1、PLC運行原理
PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，這個掃描過程分為讀輸入、程序執(zhí)行、寫輸出三個階段。整個過程進(jìn)行一次所需要的時間稱為掃描周期。PLC的基本組成部分可分為兩大部分，即硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。硬件主要有CPU、存儲器、輸入／輸出(u0)口、通信接口、編程器、電源等。軟件系統(tǒng)就是指管理、控制、使用PLC的程序，它有系統(tǒng)程序和用戶程序，系統(tǒng)程序側(cè)重于管理PLC的各種資源，控制各硬件的正常動作，方便廣大用戶的直接使用：用戶程序側(cè)重于使用、側(cè)重于輸入、輸出之間的控制關(guān)系。
PLC之所以采用統(tǒng)一輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出統(tǒng)一刷新這種循環(huán)工作方式，主要取決于PLC的研究目的。它的目的是代替?zhèn)鹘y(tǒng)的由繼電器、接觸器組成的控制系統(tǒng)。繼電器、接觸器控制裝置采用硬邏輯并行方式進(jìn)行工作，即一個繼電器的線圈得電或失電，該繼電器所有的觸點在繼電器控制回路中都會同時動作，發(fā)揮控制作用。而PLC實際上就是一臺計算機(jī)，每一時刻只能作一件事，因此為了模擬傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)的工作特點，只能統(tǒng)一采樣同一時刻的輸入狀態(tài)，然后執(zhí)行用戶程序，進(jìn)行邏輯運算，最后統(tǒng)一刷新輸出。這樣的循環(huán)掃描不斷進(jìn)行，只要掃描周期時間足夠短，則PLC與繼電器控制裝置的處理結(jié)果就沒有什么區(qū)別了。圖1為一個最簡單的采用PLC方式控制電路的電動機(jī)的控制電路。
圖l中，XOOOO、XOO01、X0002為PLC輸入端，YOOOO為PLC的輸出端。PLC在掃描的第一階段，統(tǒng)一采樣XOOOO、XOO01、X0002的輸入狀態(tài)；然后，通過執(zhí)行存儲在PLC內(nèi)的用戶程序，進(jìn)行邏輯運算；最后，在第三階段，根據(jù)運算結(jié)果，統(tǒng)一刷新輸出。從圖中可以看出．PLC中輸入、輸出的邏輯關(guān)系是由存儲在PLC內(nèi)的用戶程序來決定的，而傳統(tǒng)繼電器控制電路中，其輸入、輸出的控制功能是由實際布線來決定的。由于PLC采用軟件建立輸入、輸出信號間的控制關(guān)系，因此不用改變實際接線就可以實現(xiàn)控制功能的改變。這是它相對于傳統(tǒng)繼電器控制電路的最大優(yōu)點和本質(zhì)區(qū)別。根據(jù)PLC電路圖我們可以把圖l中方框中軟接線的內(nèi)容畫出來，得到PLC控制系統(tǒng)的等效電路圖，見圖2。
2、PLC的應(yīng)用
某廠一臺大型物料扒料輸送機(jī)，用于該廠萬噸物料散裝大庫，可自動將散裝物料送人傳送帶，進(jìn)入成品包裝。該裝置電氣控制系統(tǒng)十分復(fù)雜，需要不間斷地控制扒料機(jī)在整個空間三維方向上的各種運動。稍有不慎，位于軌道上的數(shù)百噸重的龐然大物就會打抖，甚至可能傾覆。該裝置采用傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，由十幾個子系統(tǒng)組成，光是原理控制圖就有幾十頁，其線路構(gòu)成也十分復(fù)雜。近年來，各電器元件已經(jīng)嚴(yán)重老化，存在許多故障隱患，并且由于系統(tǒng)采用的是全繼電器控制系統(tǒng)，線路構(gòu)成復(fù)雜，故障率較高。特別是一些進(jìn)口元件早已停產(chǎn)，備件來源無法保證，一旦部件損壞，會導(dǎo)致生產(chǎn)癱瘓。為了保障設(shè)備的長周期安全運行，必須對該臺裝置電氣系統(tǒng)進(jìn)行改造。
