。

END(程序结束)指令

END输入输出处理程序回到第“0”步。

5 结语

在使用PLC系统设计时，要求输入点数很多。尤其对于需要进行多个位置、多点控制的热电厂系统，对输入点数要求较为突出。所以，能够有效地减少系统的输入点，有效地降低PLC的成本。在进行PLC控制系统的设计时，要求运用以下的技巧和要点：(1)在设计时，根据软件的控制功能不同进行相应设计，如果是梯形图，则设计方式应采用模块化形式;(2)在使用循环扫描时，应保持指令与指令、模块与模块之间的时序关系不变，使程序在设计功能基础上正常运行;(3)对于自动关门、换速、自动切换时间等需要进行调节的参数项目，使其与程序分离。因此，在需要进行调整参数时，无需将程序进行改动，方便快捷、便于调试，同时能够使软件的可靠性有效提高;(4)对于串联开关、联动开关，比如层门之间的连锁开关、轿顶和轿厢之间，可将其设置为一个输入点;(5)对于具备相同作用的开关信号，如安全触板的开关以及大门开关，可将其采用并联的形式输入PLC内;(6)采用组合式按钮输入法，应用该方法时应使用两个输入点数，把按钮键进行组合，再由程序自动对组合信号进行识别和复原;(7)进行编码的输入：运用二进制编码，在按钮开关中输入识别信号，再自动转接到PLC程序进行复原、识别，可以非常有效地减少PLC输入点数。

参考文献

[1] 朱善君，等.可编程序控制系统原理、应用、维护[M].北京：清华大学出版社，1992.

[2] 王兆义.可编成控制器教程[M].北京：机械工业出版社，2000.

作者简介：王琼(1980-)，男，浙江嵊州人，上虞杭协热电有限公司热控工程师，研究方向：电厂自动化控制系统管理与维护、硬件的日常维护及软件编程。

在电气行业的实际工作中，PLC技术的加入对其发展起到了很大的促进作用，在改进完善电气系统的同时更提高了电气控制的工作质量，对电气行业今后的发展有着重大影响。 下面是我整理的电气控制与plc技术论文，希望你能从中得到感悟!

电气控制与PLC技术研究

在现今高科技水平的带动下，所有技术设备都在不断的升级，对电气控制系统的要求也变得越来越高。在电气行业的实际工作中，PLC技术的加入对其发展起到了很大的促进作用，在改进完善电气系统的同时更提高了电气控制的工作质量，对电气行业今后的发展有着重大影响。

【关键词】电气控制 PLC技术 探析

PLC从外观来讲，具有体积小质量轻的特点，小型的PLC底部尺寸一般不超过100mm，质量不超过150g，所以在安装方便，和电气系统组装容易。PLC应用范围广泛，一般的电气控制场所都可以使用，尤其是数据应用能力在数字控制方面的运用更为广泛。另外，抗干扰技术的应用更使电气控制系统运行的安全性和可靠性提供了有力保障。PLC外部检测系统的设置，为自身内部和系统外部的故障检验提供了良好的条件。而且，PLC的安装操作简单易懂，对于从事电气控制方面的人员来说掌握起来也比较容易。储存逻辑是PLC技术在实际应用中所使用的，接线比较简单，这样也方便日后维修和改造，在减少工作量的同时又提高了工作效率。

1 PLC技术与电气控制融合后的工作流程

电气控制主要是通过对电气设备一次和二次回路控制来确保设备正常运行，其在现代工业自动化方面已经成为一个不可缺少的重要角色，更是推进工业自动化发展的重要武器。而PLC技术的实质就是一个控制器，专门用于专业控制，主要利用计算机、通讯技术、自动化等技术发展起来的通讯控制器。PLC技术与电气控制技术融合可以生成强大的抗干扰能力和自我诊断能力，完善电气的控制系统的同时有效排除系统中故障。

目前，PLC技术在电气控制行业的应用十分广泛，很多企业开始逐渐重视这些外来技术的引进，作为现代电控行业中的重要角色，PLC技术的应用将会在很大程度上推动电气控制行业的发展。同时，想要PLC技术与电气控制合理融合就必须要对PLC技术有一定的掌握和了解，这是PLC技术能够更好的运用于实际的前提条件和重要基础。此外，PLC技术在工业体系中也有着广泛应用，如石油、建材、钢铁、化工、电力、机械制造、汽车、交通运输等。

结合PLC的工作流程，根据实际工作经验，将PLC技术与电气控制融合后的工作流程划分为三个阶段。主要有收集和输入原始数据、用户程序执行、刷新输出。

(1)采取收集数据是PLC工作进程的第一步。通过扫描的方式依次读取并存储输入状态点和数据，同时存入I/O映像区中的相应单元。完成后，进入用户程序执行和输出的刷新阶段。在这一阶段，I/O映像区中相应单元的状态和数据不发生改变。

