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PLC的工作过程其实也就是跟照明灯差不多一样的工作原理，只是PLC通过内部的一系列的系统程序开带动外负载而已，PLC输入信号通过采样才能接收、然后再到执行程序、后才输出！它是这么一个工作原理，PLC吸收信号通过诊断键入的命令是否有误、然后才能进入采样、进入采样再到程序执行、后就是输出处理，扫描阶段：将输入现场信号扫描到输入映像寄存器，将输出映像寄存器去驱动外负载！以上就是整个工作过程、所以呢学习PLC编程也不难，只要去了解所运用的指令与各指令的作用、加上熟悉梯形图就能学会，就是说学习PLC编程就知道以上的那些基础，虽然书本上一大堆的文字与一些PLC的构成加上一些内部系统程序介绍与讲解，其实那些都不是、它紧紧只是为了让我们去的熟悉PLC，至于学习编程的那一部分就有点难度了，基本的学习工具不说要拥有PLC，那起码也要有一台电脑，没有电脑基本完成不了这个学习，熟悉指令的运用与作用是懂的，的就是有人指点，要是有人指点学会PLC编程不成问题，不过要先自己去学习过，遇到不懂的才去问，要是自己没有认真去学习就问别人，那肯定学不会！什么样的心态就有什么样的过程、结果是从过程中取决出来的，我们不一定要上了大学拥有高学历高文化也能学会，心态会给你一切的！所以千万不要对我说你学历多高、有多聪明什么的，其实我压根就没把你放在眼里！也不要说自己小学都没毕业学不会这东西、自己笨什么之类的！其实只要有理解能力和看懂文字就能做到了，而且世界上没有笨的人、只有不愿动脑、不肯努力的人！铁柱都能磨成针、这点小事情算什么？
          PLC的工作原理以及相关的一些基本内容在这个学习过程中很重要、以我个人的学习经验得出的一个结论，下一个程序的学习就是解图与了解熟悉它的指令作用与运用，据书本的介绍与讲解、其实PLC内部电路的工作原理跟硬件的工作原理差不多，PLC内部有计数器CNT和许多软继电器或继电器软触点软接线，驱动一个负载是由一些感应器或一些开关给信号PLC、然后PLC通过接收了外部硬电路给入的信号经过每个阶段的程序一步一步的接受、后再到输出！固定化的程序就不说了，那些都是制造厂家采用ROM存储不变程序的！关于后备电池一般采用锂电池作为后备电池，寿命5年至十年，若经常带负载一般2至5年！关于PLC的I/O点数容量分为三种：小型机256点以下，中型机256至1024点之间，大型机1024点以上，提供给用户的可用资源通常用K字KW、K字节BK、或K位来表示，其中1K=1024，也有的PLC直接用所能存放的程序量表示，在一些PLC中存放的程序的地址单位为步，每一步占用两个字节，一条指令一般为一步，功能复杂的基本指令及功能指令往往有若干步、I/O点数是指外部I/O端子的数量，它决定了PLC可控制的输入开关信号和输出开关信号的总体数量！现场的输入信号通过光偶合器到输入数据寄存器，再通过数据总线送给CPU，PLC的输入单元通常有三种类型：直流12至24V输入，交流100至120V或200至240V输入，交直流12至24V输入，外部输入开关通过输入端子与PLC相连接！输出电路的负载电源由外部提供，电源电压大小应根据输出器件类型与负载要求来确定，允许输出电流在0点5至2安，额定值与负载性质有关，电源部件将交流电源转换成提供PLC的处理器、存储器等电子电路工作所需要的直流电源，使PLC能正常工作，它的好坏直接影响PLC的功能和性！PLC一般使用220伏交流电源或24伏直流电原，内部的开关电源为各模块提供DC5V、正负12V、24V等直流电源！驱动PLC负载的电源一般由用户提供！PLC是顺序地执行其内部存储的程序来完成某一工作任务的、程序的输入装置称为编程器！智能接口模块是一个立的计算机系统，从模块组成结构上看、它有自己的CPU、系统程序、存储器以及接口电路等，它与PLC的CPU通过系统总线相连接，进行数据交换，并在CPU模块的协调下立地进行工作！