系統(tǒng)總體構(gòu)成以PLC控制柜為核心，由車內(nèi)操作臺、成品總控操作臺和上位監(jiān)控計算機(jī)（監(jiān)控操作室內(nèi)）組成，實現(xiàn)了司機(jī)室、總控室、監(jiān)控操作室三位一體的操作方式。監(jiān)控操作室用玻璃和散裝大庫完全隔開，操作人員一般就在監(jiān)控操作室內(nèi)操作，極大地改善了操作人員的工作環(huán)境。操作人員在監(jiān)控操作室內(nèi)操作，實現(xiàn)對扒料機(jī)和整個成品包裝輸送系統(tǒng)的遙控管理。改造中僅對扒料機(jī)電氣控制系統(tǒng)內(nèi)部作根本性改變（完全升級）而控制功能不作變化。設(shè)PLC控制站，選用大接點輸出可編程控制器，徹底取代傳統(tǒng)中繼，提高其可靠性(PLC選用日本OMRON 200H系列產(chǎn)品)，該PLC主要優(yōu)點之一是具有5A接點輸出容量，不需再用中間繼電器中轉(zhuǎn)。
該PLC控制站主要由下列硬件組成：
母板：C200H-BClOl-V2，2塊，每塊帶10單元；
輸入單元：C200H-OC226，12個單元，每單元16點獨立輸入；
輸出單元：C200H-OC224，5個單元，每單元8點獨立輸出；C200H-OC225，2個單元，每單元16點獨立輸出：
存儲單元：C200H-MR831，2個；
通訊單元：C200H-LK202，1個；
編程器：C200H-PR027：
擴(kuò)展電纜：C200H-LK202：
通訊：RS422。
該系統(tǒng)選用OMRON PLC產(chǎn)品。I/O輸入點數(shù)根據(jù)系統(tǒng)規(guī)格而定。由于RS422通訊速度快、抗干擾能力強(qiáng)、布線簡單，該系統(tǒng)選用RS422通訊方式與監(jiān)控站通訊。設(shè)上位監(jiān)控機(jī)站，開發(fā)成智能遙控操作臺，將大車上操作臺的全部功能復(fù)制轉(zhuǎn)移到環(huán)境較好的控制室內(nèi)的上位機(jī)上。PLC控制站就是整個PLC控制系統(tǒng)的核心，其用戶程序存儲在存儲單元C200H-MR831中。例如，其中有這樣一個動作的邏輯關(guān)系是這樣的：
條件邏輯運算結(jié)果=( (IROOOOO xIROOOOl)+IR00200) xIR00002xIR00003
對應(yīng)的梯形圖程序如下：
改造完成后，按要求提供了完整的技術(shù)資料，資料包括程序清單、PLC梯形圖、PLC接線圖、端子接線圖、系統(tǒng)配置圖、操作手冊、PLX監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)手冊等。至此，以PLC控制為核心控制，形成了PLC、工控機(jī)、計算機(jī)通訊及工控軟件技術(shù)結(jié)為一體的PLC控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過把復(fù)雜的電氣原理圖轉(zhuǎn)化成梯形圖，從而形成PLC控制程序而完全取代了繼電器控制系統(tǒng)。數(shù)千根控制線、數(shù)百小型繼電器、中間繼電器、時間繼電器、信號繼電器被一條條PLC程序所替代。系統(tǒng)構(gòu)成簡單，性能可靠，方便維護(hù)，便于操作，實現(xiàn)了從傳統(tǒng)技術(shù)到高新技術(shù)的跨越，實現(xiàn)了數(shù)字化、信息化。
3、結(jié)語
應(yīng)用實例證明，由于采用了先進(jìn)的PLC控制技術(shù)及軟件，很容易根據(jù)生產(chǎn)過程進(jìn)行PLC程序編寫并修改PLC編程軟件，對于復(fù)雜的程序還可通過上位機(jī)進(jìn)行寫入和修改，傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)中的各種故障則可從根本上解決。電氣故障直接顯示在屏幕上，故障對應(yīng)的設(shè)備一目了然，使現(xiàn)場電氣維護(hù)、檢修十分方便，大大減輕了維修工人和操作工人的勞動強(qiáng)度，提高了工作效率。該系統(tǒng)還可和企業(yè)內(nèi)其它局域網(wǎng)聯(lián)接，實現(xiàn)整個生產(chǎn)系統(tǒng)管控一體化。PLC技術(shù)將使我國工業(yè)控制裝置產(chǎn)生革命性變化，使得工業(yè)裝置的數(shù)字化、程序化、自動化跨人世界先進(jìn)行列。
相關(guān)輸送機(jī)產(chǎn)品：
1、皮帶輸送機(jī)
2、刮板輸送機(jī)
3、斗式提升機(jī)
