兰州西门子中国授权代理商触摸屏供应商

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一、PLC的基本应用 

初，PLC主要用于开关量的逻辑控制。随着PLC技术的进步，它的应用领域不断扩大。 
如今，PLC不仅用于开关量控制，还用于模拟量及数字量的控制，可采集与存储数据，还可对控制系统进行监控；还可联网、通讯，实现大范围、跨地域的控制与管理。PLC已日益成为工业控制装置家族中一个重要的角色。。 
3.1用于开关量控制 
PLC控制开关量的能力是很强的。所控制的入出点数，少的十几点、几十点，多的可到几百、几千，甚至几万点。由于它能联网，点数几乎不受限制，不管多少点都能控制。 
所控制的逻辑问题可以是多种多样的：组合的、时序的；即时的、延时的；不需计数的，需要计数的；固定顺序的，随机工作的；等等，都可进行。 
PLC的硬件结构是可变的，软件程序是可编的，用于控制时，非常灵活。必要时，可编写多套，或多组程序，依需要调用。它很适应于工业现场多工况、多状态变换的需要。 
用PLC进行开关量控制实例是很多的，冶金、机械、轻工、化工、纺织等等，几乎所有工业行业都需要用到它。目前，PLC用的目标，也是别的控制器无法与其比拟的，就是它能方便并地用于开关量的控制。 
3.2用于模拟量控制 
模拟量，如电流、电压、温度、压力等等，它的大小是连续变化的。工业生产，特别是连续型生产过程，常要对这些物理量进行控制。 
作为一种工业控制电子装置，PLC若不能对这些量进行控制，那是一大不足。为此，各PLC厂家都在这方面进行大量的开发。目前，不仅大型、中型机可以进行模拟量控制，就是小型机，也能进行这样的控制。 
PLC进行模拟量控制，要配置有模拟量与数字量相互转换的A／D、D／A单元。它也是I/O单元，不过是特殊的I/O单元。 
A/D单元是把外电路的模拟量，转换成数字量，然后送入PLC。D/A单元，是把PLC的数字量转换成模拟量，再送给外电路。 
作为一种特殊的I/O单元，它仍具有I/O电路抗干扰、内外电路隔离，与输入输出继电器（或内部继电器，它也是PLC工作内存的一个区。可读写）交换信息等等特点。 
这里的A/D中的A，多为电流，或电压，也有为温度。D/A中的A，多为电压，或电流。电压、电流变化范围多为0～5V，0～10V，4～20mA。有的还可处理正负值的。 
这里的D，小型机多为8位二进制数，中、大型多为12位二进制数。 
A/D、D/A有单路，也有多路。多路占的输入输出继电器多。 
有了A/D、D/A单元，余下的处理都是数字量，这对有信息处理能力的PLC并不难。中、大型PLC处理能力强，不仅可进行数字的加、减、乘、除，还可开方，插值，还可进行浮点运算。有的还有PID指令，可对偏差制量进行比例、微分、积分运算，进而产生相应的输出。计算机能算的它几乎都能算。 
这样，用PLC实现模拟量控制是可能的。控制的单位值可小到212分之一的测量程值，多数也是足够的。 
PLC进行模拟量控制，还有A/D、D/A组合在一起的单元，并可用PID或模糊控制算法实现控制，可得到很高的控制质量。 
用PLC进行模拟量控制的好处是，在进行模拟量控制的同时，开关量也可控制。这个优点是别的控制器所不具备的，或控制的实现不如PLC方便。 
当然，若纯为模拟量的系统，用PLC可能在性能价格比上不如用调节器。这也是应当看到的。 
3.3用于运动控制 
实际的物理量，除了开关量、模拟量，还有运动控制。如机床部件的位移，常以数字量表示。 
运动控制，有效的办法是NC，即数字控制技术。这是50年代诞生于美国的基于计算机的控制技术。当今已很普及，并也很完善。目前，国家的金属切削机床，数控化的比率已过40％～80％，有的甚。 
PLC也是基于计算机的技术，并日益完善。故它也可以用于数字量控制。 
PLC可接收计数脉冲，频率可高达几k到几十k赫兹。可用多种方式接收这脉冲，还可多路接收。有的PLC还有脉冲输出功能，脉冲频率也可达几十k。有了这两种功能，加上PLC有数据处理及运算能力，若再配备相应的传感器（如旋转编码器）或脉冲伺服装置（如环形分配器、功放、步进电机），则可以依NC的原理实现种种控制。 
高、中档的PLC，还开发有NC单元，或运动单元，可实现点位控制。运动单元还可实现曲线插补，可控制曲线运动。所以，若PLC配置了这种单元，则可以用NC的办法，进行数字量的控制。 
新开发的运动单元，甚至还发行了NC技术的编程语言，为好地用PLC进行数字控制提供了方便。 
3.4用于数据采集 
随着PLC技术的发展，其数据存储区越来越大。如德维森公司的PLC，其数据存储区（DM区）可达到9999个字。这样庞大的数据存储区，可以存储大量数据。 
数据采集可以用计数器，累计记录到的脉冲数，并定时地转存到DM区中去。 
数据采集也可用A/D单元，当模拟量转换成数字量后，再定时地转存到DM区中去。 
PLC还可配置上小型打印机，定期把DM区的数据打出来。 
PLC也可与计算机通讯，由计算机把DM区的数据读出，并由计算机再对这些数据作处理。这时，PLC即成为计算机的数据终端。 
电力用户曾使用PLC，用以实时记录用户用电情况，以实现不同用电时间、不同计价的收费办法，鼓励用户在用电低谷时多用电，达到合理用电与节约用电的目的。 
3.5用于信号监控 
PLC自检信号很多，内部器件也很多，多数使用者未充分发挥其作用。 
其实，可利用它进行PLC自身工作的监控，或对控制对象进行监控。 
这里介绍一种用PLC定时器作，对控制对象工作情况进行监控的思路。 
如用PLC控制某运动部件动作，看施加控制后动作进行了没有，可用办法实现监控。具体作法是在施加控制的同时，令定时器计时。如在规定的时间内动作完成，即定时器未过警戒值的情况下，已收到动作完成信号，则说明控制对象工作正常，报警。 
若时，说明不正常，可作相应处理。 
如果控制对象的各重要控制环节，都用这样一些"看"着，那系统的工作将了如指掌，出现了问题，卡在什么环节上也很好查找。 
还有其它一些监控工作可做。对一个复杂的控制系统，特别是自动控制系统，监控以至进一步能自诊断是非常必要的。它可减少系统的故障，出了故障也好查找，可提高累计平均无故障运行时间，降低故障修复时间，提高系统的性。