工作过程：PLC控制任务的完成是在硬件的支持下，通过执行反映控制要求的用户程序来实现的！PLC确定了工作任务，装入了程序成为一种机，它采用循环扫描的工作方式，系统工作任务管理及用户程序的执行通过循环扫描的方式来完成！巡回扫描的工作机制：初始化，PLC上电后进行系统初始化，内部继电器区、复位定时器等！通信服务与自诊断阶段，在此阶段、PLC中的CPU完成一些与编程器或其他外部设备的通信，完成数据的接收和发送任务、响应编程器键入的命令、新编程器显示内容、新时钟和特殊寄存器内容工作，程序语法一旦出错或异常，CPU能跟据错误类型和程序内容产生提示信息，甚至停止扫描或强制为S**状态！执行用户程序扫描阶段：此阶段包括输入采样、程序执行、输出处理3个阶段！数据I/O扫描阶段：此阶段将输入现场信号扫描输入映像寄存器，将输出映像寄存器的去驱动生产现场！PLC的工作过程：在正常情况下，一个用户程序扫描周期由3个阶段组成：输入采样阶段、程序执行阶段、输出处理阶段，PLC的模块CPU不能直接与外部接线端子联系，送到PLC端子上的输入信号、然后经过电平转换、光电隔离、滤波处理等一系列电路进入缓冲器等待采样，没有CPU采样允许，外界信号是不能进入内存的，在PLC的存储器中有一个专门存放I/O信号状态的区域，称为输入映像寄存器和输出映像寄存器！PLC梯形图中别的编程元件也有对应的映像存储区，它们称为元件映像寄存器！在输入处理阶段，PLC现场全部输入设备如按钮、速度继电器等的接通/断开状态读入输入映像寄存器，外接输入设备的触点接通时，对应的输入映像寄存器为1，梯形图中对应的输入继电器的动合触点接通，动断触点断开。外接的输入触点电路断开时，对应的输入映像寄存器为0，梯形图中对应的输入继电器的动合触点断开，动断触点接通！值得注意的是，只有在采样时刻，输入映像寄存器中的内容才与输入信号一致，而其他时间范围内输入信号的变化是不会影响输入映像寄存器中的内容的，输入信号变化了的状态只能在下一个扫描周期的输入处理阶段被读入！因此，如果输入是脉冲信号、则该脉冲信号的换度大于一个扫描周期、才能**在任何情况下该输入均能被读入！程序执行阶段：PLC的用户程序由若干条指令组成，指令在存储器中按步序号顺序排列，根据PLC梯形图程序扫描原则，按先左后右、先上后下的原则逐句扫描执行用户程序，直至用户程序结束之处！但遇到程序跳转指令，则根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址！PLC执行指令程序时，要读入输入映像寄存器的状态ON或OFF，既1或 0和元件映像寄存器中有关编程元件的状态ON或OFF，既1或0，CPU按程序给定的要求进行逻辑运算和算术运算，运算结果存入相应的元件映像寄存器，把将要向外输出的信号存入输出映像寄存器，并由输出锁存器保存！输出处理阶段：在输出处理阶段，CPU将输出映像寄存器的状态ON或OFF，既1或0传送到输出锁存器，梯形图中某一输出继电器的线圈得电时，对应的输出映像寄存器为1状态！信号经输出模块隔离和功率放大后，继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈得电，其动合触点闭合，使外部负载通电工作！一次动作后等待下一次扫描周期到来才会被刷新、这样才能进行二次动作，称为集中输出方式！输入映像区、输出映像区集中在一起就是一般所称的I/O映像区，映像区的大小随系统I/O信号的多少，既I/O点数而定！I/O映像区的设置，使计算机执行用户程序所需信号状态及执行结果都与I/O映像区发生联系，只有计算机扫描执行到I/O服务过程时，CPU才从实际的输入点读入有关信号状态，存放于输入映像区，并暂时存放在输出映像区内的运行传送至实际输出点！

