数控机床电气控制14

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1、计算机技术本身的复杂性，编程难度大，对工作环境要求高，因此将继电器控制逻辑的简单易懂、操作方便等优点与计算机的可编程序、灵活通用等优点结合起来，做成一种能够适应工业环境的控制装置，就显得十分必要和迫切。可编程序控制器（ProgrammableController），简称PC或PLC。它是20世纪70年代以来在集成电路、计算机技术基础上发展起来的一种新型工业控制装置。它可以取代传统的继电器控制系统实现逻辑控制、顺序控制、定时、计数等各种功能，大型高档PLC能进行数字运算、数据处理、模拟量调节以及联网通信等，PLC迅速

2、地从早期的逻辑控制发展到伺服控制等领域。它具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻等优点，被广泛用于自动化控制的各个领域。PLC应用的不断普及，极大地促进了现代工业的进步与发展。（1）PLC定义可编程序控制器是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子系统，它采用了可编程序的存储器，用来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，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各类型机械的生产过程。定义强调了PLC是专为在工业环境下应用而设计的工业计算机。这种工业计算机采

3、用面向用户的指令，因此编程方便。它有丰富的输入/输出接口，具有较强的驱动能力，非常容易与工业控制系统联成一体，易于扩充。PLC产品并不是针对某一具体工业应用，其灵活标准的配置能够适应工业上的各种控制。在实际应用时，其硬件配置可根据实际需要选择，其软件则根据控制要求进行设计。（2）PLC特点PLC之所以高速发展，除了工业自动化的客观需要外，还因为它具有许多适合工业控制的独特优点。它较好地解决了工业控制领域中普遍关心的可靠、安全、灵活、方便和经济等问题，其主要特点如下：1）可靠性高，抗干扰能力强。PLC是专为工业控制而

4、设计的，可靠性高、抗干扰能力强是它最重要的特点之一。PLC的平均无故障间隔时间（MTBF）可达几十万小时。一般由程序控制的数字电子设备产生的故障有两种：一种是软故障，是由于外界恶劣环境，如电磁干扰、超高温、超低温、过电压及次电压等引起的未损坏系统硬件的暂时性故障；另一种是由多种因素而导致元器件损坏引起的故障，称为硬故障。PLC在硬件、软件上采取了以下提高可靠性的措施。硬件方面：隔离是抗干扰的主要手段之一。在微处理器与I/O电路之间，采用光电隔离措施，有效的抑制了外部干扰源对PLC的影响，防止外部高电压进入CPU模板

5、。滤波是抗干扰的有一主要措施。对供电系统及输入线路采用多种形式的滤波，可消除或抑制高频干扰。用良好的导电、导磁材料屏蔽CPU等主要部件可减弱空间电磁干扰。此外，对有些模板还设置了互锁保护、自诊断电路等。软件方面：①设置故障检测与诊断程序。PLC在每一次循环扫描过程的内部处理期间，检测系统硬件是否正常，锂电池电压是否过低，外部环境是否正常，如掉电、欠电压等。②状态信息保护功能。当软故障条件出现时，立即把现状态重要信息存入指定存储器，软硬件配合封闭存储器，禁止对存储器进行任何不稳定的读写操作，以防存储信息被冲掉。这样，

6、一旦外界环境正常后，便可恢复到故障发生前的状态，继续原来的程序工作。由于采取了以上抗干扰措施，PLC的可靠性、抗干扰能力大大提高。2）通用性好，组合灵活。只要改变输入/输出组件、功能模块和应用软件，同一台PLC可用于不同的受控对象。PLC的硬件采用模块化结构，可以灵活地组合以适应不同的控制对象、控制模块和控制功能的要求，给组成各种系统带来极大的方便。同时，PLC控制系统中的控制电路是由软件编程完成的，只要对应用程序进行修改就可以满足不同的控制要求，因此PLC具有在线修改能力，功能易于扩展，给生产带来了“柔性”，具有

7、广泛的工业通用性。3）编程简单，使用方便。PLC采用梯形图编程方式，既继承了传统控制线路的清晰直观的优点，又考虑到大多数工矿企业电气技术人员的读图习惯和微机应用水平，因此受到普遍欢迎。这种面向生产的编程方式，与目前微机控制生产对象中常用的汇编语言相比，更容易被操作人员掌握。4）功能完善，适应面广。PLC除基本的逻辑控制、定时、计数、算术运算等功能外，配合特殊功能模块还可以实现点位控制、过程控制、数字控制等功能，既可控制一台生产机械，又可控制一条生产线。PLC还具有通信联网的功能，可与上位计算机构成分布式控制系统。用

8、户只需根据控制的规模和要求，适当选择的PLC型号和硬件配置，就可组成所需的控制系统。5）PLC控制系统的设计、安装、调试和维护方便。PLC用软件编程取代了继电器控制系统中的中间继电器、时间继电器等器件，使控制系统的设计、安装工作量大大减少。PLC的程序大多可以在实验室进行模拟调试，然后在现场进行联机调试，既安全，又快速方便，减少了现场调试的工作量。PLC的故