提高电能效率迫在屠睫。而随着乡村路网建设的不时发展，这种情况下。路灯数量增多，使得人们对电能节约以及路灯的管理要求也越来越高。采用技术节约能源以及提高路灯自动化控制与管理水平，已成为乡村照明系统建设的当务之急。

路灯照明管理现状

智能化水平低，1.照明设施开关灯统一性差。不具备远程修关灯时间，不能根据实际情况修关灯时间，能源浪费大，增加了财政负担；

管理人员少，2.路灯设备分散。管理困难，不能实时、准确、地监控设备运行状况，缺乏灵活的控制手段；

效率低，3.人工巡检工作量大。利息高，浪费人力、物力、财力，缺乏有效的故障预警机制。

ZigBe简介

ZigBe一种新兴的短距离、低复杂度、低耗功、低传输速率、的双向无线组网通讯技术。一种介于RFIDRadioFrequencyIdentif无线射频识别）和蓝牙之间的技术。

GPRS简介

提供了一种、的无线分组数据业务，GPRS通用分组无线业务是一种新的承载业务。特别适用于间断的突发性的和频繁的。GRPS永远在线，接入速度快，用户可随时与无线网络坚持连接，可使远程数据采集的效率大幅提高。

能源的开发和利用也显得日益紧张起来。3月份以来，随着我国经济建设的发展。国多地出现淡季“电荒”现象，而电能利用效率低下是导致“电荒”重要原因之一，这种情况下，提高电能效率迫在屠睫。而随着乡村路网建设的不时发展，路灯数量增多，使得人们对电能节约以及路灯的管理要求也越来越高。采用技术节约能源以及提高路灯自动化控制与管理水平，已成为乡村照明系统建设的当务之急。

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效率低，3.人工巡检工作量大。利息高，浪费人力、物力、财力，缺乏有效的故障预警机制。

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ZigBe一种新兴的短距离、低复杂度、低耗功、低传输速率、的双向无线组网通讯技术。一种介于RFIDRadioFrequencyIdentif无线射频识别）和蓝牙之间的技术。

GPRS简介

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软件介绍

本系统采用组态王作为开发工具，组态软件是用于数据采集和过程控制的软件。具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发等优点，能充分利用图形编辑功能，为用户提供了友好的可视化界面。

负责跟控制现场中的监控终端进行远程通信，软件是整个路灯监控系统的控制。对的数据进行处置，主要功能如下：

监控主机对这些数据进行分析、处置后，1.查询功能现场控制器将单灯的电压、电流、功率、设备运行状态等参数通过无线信道发送回监控。以直观的报表或图表形式管理人员，为决策准确的依据。