一、选择合适的网络
对于一个自动化工程(特别是中大规模控制系统)来讲，选择网络是很重要的，甚至有人提出了“网络就是控制器”的概念。，网络是开放的，以方便不同设备的集成及未来系统规模的扩展；其次，针对不同网络层次的传输性能要求来选择网络的形式，这在较深入地了解该网络标准的协议、机制的前提下进行；另外，综合考虑系统成本、设备兼容性、现场环境适用性等具体问题，确定不同层次所使用的网络标准。一个实时系统的性能可从时间、性和应用对象三个方面来衡量。

二、掌握PLC扫描原理
与其它控制设备比较，PLC重要的特征是“扫描”。PLC上电后，自动重复执行程序扫描和I/O扫描，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O 映象区中相应的单元内，输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段，即使输入状态和数据发生变化，I/O 映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。在用户程序执行阶段，PLC按由上而下、先左后右的顺序依次地扫描程序（梯形图），根据逻辑运算的结果，刷新RAM存储区或I/O映象区对应单元的状态。在输出刷新阶段，（信息来源：//www..cn）根据I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设，这时，才是PLC 的真正输出。可见，采用PLC程序控制的过程和结果与继电器逻辑回路是有区别的，特别是涉及到梯级的次序、脉冲信号的捕捉等，与PLC的扫描原理是密切相关的。实践中，大量的程序问题均源于此，常常会出现不可思议的。因此，设计PLC程序，精通PLC的基本原理。

三、力求结构化程序设计
提高程序的质量，提高编程效率，使程序具有良好的可读性、性、可维护性以及良好的结构，是每位程序设计者的目标。IEC61131-3是电工(IEC)于1999年推出的用于工业控制领域的标准化编程语言，具有开放性、可移植性、结构化编程和结构化数据、检错和纠错能力强等特点，适用于PLC编程。采用结构化程序设计，便于构造程序(尤其是复杂的程序)、多人设计，调试以及软件管理。虽然软件工程的思想已被绝大部分程序员所接受，但要将这种思想转化为软件开发过程中的自觉行为却不是一件很容易的事。

四、重视抗干扰措施
自动化系统应用于恶劣的工业现场，抗干扰措施尤为重要。实践中，经常出现由于干扰导致调试失败甚至设备损坏的事例。自动化系统的干扰，有以下3类来源：
1)空间辐射干扰；
2)系统外部线路，包括电源线、信号线、接地系统等引入的干扰；
3)系统内部电磁辐射及线路干扰。

五、针对这些干扰，在工程实施中要考虑以下措施：
1)在系统结构设计与设备选型时，充分考虑环境适应性和电磁兼容性；
2) 采用性能优良的电源，抑制电网引入的干扰；
3)合理选择和敷设电缆、电线；
4)硬件上采取隔离装置或滤波装置；
5)软件上采取提高性的措施，如数字滤波、定时校正参考点电位、信息冗余等；
6)正确选择接地方式，一般采用一点接地和串联一点接地。

PLC的功能非常丰富。这主要与它具有丰富的处理信息的指令系统及存储信息的内部器件有关。
    它的指令多达几十条、几百条，可进行各式各样的逻辑问题的处理，还可进行各种类型数据的运算。凡普通计算机能做到的，它也都可作到。
    它的内部器件，即内存中的数据存储区，种类繁多，容量宏大。I/O继电器，可以用以存储入、出点信息的，少的几十、几百，多的可达几千、几万，以至10几万。这意味着它可进行这么多I/O点的入出信息变换，进行这么大规模的控制。
    它的内部种种继电器，相当于中间继电器，数量多。内存中一个位就可作为一个中间继电器，怎么不多！
    它的计数器、定时器也很多，是继电电路所望尘莫及的。小小的箱体或模块，其内部定时器、计数器可达成百、成千。这也是因为只要用内存中的一个字，再加一些标志位，即可成为定时器、计数器，所以才那么多。
    而且，这些内部器件还可设置成丢电保持的，或丢电不保持的，即上电后予以清零的。以满足不同的使用要求。这些也是继电器件所难以做到的。
    它的数据存储区还可用以存储大量数据，几百、几千、几万字的信息都可以存，而且，掉电后还不丢失。
    PLC还有丰富的外部设备，可建立友好的人机界面，以进行信息交换。可送入程序，送入数据，可读出程序，读出数据。而且读、写时可在图文并茂的画面上进行。数据读出后，可转储，可打印。数据送入可键入，可以读卡入，等等。
    PLC还具有通讯接口，可与计算机链接或联网，与计算机交换信息。自身也可联网，以形成单机所不能有的大的、地域广的控制系统。
    PLC还有强大的自检功能，可进行自诊断。其结果可自动记录。这为它的维修增加了透明度，提供了方便。
    丰富的功能为PLC的广泛应用提供了可能；同时，也为工业系统的自动化、远动化及其控制的智能化创造了条件。     像PLC这样集丰富功能于一身，是别的电控制器所没有的；是传统的继电控制电路所无法比拟的。