(2)在第一步完成的基础上，对用户程序按照由上到下的顺序扫描。用户程序是执行阶段，具体的实施中，先扫描用户程序左边的控制线路，同时依然遵守由上到下和由左到右的顺序对触点构成的的控制线路进行逻辑运算。同样，在I/O映像区内单元中的状态和数据也不会发生变化，但其他输出点和软设备在I/O映像单元区域或系统RAM存储区域的状态和数据都可能会发生变化。

(3)PLC工作流程的最后阶段，即输出刷新阶段。在用户程序扫描结束后，PLC就会进入输出刷新阶段。此阶段中，CPU按照I/O映像区相应的状态和数据刷新所有输出锁存电路之后再由输出电路完成相应设备的驱动设置是PLC的最后输出过程。

PLC的工作流程与大部分其他的机械设备相似，是一个周期循环的过程。这三个工作阶段是循环运行的，每进行三个阶段为一个周期。PLC技术与电气控制技术的融合在提高工作效率的同时又节省了故障和开发研究的开销。

2 PLC技术在电气控制应用中常见的问题

系统控制出现故障。可能由于线路老化、周围环境破坏等原因造成控制出现故障，进而无法将信号传递给系统内部，也就无法完成对数据的接收、加载和转换，同时对系统发出的其他执行命令也没办法接收。

数据收集和传输故障也可能是由于开关一类的设备操作不到位造成的，例如打开、闭合不彻底，致使无法接收或接收错误信息，造成控制运作出现错误，系统无法正常运行，即造成了PLC无法接收信号控制系统出现故障。

设备开关和现场变送器的自身故障也是使PLC技术无法正常工作的原因，引发故障的原因可能是接线接触不良，出现破损等，同样也会造成以上PLC控制分析系统无法接收数据和进一步的处理。此外，人为操作出错也是造成系统故障的原因之一。

3 PLC技术问题相应的解决方法

对输入PLC控制系统信号的可靠性加强注意。保证所有的现场设备和相关部件的性能完好，杜绝由于设备自身零部件问题造成信号无法正常传送和接收的现象发生。此外，更新改进主界面功能模块设置也有利于减少控制的出错。

完善系统设置，使其更加具有可靠性、自动化、网络一体化。在PLC电气控制系统遭受破坏或出错时，起到预警系统的报警作用，这项功能在PLC系统控制里十分重要，能够有效的对工作情况进行监控，减少了由于指令出错带给系统的损失。确保PLC周围的运行环境，及时排除干扰因素，实施24小时监控。

加强人员的技术培训，提高业务能力和自身素质修养，鼓励员工学习新技术、新的方法和技巧来提高工作质量。

4 总结

面对如今高科技迅猛发展的形势，在任何领域如果想要健康长远的发展，就必须不断的学习掌握新的技术，只有对新技术和设备做好充分的了解和学习并合理应用，才会真正的有所收获。PLC在电气控制方面发挥着巨大的推动作用，二者的融合将会在很大程度上促进电气控制行业的进步发展。

参考文献

[1]牛云.先进飞机电气系统计算机控制与管理系统主处理机关键技术研究[D].西北工业大学，2006.

[2]陈实. MW级风力发电系统单机电气控制技术研究――无功补偿和偏航控制系统[D].南京航空航天大学，2004.

[3]周石强，郭强，朱涛，刘旭东.电气控制与PLC应用技术的分析研究[J].中华民居(下旬刊)，2014，01：199.

[4]付焕森，李元贵.基于工程应用型人才培养的项目驱动教学与研究――以电气控制与PLC技术项目课程为例[J].大众科技，2012.

作者简介

张车(1981-)，男，江苏省张家港市人。本科学历。中级工程师。研究方向为电气自动化控制。

作者单位

张家港沙钢集团 江苏省张家港市 215600

电气控制与PLC技术的应用

摘 要：针对传统数控车床在自动化控制功能方面的薄弱，以CK6140普通数控车床为对象，详细探讨了数控车床的电气控制，基于PLC实现了数控车床的自动化改造功能，给出了详细的电气化、自动化改造的方案和控制结构，对于进一步提高PLC自动化控制技术在电气控制领域中的应用具有较好的借鉴意义。

关键词：电气控制;PLC技术;自动化;无人值守

1 引言

随着可编程逻辑控制器(PLC)技术的逐渐发展，很多工业生产要求实现自动化控制的功能，都采用PLC来构建自动化控制系统，尤其是对于一些电气控制较为复杂的电气设备和大型机电装备，PLC在电气化和自动化控制方面具有独到的优势，如顺序控制，可靠性高，稳定性好，易于构建网络化和远程化控制，以及实现无人值守等众多优点。基于此，PLC技术逐渐成为工业电气自动化控制的主要应用技术。