提供灵活、的开关控制功能，2.控制功能手控与自控相结合。通过“设置参数”里的开关灯方案及开关灯时间，下发给现场控制器，让现场控制器按的方案运行。

也可控制任一单灯执行开关灯，3.设置参数监控可自动或手动执行全控开关灯。可随意设置中午灯或全夜灯模式，并对设置的参数和要求进行保管。

软件发出声光报警信号提醒工作人员，4.报警功能当现场控制器主动报警或检测单灯控制器时发现有故障。并在画面上显示故障报警位置状况和类型，保管报警的同时以短信息的方式通知现场巡检人员。

 可编程序控制器简称PLC ,是20世纪60年代以来发展为、应用为广泛的工业控制装置，是现代工业自动控制的产品，与机器人、/CAM（计算机辅助设计/计算机辅助制造）并称为生产自动化的三大支柱。 

      在PLC出现前，生产线的控制主要采用继电器。控制一条生产线，需要许多硬件设备，进行复杂的接线，既浪费了许多硬件，又大大拖延了施工周期，增加了产品的成本。 
1．1．1 PLC应用领域 
PLC的应用非常广泛。目前，在国内外已广泛应用于钢铁、冶金、化工、轻工、食品、电力、机械、交通运输、汽车制造、、环保、公用事业等各行业。 
PLC按不同的控制类型，已成功应用于以下几个方面： 
1．开关量顺序控制 
这是PLC广泛的应用领域，也是PLC基本的控制功能，可用来取代继电器控制系统，既可用于单台设备的控制，也可用于多机制和自动化生产线控制。如电动机控制、机床电气控制、电梯自动控制、自动化生产线、数控机床、交通灯等。 
2．模拟量过程控制 
除开关量外，PLC还能控制连续变化的模拟量，如压力、速度、流量、液位、电压和电流等模拟量。通过各种传感器将相应的模拟量转化为电信号，然后通过A/D模块将它们转换为数字量，送到PLC处理，处理后的数字量再通过D/A的转换为模拟量进行输出控制，如通过的智能PID模块实现模拟量的闭环过程控制。这一功能主要应用于恒压供水系统、锅炉温度控制等控制系统中。 
3．运动控制 
PLC提供了驱动步进电动机或伺服电动机的单轴或多轴位置控制模块，通过这些模块可实现直线运动或圆周运动的控制。这一功能主要用于各类机床、机器人、装配机械等进行运动控制。 
4．数据处理 
PLC提供了各种数据运算、数据传送、数据转换、数据排序以及位操作等功能，可以实现数据采集、分析和处理。这些数据可通过通信系统传送到其他智能设备，也可利用它们与存储器中的参考值进行比较，或利用它们制作各种要求的报表。数据处理功能一般用于各种行业的大、中型控制系统。 
5．通信功能 
为适应现代工业自动化控制系统的需要——集中及远程管理，PLC可实现与PLC、单片机、打印机及上级计算机互相交换信息的通信功能。 
1．1．2 PLC控制与其他控制方式比较 
1．PLC与继电器控制比较 
传统的继电器控制只能进行开关量的控制，而PLC既或进行开关量控制，又可进行模拟量控制，还能与计算机联成网络，实现分级控制。 
在PLC编程语言中，梯形图是使用广泛的语言。梯形图与继电器控制原理十分相似，沿用了继电器控制电路的元件符号，仅个别地方有些不同。PLC控制与继电器控制系统相比主要有以下几点区别： 
（1）组成器件不同。继电器控制线路是由许多硬件继电器组成，而PLC则是由许多“软继电器”组成。传统的继电器控制系统本来有很强的抗干扰能力，但由于使用了大量的机械触头，因物理性能疲劳、尘埃的隔离性及电弧的影响，系统性大大降低。PLC采用无机械触头的逻辑运算微电子工业技术，复杂的控制由PLC内部运算器完成，故寿命长、性高。 
（2）触头的数量不同。继电器的触头数较少，一般只有4～8对；而“软继电器”可供编程的触头数有无限对。 
（3）控制方法不同。继电器控制系统是通过元件间的硬接线来实现的，控制功能就固定在线路中。PLC控制功能是通过软件编程来实现的，只要改变程序，功能即可改变，控制非常灵活。 
（4）工作方式不同。在继电器控制线路中，当电源接通时，线路中各继电器处于受制约状态。在PLC中，各“软继电器”都处于周期性循环扫描接通中，每个“软继电器”受制约接通的时间是短暂的。 
2．PLC与单片机比较 
可编程序控制器的就是一台单片机，在单片机外围配置了相应的接口电路（硬件），在单片机中配置了监控程序（软件），但它又和单片机控制系统有所不同： 
（1）PLC具有高性。可以说，到目前为止没有任何一个工业控制设备可以达到可编程序控制器的性。PLC在硬件和软件两个方面来解决性的问题，如采用光电隔离、数字滤波、电磁屏蔽等措施来提高PLC的性。单片机与之相比在这方面比较逊色，它在运行过程中很受到外界环境的干扰。 
（2）PLC编程方便，易于使用。PLC可以采用梯形图编程，(电工之家//www.)而梯形图就是从实际电路接线图演变来的，因此这种图形编程方式易懂易编。但单片机采用专门的编程语言，指令多，关系复杂，要求使用者具有较高计算机编程能力和接口技术。 
（3）PLC与其他装置配置连接方便。PLC的接口原则就是使用外部接线，电平转换尽量少，一般PLC的输出有继电器型、晶体管型和晶闸管型三种，它们直接与相关的电器元件相连。另外PLC还配置了A /D、D /A、RS232等接口元件，不需用户来考虑具体的设置问题，大量的问题在PLC内部解决。但用单片机构成一个控制系统时，则需要用户考虑电子转换、滤波、功率放大等问题。 
（4）PLC多用于过程控制，而单片机多用于实时控制系统。 
1．1．3PLC的特点 
PLC以其高抗干扰能力、高性、高性价比且编程简单而广泛地应用在现代自动生产设备中，担负着生产线的大脑——微处理单元的角色。 
PLC是由工业微型计算机、输入/输出继电器、保护及抗干扰隔离电路等组成的微机控制装置。由于它具有可编程的功能，且基本输入/输出端口全部使用开关量，因而可以替代继电器控制系统和由分立元件构成的控制系统。从应用角度来看，可编程序控制器具有如下特点： 
1．性高：可编程序控制器的输入/输出端口均采用继电器或光耦合器件，即基本输入/输出点均为开关量，同时附加有隔离和抗干扰措施，具有很高的抗干扰能力，因而能在比较恶劣的环境下工作。 
2．体积小：在制造时采用了大规模集成电路和微处理器，用软件编程替代硬连线，达到了小型化，便于安装。