PLC的输出类型有继电器和晶体管两种类型，两者的工作参数差别较大，使用前需加以区别，以免误用而导致产品损坏。本文简要介绍了继电器和晶体管输出的特点及使用中的注意事项。

 继电器和晶体管输出工作原理

继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的（如图1所示）。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。从继电器的工作原理可以看出，它是一种机电元件，通过机械动作来实现触点的通断，是有触点元件。

晶体管是一种电子元件，它是通过基电流来控制集电与发射的导通。它是无触点元件。

继电器与晶体管输出的主要差别

由于继电器与晶体管工作原理的不同，导致了两者的工作参数存在了较大的差异，下面以艾默生EC系列PLC相关数据为例进行比较说明（输出口主要规格参见表1）

（1）驱动负载不同

继电器型可接交流220V或直流24V负载，没有性要求；晶体管型只能接直流24V负载，有性要求。

继电器的负载电流比较大可以达到2A，晶体管负载电流为0.2-0.3A。同时与负载类型有关，具体参见表1。

表1 输出端口规格

    2）响应时间不同

继电器响应时间比较慢（约10ms-20ms），晶体管响应时间比较快，约0.2ms-0.5ms，Y0、Y1甚至可以达到10 us。

（3）使用寿命不同

继电器由于是机械元件受到动作次数的寿命限制，且与负载容量有关，详见表2，从表中可以看出，随着负载容量的增加，触点寿命几乎按级数减少。晶体管是电子原件只有老化，没有使用寿命限制。

表2 继电器使用寿命

继电器与晶体管输出选型原则

继电器型输出驱动电流大，响应慢，械寿命，适用于驱动中间继电器、接触器的线圈、指示灯等动作频率不高的场合。晶体管输出驱动电流小，频率高，寿命长，适用于控制伺服控制器、固态继电器等要求频率高、寿命长的应用场合。在高频应用场合，如果同时需要驱动大负载，可以加其他设备（如中间继电器，固态继电器等）方式驱动。

驱动感性负载的影响

继电器控制接触器等感性负载的开合瞬间，由于电感具有电流具有不可突变的特点，因此根据U=L*（dI/dt），将产生一个瞬间的尖峰电压在继电器的两个触点之间，该电压幅值过继电器的触点耐压的降额；继电器采用的电磁式继电器，触点间的耐受电压是1000V（1min），若触点间的电压长期的工作在1000V左右的话，容易造成触点金属迁移和氧化，出现接触电阻变大、接触不良和触点粘接的现象。而且动作频率越快现象越严重。瞬间高压如下图2所示，持续的时间在1ms以内，幅值为1KV以上。晶体管输出为感性负载时也同样存在这个问题，该瞬时高压可能导致晶体管的损坏。

因此当驱动感性负载时应在负载两端接入吸收保护电路。当驱动直流回路的感性负载（如继电器线圈）时，用户电路需并联续流二管（需注意二管性）；若驱动交流回路的感性负载时，用户电路需并联RC浪涌吸收电路，以保护PLC的输出触点。