本论文主要结合数控机床的电气化功能的改造，详细探讨数控机床电气化改造过程中基于PLC技术的应用，以及PLC技术在实现数控机床自动化控制功能上的应用，以此和广大同行分享。

2 数控机床的电气化改造概述

数控机床的主要功能

数控机床是实现机械加工、制造和生产中应用的最为广泛的一类机电设备。数控机床依托数控化程序，实现对零部件的自动切削和加工。但是目前我国仍然有超过近1000万台的数控机床，主要依靠手动控制完成切削加工，无法实现基本的电气化和自动化控制。为此，本论文的主要的目的是基于PLC控制技术，实现数控机床的电气化改造，主要实现以下功能：

(1) 数控机床的所有电机、接触器等实现基于PLC的自动化控制;

(2)数控机床的进给运动由PLC控制自动完成，无需人工手动干预;

(3) 自动检测零部件切削过程中的相关参数，如加工参数、状态参数等等;

(4) 结合上位机能够实现对数控机床的远程控制，以达到无人值守的目的。

电气化改造的总体方案

结合上文对于数控车床的电气化、自动化改造的功能要求，确定了采用上位机与下位机结合的自动化改造方案。该方案总体结构分析如下：

(1) 上位机借助于工控机，利用工控机强大的图像处理能力，重点完成数控车床的生产组态画面显示，以及必要的生产数据的传输、保存、输出，同时还要能够实现相关控制指令的下达，确保数控车床能够自动完成所有切削加工生产任务。

( 2)下位机采用基于PLC技术的电气控制模式，由传感器、数据采集板卡负责采集数控车床的生产数据、环境数据、状态数据等所有参数，由PLC实现对相关数据的计算，并传输给上位机进行相关数据的图形化显示和保存;另一方面，PLC控制系统还接收来自于上位机的控制指令，实现对数控车床的远程控制。

(3) 对于数控车床最为关键的控制――进给运动的控制，利用PLC+运动控制板卡的模式实现电气化和自动化的控制。具体实现方式为：选用合适的运动控制板卡，配合PLC的顺序控制，对进给轴电机实现伺服运动控制，从而实现对数控车床进给运动的自动化控制。

3 数控车床电气化自动控制改造的实现

系统改造结构设计

数控车床的电气化自动控制改造，其整体结构如下图1所示，其整体结构主要由以下几个部分构成：

底层设备

底层设备主要包括两个方面，首先是实现数控车床自动切削加工运转等基本功能的必要电气、机电设备，如电源模块、电机模块等，这些机电设备能够保证数控车床的基本功能的稳定可靠的实现;其次，底层设备还包括各类传感器，比如监测电机转速、温度的速度传感器和温度传感器，监测进给轴运动进给量的光栅尺等，这些传感类和数据采集类设备为实现数控车床自动化控制提供了基础数据源。

本地PLC站

本地PLC站主要负责接收底层传感设备传送过来的传感参数、状态参数及其他检测参数，通过内部程序的运算，判断整个数控车床的工作状态，并将其中的重点参数上传到远程控制终端进行数据的图形化显示、存储、输出打印等操作;另一方面，本地PLC站同时还接收来自于远程控制终端所下达的控制指令，比如停机、启动等控制指令，PLC站通过对相应执行器(比如电机)的控制，从而实现自动化控制的功能。

远程控制终端

远程控制终端主要是依赖于工控机实现的上位机数据管理和状态监控，需要专门开发一套面向数控车床加工、生产和自动控制的软件程序，以实现对数控车床的远程化、网络化、自动化控制，真正实现无人值守的功能。

PLC电气控制系统的设计实现

本研究论文以CK6140普通数量机床为具体研究对象，详细探讨其电气化、自动化控制的改造。通过上文对机床改造方案和结构功能的分析，可以确定整个机床电气化、自动化改造，一共需要实现14个系统输入，9个系统输出。结合控制要求，这里选用日本三菱公司的FX2N-48MR型PLC，输入回路采用24V直流电源供电方式。根据对数控机床的各模块控制功能的分析，选用合适的接触器、继电器、开关、辅助触点等电气控制元件，与PLC共同实现对电气设备的控制，比如PLC通过接触器控制电机模块，PLC通过继电器控制电磁阀等部件，从而完成基于PLC控制的数控车床电气化改造。

4 结语

随着电气设备的越来越复杂，工业生产对于电气控制的要求也越来越高，基于PLC的自动化控制技术得到了广泛的应用，逐渐成为了当前工业自动化生产控制中的主流技术之一。采用PLC技术最大的优势在于实现自动化控制同时具有较高的可靠性和抗干扰能力，极大的避免了由于采用单片机技术而造成的系统不稳定现象。本论文结合电气控制详细探讨了PLC自动化技术的应用，给出了具体的系统设计实例，对于进一步提高PLC自动化技术的工业化应用具有很好的指导和借鉴意义。

参考文献：