     3．通用性好：可编程序控制器采用了模式化结构，一般有CPU模块、电源模块、通讯模块、PID模块、模拟输入/输出模块等。用这些模块可以灵活地组成各种不同的控制系统。对不同的控制系统，只需选取不同的模块设计相应的程序即可。 
4．使用方便、灵活：对于不同的控制系统，当控制对象及输入/输出硬件结构选定后，若要改变控制方式或对控制对象作一些改动，只需修改相应程序即可，无须对系统连线作较大的修改。从而减少了现场调试的工作量，提高了工作效率。

为了使PLC的输入和输出信号之间的逻辑关系简单明了，可以想在PLC内部有着各种各样的继电器，这些继电器和人们熟知的电磁继电器的工作特点十分类似，容易掌握。常把这种想的内部继电器称为“软断电器”。
   1、输入继电器  PLC在得到输入信号后的工作过程中，由光电耦合管通电，可以想成是内部的继电器线圈得电。从而，其常开触点闭合，常闭触点断开。
   这种与输入电路等效的继电器称为输入继电器。它具有以下特点：
  （1）它只能由外部的输入信号驱动，而不能由内部的逻辑指令来驱动。
  （2）其触点不能直接输出，不能用来带动外部负载。
  （3）其常开、常闭触点可以多次使用，不受取限制，或者说，可以想象成有无数对常开和常闭触点。
   2、输出继电器，如上述，PLC的输出电路有继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出等，但在考虑逻辑关系时，都可以想象成是由继电器输出的。其主要特点如下：
  （1）直接驱动负载的触点只有一对，并且一定是常开触点。
  （2）内部还有无数对常开和常闭触点，用于编程。
  （3）一般情况下，输出断电器的“线圈”不宜多处反复使用。
   3、辅助继电器  PLC内部设置了许多“辅助继电器”，用M表示。其作用类似于中间继电器，用于传递信号。在使用时，须注意以下特点：
  （1）既不能直接输入，也不能直接输出。即：既不能直接接受外部信号，也不能用于直接驱动负载。
  （2）辅助继电器的数量很多，用途也不一致，例如：M0～M499为通用型继电器；M500～M1023为断电保持继电器等，须注意阅读说明书。
   4、定时器  相当于时间继电器，用T表示。其定时时间由常数K决定，K的基数由定时器的编号决定。如T0～T199为100ms；T200～T245为10ms等。例如，设T0的时间常数为K20，则延时时间为2s。
   定时器在断电后，所计时间一般不再保持。
   5、计数器  用于计算输入脉冲的次数，用C表示。其计数的限值由常数K决定，设定范围如K1～K32767等。当计数器的计数次数到达限值K时，其触点动作。
   计数器的计数内容需通过复位指令RST来。