使用中应注意的事项

目前市场上经常出现继电器问题的客户现场有一个共同的特点就是：出现故障的输出点动作频率比较快，驱动的负载都是继电器、电磁阀或接触器等感性负载而且没有吸收保护电路。因此建议在PLC输出类型选择和使用时应注意以下几点：

（1）一定要关注负载容量。输出端口须遵守允许大电流限制（如表1所示），以保输出端口的发热限制在允许范围。继电器的使用寿命与负载容量有关，当负载容量增加时，触点寿命将大大降低（如表2所示），因此要特别关注。

（2）一定要关注负载性质。根据4节的分析，感性负载在开合瞬间会产生瞬间高压，因此表面上看负载容量可能并不大，但是实际上负载容量很大，继电器的寿命将大大缩短，因此当驱动感性负载时应在负载两端接入吸收保护电路。尤其在工作频率比较高时务必增加保护电路。从客户的使用情况来看，增加吸收保护电路后的改善效果十分明显。

根据电容的特性，如果直接驱动电容负载，在导通瞬间将产生冲击浪涌电流，因此原则上输出端口不宜接入容性负载，若有必要，需**其冲击浪涌电流小于规格（见表1）说明中的大电流。

（3）一定要关注动作频率。当动作频率较高时，建议选择晶体管输出类型，如果同时还要驱动大电流则可以使用晶体管输出驱动中间继电器的模式。当控制步进电机/伺服系统，或者用到高速输出/PWM波，或者用于动作频率高的节点等场合，只能选用晶体管型。PLC对扩展模块与主模块的输出类型并不要求一致，因此当系统点数较多而功能各异时，可以考虑继电器输出的主模块扩展晶体管输出或晶体管输出主模块扩展继电器输出以达到配合。

事实证明，根据负载性质和容量以及工作频率进行正确选型和系统设计，输出口的故障率明显下降，客户十分满意。

 在应用PLC高速计数器时往往会碰到如下一系列问题，计数器与输入计数脉冲信号的脉冲电平不匹配。如旋转编码器、光栅尺数据输出是TTL电平，而PLC高速计数器为确保工业现场的高抗干扰性能，却要求接受的是0 - 24v传输脉冲信号、又有的编码器为了提高编码性，提供A+、A-，B+、B-，Z+、Z- 对称反相的编码计数脉冲或者是提供A+、A-，B+、B-，Z+、Z- 对称反向的正弦矢量差分、差模信号，但PLC高速计数器要求接收的是单相计数脉冲。而使用者没有选择用到合适的转换接口而放弃了其中一相（编码器本因为要提高系统工业现场抗干扰能力，而提供的双相计数脉冲信号）进行计数。

又如在应用旋转编码器、光栅尺的场合非单方向匀速运动，其运动速度是时快时慢、时动时静止、时正时反的不确定性、或者在运动速度非常低的场合，如果接口没有匹配处理好是非常容易发生计数误差的。还有脉冲距离稍长些，脉冲传输过程中会产生脉冲波形奇变。

有许多应用场合虽然计数脉冲频率不高，而忽略了PLC高速脉冲计数器对计数脉冲的前后沿口是有速率要求（脉冲形成的上升、下降沿口响应速度要陡峭），尤其是在应用线数比较高的编码器在低速运行时，由于机械运动必然产生细微斗动或者编码器前级安有变速齿轮，就很容易会引起编码脉冲前后沿口上出现锯齿口。还有长期机械运动产生机械磨损，使间隙变大也会引起编码脉冲前后沿口上出现锯齿口。

在工业现场的干扰是错综复杂的，由来自控制现场如电动机的启动停止、大电流接触器的切换、可控硅的调相干扰、电弧电脉冲、电磁波等等复杂的干扰群，那纵向和横向电磁干扰是罗列不完。

问题终综合反映在计数脉冲上，产生了寄生毛刺信号或寄生干扰脉冲，寄生毛刺脉冲如果没有得到有效的遏止整形。所以必然会导致PLC高速计数器的计数精度不稳定、不、产生累计误差、经常会碰到偶发性的计数出错等一系列问题。

