PLC控制策略及编程实践 (plc控制策略)

一、引言

随着工业自动化水平的不断提高，PLC（可编程逻辑控制器）作为工业控制领域的核心设备，其应用越来越广泛。
PLC控制策略及编程实践对于实现工业自动化生产具有重要意义。
本文将详细介绍PLC控制策略的基本概念、原理、编程实践以及应用实例，帮助读者更好地理解和应用PLC控制策略。

二、PLC控制策略概述

1. PLC基本概念

PLC，即可编程逻辑控制器，是一种专门为工业环境设计的数字计算机。
它采用可编程的存储器，用于在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入/输出控制各种类型的机械设备或生产过程。

2. PLC控制策略原理

PLC控制策略主要基于计算机程序控制原理，通过程序实现对工业设备的控制。
其基本原理包括：循环扫描、输入输出刷新、定时控制、计数控制、算术运算等。
PLC控制器通过接收现场设备的输入信号，根据预先编写的程序进行逻辑运算，然后输出控制信号驱动现场设备，从而实现工业自动化控制。

三、PLC编程实践

1. 编程环境

PLC编程环境包括编程软件、通信接口和PLC硬件。
编程软件用于编写、调试和上传PLC程序；通信接口用于实现编程软件与PLC硬件之间的通信；PLC硬件是执行控制任务的实体。

2. 编程语言

PLC编程语言包括梯形图（LD）、指令列表（IL）、功能块图（FBD）、顺序功能图（SFC）等。
其中，梯形图是最常用的编程语言，具有直观、易懂、易编写等特点。

3. 编程步骤

（1）熟悉控制要求：详细了解被控对象的工艺流程、控制要求及设备间的连锁关系。

（2）设计控制方案：根据控制要求，设计合理的控制方案，包括选择PLC型号、配置输入输出模块等。

（3）编写程序：根据控制方案，使用PLC编程语言编写程序。

（4）调试程序：在模拟环境中调试程序，确保程序逻辑正确。

（5）上传程序：将程序上传到PLC硬件中。

（6）现场调试：在现场环境中进行调试，确保PLC控制系统满足要求。

四、PLC控制策略应用实例

1. 生产线自动化控制

在生产线自动化控制中，PLC控制策略广泛应用于物料搬运、机械加工、装配等环节。
通过PLC控制系统，可以实现生产线的自动化运行，提高生产效率。

2. 机电一体化设备控制

在机电一体化设备中，PLC控制策略用于控制设备的运动、位置、速度等。
例如，在数控机床、机器人等设备中，PLC控制系统实现设备的精准控制。

3. 环保设备控制

在环保设备中，PLC控制策略应用于污水处理、废气处理等环节。
通过PLC控制系统，可以实现环保设备的自动化运行，提高环保设备的处理效率。

五、结论

PLC控制策略及编程实践是工业自动化领域的重要组成部分。
通过深入了解PLC的基本原理、熟悉编程环境及语言、掌握编程步骤，可以实现PLC在生产线、机电一体化设备、环保设备等领域的广泛应用。
随着工业技术的不断发展，PLC控制策略将在未来发挥更加重要的作用。

熟悉控住对象、PLC选型及确定硬件配置、设计PLC的外部接线。 设计控制程序、程序调试和编制技术文件。 1 了解控制对象，确定控制要求 这一步是系统设计的基础。 首先应详细了解被控对象的全部功能和它对控制系统的要求，例如机械的动作，机械、液压、气动、仪表、电气系统之间的关系，系统是否需要设置多种工作方式（如自动、半自动、手动等），PLC与系统中其他智能装置之间的联系，是否需要通信联网功能，是否需要报警，电源停电及紧急情况的处理 ，在这一阶段，还要选择用户输入设备（按钮、操作开关、限位开关、传感器等）、输出设备（继电器、接触器、信号指示灯等执行元件），以及由输出设备驱动的控制对象（电动机、电磁阀等）。 此外还应确定哪些信号需要输入给PLC，哪些负载由PLC驱动，并分类统计出各输入量和输出量的性质，是开关量还是模拟量，是直流量还是交流量，以及电压的大小等级，为PLC的选型和硬件配置提供依据。 2 确定硬件配置，设计外部接线图 正确选择PLC对于保证整个控制系统的技术与经济性能指标起着重要的作用。 选择PLC，包括机型的选择。 容量的选择。 I/O模块的选择，电源模块的选择等。 根据被控对象对控制系统的要求，及PLC的输入量、输出量的类型和点数。 确定出PLC的型号和硬件配置。 对于整体式PLC，应确定基本单元和扩展单元的型号；对于模块式PLC，应确定框架（或基板）的型号及所需模板的型号和数量。 PLC硬件配置确定后，应对I/O点进行分配，确定外部输入输出单元与PLC的I/O点的连接关系，完成I/O点地址定义表。 分配好与各输入量和输出量相对应的元件后，设计出PLC的外部接线图。 其他部分的电路原理图、接线图和安装所需的图纸，以便进行硬件装配。 3 设计控制程序 在硬件设计的基础上，通过控制程序的设计完成系统的各项功能。 对于较简单的控制系统可以使用经验法直接设计出梯形图。 4 程序调试 控制程序是控制整个系统工作的软件，是保证系统工作正常、安全、可靠的关键。 因此，控制系统的设计必须经过反复调试、修改，直到满足要求为止。 程序的调试可以分为两步。 （1）模拟调试。 用户程序一般先在实验室进行模拟调试，实际的输入信号可以用手动开关和按钮来模拟，各输入量的通断状态用PLC上对应的发光二极管来显示，一般不用接PLC实际的负载（如接触器、电磁阀等）。 实际的反馈信号（如限位开关的接通等）可以根据流程图，在适当的时候用开关和按钮来模拟。 在调试时应充分考虑各种可能的情况，系统的各种不同的工作方式，有选择序列的流程图中的每一条支路，各种可能的进展路线，都应逐一检查，不能遗漏。 发现问题后及时修改程序，直到在各种可能的情况下输入量与输出量之间的关系完全符合要求。 如果程序中的某些定时器或计数器的设定值过大，为了缩短调试时间，可以在调试时将它们减小，模拟调试结束后再写入它们的实际设定值。 （2）现场调试。 现场调试要等到系统其他硬件安装和接线工作完成后才能进行。 在设计和模拟调试程序的同时就可以设计、制作控制台或控制柜，PLC之外的其他硬件的安装、接线工作可以同时进行、以缩短整个工程的周期。 完成以上工作后，将PLC安装到控制现场，进行联机总调试，并及时解决调试时发现的软件和硬件方面的问题。 5 编制技术文件 系统交付使用后，应根据调试的最终结果整理出完整的技术文件，并提供给用户，以利于系统的维修和改进。 技术文件主要如下：（1）可编程序控制器的外部接线图和其他电气图纸。 （2）可编程序控制器的编程元件表，包括程序中使用的输入输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器、状态寄存器等的元件号、名称、功能以及定时器、计数器的设定值等。 （3）带注释的梯形图和必要的文字说明（4）如果梯形图是用顺序控制法编写的，应提供顺序功能图或状态表。