辅助继电器是PLC中数量多的一种继电器，一般的辅助继电器与继电器控制系统中的中间继电器相似。

辅助继电器不能直接驱动外部负载，负载只能由输出继电器的外部触点驱动。辅助继电器的常开与常闭触点在PLC内部编程时可无限次使用。

辅助继电器采用M与十进制数共同组成编号（只有输入输出继电器才用八进制数）。

1．通用辅助继电器（M0～M499）

FX2N系列共有500点通用辅助继电器。通用辅助继电器在PLC运行时，如果电源突然断电，则全部线圈均OFF。当电源再次接通时，除了因外部输入信号而变为ON的以外，其余的仍将保持OFF状态，它们没有断电保护功能。通用辅助继电器常在逻辑运算中作为辅助运算、状态暂存、移位等。

根据需要可通过程序设定，将M0～M499变为断电保持辅助继电器。

2．断电保持辅助继电器（M500～M3071）

FX2N系列有M500～M3071共2572个断电保持辅助继电器。它与普通辅助继电器不同的是具有断电保护功能，即能记忆电源中断瞬时的状态，并在重新通电后再现其状态。它之所以能在电源断电时保持其原有的状态，是因为电源中断时用PLC中的锂电池保持它们映像寄存器中的内容。其中M500～M1023可由软件将其设定为通用辅助继电器。

小车的正反向运动中，用M600、M601控制输出继电器驱动小车运动。X1、X0为限位输入信号。运行的过程是X0= ON→M600=ON→Y0=ON→小车右行→停电→小车中途停止→上电（M600=ON→Y0=ON）再右行→X1=ON→M600=OFF、M601=ON→Y1=ON（左行）。可见由于M600和M601具有断电保持，所以在小车中途因停电停止后，一旦电源恢复，M600或M601仍记忆原来的状态，将由它们控制相应输出继电器，小车继续原方向运动。若不用断电保护辅助继电器当小车中途断电后，再次得电小车也不能运动。

3．特殊辅助继电器

PLC内有大量的特殊辅助继电器，它们都有各自的特殊功能。FX2N系列中有256个特殊辅助继电器，可分成触点型和线圈型两大类

（1）触点型  其线圈由PLC自动驱动，用户只可使用其触点。例如：

M8000：运行监视器（在PLC运行中接通），M8001与M8000相反逻辑。

M8002：初始脉冲（仅在运行开始时瞬间接通），M8003与M8002相反逻辑。

M8011、M8012、M8013和M8014分别是产生10ms、100ms 、1s和1min时钟脉冲的特殊辅助继电器。

（2）线圈型  由用户程序驱动线圈后PLC执行特定的动作。例如：

M8033：若使其线圈得电，则PLC停止时保持输出映象存储器和数据寄存器内容。

M8034：若使其线圈得电，则将PLC的输出全部禁止。

M8039：若使其线圈得电，则PLC按D8039中的扫描时间工作。

四、状态器（S）

状态器用来纪录系统运行中的状态。是编制顺序控制程序的重要编程元件，它与后述的步进顺控指令STL配合应用。

如图3-6所示，我们用机械手动作简单介绍状态器S的作用。当启动信号X0有效时，机械手下降，到下降限位X1开始夹紧工件，加紧到位信号X2为ON时，机械手上升到上限X3则停止。整个过程可分为三步，每一步都用一个状态器S20、S21、S22记录。每个状态器都有各自的置位和复位信号（如S21由X1置位，X2复位），并有各自要做的操作（驱动Y0、Y1、Y2）。从启动开始由上至下随着状态动作的转移，下一状态动作则上面状态自动返回原状。这样使每一步的工作互不干扰，不必考虑不同步之间元件的互锁，使设计清晰简洁。

状态器有五种类型：初始状态器S0～S9共10点；回零状态器S10～S19共10点；通用状态器S20～S499共480点；具有状态断电保持的状态器有S500～S899，共400点；供报的状态器（可用作外部故障诊断输出）S900～S999共100点。

在使用用状态器时应注意：

1）状态器与辅助继电器一样有无数的常开和常闭触点；

2）状态器不与步进顺控指令STL配合使用时，可作为辅助继电器M使用；

3）FX2N系列PLC可通过程序设定将S0～S499设置为有断电保持功能的状态器。