所以许多部件在实验室做模拟试验时是完好无误的，而一旦到了工业现场却出现种种不正常的现象。这往往是因为忽略了系统设计的整体概念，各个系统与系统之间的不匹配所产生的系统性干扰。它会直接影响到PLC控制精度，使得原本为了提高控制精度而设置的功能，却发挥不了本该提的效果。即理论设计精度与实际得到的效果差距甚远。有时误认为PLC高速计数器质量有问题、编码器有故障、码盘线数还不够多。且没有找到问题的真迹在哪里而无从着手，也没有采取有效克服措施或者没有找到有效的克服干扰的方法。

为此我们针对这些在国内电气系统、工业自动化控制系统普遍存在而又常见的有共性的技术问题，专门精心比照分析，研究了许多国外引进的大系统集成项目，自动化控制程度比较高的比较经典的控制系统时。发现有许多是常被我们设计师所忽略的细节，往往认为是“多余”的或者是认为可以“节省”开销的部件，似乎那些接口件去掉可以工作，有些部件当下去掉确实反映不出有无的变化和必要性。尤其是在当前市场竞争白日化，比价竞争为竞标的不明智压力下。常常是会在做设计时从成本角度考虑被“精简”掉了。从而往往会形成许多国产化系统先天不足后天失调，在现场系统调试时常常卡口。在现场采取应急措施，此时所采取措施常常是不十分完善的治标不治本小仓贴。系统不也就自然的了，反倒使工程日后无形的维护费用变大，似乎和前期项目投入是互不关联的两家之的事。其实质原因问题还是在自身，非常值得我们反思。

我们对那些可“精简多余”接口部件进行分析研究后又在工业现场实地试验后方知，它在构成系统整体集合时存在的必要性，选好对应匹配的接口，是对系统长期稳定运行的。尤其是度要求比较高的机械电气合一的数控项目中尤为重要。

为此我们引进了上而又成熟的接口技术，吸收消化了许多针对性细节的处理方法。专门设计了半国产化的MHM-02A/B型双高速光栅隔离耦合器接口模块和MHM-06双高速差模信号转换器接口模块，而且分别还有多种输入输出方式组合，可以满足国内外现有各种形式的旋转编码器、光栅尺与各种PLC控制器的要求。它已经在许多PLC数控系统上，尤其是在那些“问题系统”上、和在老系统进行数控改造项目上，实际应用得到了验证。使许多项目控制精度有非常**提高，使理论设计精度与实际得到的效果吻合。的确是“多”而不“余”，着实能解决掉问题，起到事半功倍的效果。

摘要：水力除焦电气控制系统是以除焦控制阀为，综合了气动隔断阀、高压水泵、钻机绞车以及供水、供油等系统协调动作，进行运行和联络的电控系统。通过采用可编程序控制器代替传统的继电器逻辑控制电路，提高了整个控制系统的性，同时，又使整个系统具有了良好的可维护性。

关键词：PLC（Programmable Logic Controller） 继电器 延迟焦化

我厂30万吨/年延迟焦化装置，是由中石化洛阳设计院设计，于1992年动工，次年10月竣工投产。整个装置由反应、分馏、吸收稳定三部分组成，可生产瓦斯、汽油、柴油、蜡油和石油焦子等产品。其除焦方式为井架水力除焦。


一、 水力除焦电气控制系统简介

水力除焦电气控制系统是以除焦控制阀为整个系统的组件，综合使用了气动隔断阀、高压水泵、钻机绞车以及供水、供油等系统，由各系统协调动作运行和联络的电气控制系统。系统采用了的工业控制装置及技术，选用了日本Omron公司的C—200H型可编程序控制器（PLC），美国A、B公司生产的无触点接近开关。通过采用可编程序控制器代替传统的继电器逻辑控制电路，提高了整个控制系统的性，同时，又使整个系统具有了良好的可维护性。


二、 可编程控制器

可编程控制器，简称PLC（Programmable Logic Controller），是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年电工（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：

“PLC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装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”


三、 水力除焦电气控制系统的组成

水力除焦电气控制系统包括高压泵房电气控制柜，塔正压防爆操作盘及塔底联络开关箱等组成。

随着国内外基建行业技术水平的迅猛发展，市场对金刚石粉末锯片、砂轮、磨料等人造金刚石制品的需求量越来越大。随之而来的是生产人造金刚石的设备走俏市场，其中，六面金刚石压机以其操作简便、生产成本相对较低等优点占据了的较大份额。

1、人造金刚石是利用石墨可在高温、高压的环境中，在触媒的催化作用下，其原子结构发生改变，合成人造金刚石这一机理来实现的。六面金刚石压机可以利用机械、液压装置从六个方向向主机加压，在主机硬质合金锤的作用下使生产原料形成一个密封的正方体高压容腔，同时通过的电加热装置对该腔体加热，该腔体就可以产生合成人造金刚石所需的高温、高压条件。整个设备的工作过程需要由电控系统与机械、液压系统相配合完成一系列工作。其中，电控系统主要通过对由大、小柱塞泵和二十余个电磁阀组成的液压系统以及电加热装置等的控制来完成自动、分段、调整等不同模式下的工作。整个设备可以说是一种典型的机、电、液一体化集成产品。

2、压机电控系统的硬件设计
传统的金刚石压机电控系统由近三十个中间继电器、时间继电器、接触器等不同型号规格的低压电器组成逻辑控制线路，不仅故障率高且维修不便。当生产工艺进行调整，需要改变控制逻辑时改变硬件接线，变动起来十分麻烦。目前，整个压机的机械、液压系统从原材料到零部件都已经有了很大的改进，相比之下落后的电控系统已成为阻碍生产发展的“瓶颈”问题。
七十年代初，美国汽车工业为了适应生产的进一步发展，将可编程序控制器应用于生产线的自动控制中并获得了成功。到八十年代，微处理器被应用到PLC中，使其功能变的完善、优越，且做到了小型化甚至小型化。现在，PLC己被广泛应用于各个行业。综合各项指标，系统选用了日立公司E系列的E-64HR型PLC作为主控单元设计了压机新的电控模式。E-64HR共有64个I/O口，其中40个开关量输入口，24个输出口，内置式电擦除EEPROM可以**用户方便的完成程序和参数的修改和储存。PLC根据各输入口所接按钮、行程开关、电接点压力表、接触器等电器的信号的状态以及用户编制的软件程序自动控制各泵、电磁阀以及加热装置的动作完成整个生产过程。
E-64HR各输入口的内部线路图如图l所示，采用光电耦合方式有效的防止了外部干扰的窜入。输入电压DC21.6~26.4V、输入电流l0mA，在七年来数百台压机的跟踪服务统计中，没有发现由于输入单元自身故障出现误报，其线路工作还是的。其输出口内部线路图如图2所示，选用继电器接点输出方式时继电器线圈电压DC21V~27V、耗电10mA、触点容量2A、平均寿命20万次以上，可直接驱动接触器线圈、电磁阀线圈及指示灯等低功耗元件。
为了输出继电器的工作，设计中在所有线圈负载上均并联了阻容吸收装置。在对用户送回来的故障PLC的检修中，我们发现70%以上的故障仍出现在输出单元，一类是机内压敏电阻烧穿，另一类是输出继电器触点烧毁。经现场考察及分析发现，部分乡镇企业电源质量较差，原设计中输出口所需AC220V直接采用电网任意一相供电，电源波动大，直接导致了上述硬件故障。后改为采用加热装置中的交流稳压电源兼向输出口驱动电源供电，有效的减少了该类故障的发生。
总结不同地区、类型用户的使用情况，一些经验和教训是共性的PLC优越的性能、良好的抗干扰性已被大家所认同，发挥这一优势的前提条件是对其供电电源和屏蔽接地点的合理设计。PLC采用AC220V直接供电，其内部电源部分的稳、压、整流、滤波电路设置是比较完善的。但设计中仍需采用隔离变压器对其供电电源进行隔离，以**工况恶劣的场合下干扰不由电源窜入，提高系统性，一般可采用BKC-220/220V（60-100VA）的隔离变压器。其次，应引起注意的是所有厂家的PLC均有一个接地端子（GND），该端子是整机的屏蔽接地点，用户为其单设立接地（接地电阻<100Ω，接地线长度<20m），并注意合理选择接地的位置。有些用户将其接在电器设备的外壳上甚至接在零线上，这是十分错误的，不仅起不到屏蔽作用反而成为事故引入点。河北新河某厂错误的将该接地端子接于避雷系统接地上，雷雨时造成高压引入，造成整个车间数台PLC被烧毁。以上问题，尽管用户手册己强调，但仍有许多用户未引起注意，造成不必要的损失。
目前流行的六面压机均有大（11 K W）、小（1.5KW）两个柱塞泵，小泵主要是为了完成“保压”阶段的压力维持，避免大泵冲击过大，造成压力波动过大，影响金刚石的生长质量。经实验将大泵由变频器实现变频调速，取消小泵，从系统的“保压”效果、金刚石的生长情况以及整个设备的电能消耗等几个方面来看，结果都是令人满意的。虽由市场原因，该方案没能得以推广，但是将PLC、变频器、压力传感器、温度传感器以及低频电源技术结合起来，对电控系统进行较大的改进是下一步技术发展的必然。

PLC的软件设计
整个程序需按照液压动作图和工艺要求完成以下动作：启动工作按钮后，三个活塞缸在油压驱动下前进，至预定位置后由限位开关给出信号，三个缸依次停止；暂停一定时间后六缸同时加压，形成叶腊石密封仓；稍后，由增压器加压，到达一定压力时开始对密封仓通电加热并开始加热计时，同时继续升压至保压压力，开始保压并保压计时：其间如有压力泄露由小泵自动补压。加热和保压时间到后，系统泄压，六缸回位完成一个工作循环。
在编制程序的过程中，较多的使用了E系列的“FUN03”指令，如所示梯形图，其中6、215、T00等为外部输入信号、PLC内软中间继电器及PLC内时间继电器的代号，将它们按所需的与、或关系接在“FUN03”的置位端（S端），当S端输入信号为l时，如5+6·11=l时相应输出中间继电器200置1，此后即使S端为0，200仍为1，只有当215·23·l8=l时，即“FUN03”的R端置1时200才置零，故该项功能可以用R-S触发器来表述。
编程时把下一个动作的内部输出点（如201）接在上一个内部输出点（如200）的复位端（R），这样在每接入一个新动作的同时把上一个输出。再由200、201等上述的“FUN03”的输出单元进行逻辑组合去控制50、51等PLC输出继电器，进而完成对电磁阀、交流接触器等外围低压电器的控制。这样的设计不仅防止了在不同阶段输出继电器的误动作、相互干扰以及出现PLC软件编制中常犯的“双线圈”错误。并且，在由于需要修改工艺而调整动作顺序时，只需调整相应“FUN03”的控制方式即可，给修改工艺带来了大的方便。尽管有些型号的PLC不具有类似的“FUN03”功能，我们也可以的依据上述思路进行开发，对此将由另文进行详细介绍。依据我们多年来在不同工况下对不同厂家、型号的PLC使用经验看，这一思路是比较成功的。而且，我们将这一方法介绍给一些现场的技术人员，也得到了他们的认可和肯定。

3、结束语
PLC替代原有继电器控制模式后显示出了的优势，被生产厂家和用户所接受。93~96年间该压机成为石家庄煤械厂的主导产品之一，为该厂创造了的经济效益。由压机用户进行的统计表明：使用继电器进行控制的压机，由于电气故障造成的停产周平均4小时，由此造成每台压机年均经济损失八千元左右。采用PLC控制的压机，其工作性能稳定且各I/O指示简单、明了，大大缩短了维修时间，电气故障造成的停产降至周平均20分钟，特别是修改工艺时仅需进行程序的调整，省时、方便为用户创造了可观的经济效益。许多老式压机的用户要求帮助他们用PLC改造老压机，体现了在金刚石压机上使用PLC的成功。