柯祖來(lái)，黃立平

（貴州航天烏江機(jī)電設(shè)備有限責(zé)任公司，貴州遵義，563000）

1 可編程控制器介紹

所謂的可編程控制器所致的就是一種控制運(yùn)算與操作數(shù)字的裝置，能夠有效融合自動(dòng)控制、通信、計(jì)算機(jī)技術(shù)的電子系統(tǒng)。開(kāi)發(fā)可編程控制器是為了基于工業(yè)環(huán)境下控制單臺(tái)設(shè)備到自動(dòng)化整個(gè)工廠流程，其主要存在著可靠性強(qiáng)、靈活組裝、體積小、抗干擾能力強(qiáng)、簡(jiǎn)單編程等優(yōu)勢(shì)?？删幊炭刂破髟诋?dāng)前設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)軟硬件技術(shù)條件下，相對(duì)有著更為簡(jiǎn)單編程過(guò)程，極大增強(qiáng)系統(tǒng)與功能開(kāi)放性。如今可編程控制器在冶金、輕工、造紙、電力、化工、機(jī)械制造等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，這是一個(gè)現(xiàn)代工業(yè)控制的支柱，為機(jī)電一體化進(jìn)程起到有效的推動(dòng)作用。

可編程控制器主要涉及技術(shù)領(lǐng)域?yàn)榫C合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、位置控制、過(guò)程控制、生產(chǎn)監(jiān)控和管理、順序控制等。最近幾年隨著更為成熟的可編程控制器技術(shù)，極大的縮短更新?lián)Q代周期，生產(chǎn)廠家推出的新型可編程控制器具備更強(qiáng)的功能，導(dǎo)致存在著更高的性價(jià)比?，F(xiàn)代可編程控制器尤其是小型可編程控制器往往擁有以下功能：第一是脈沖捕獲功能，能夠進(jìn)行脈沖的捕獲與輸入；第二是三十二為高速計(jì)數(shù)，能夠獲得100kHz的計(jì)數(shù)頻率，如果該值處于限制值，能夠通過(guò)中斷將輸出可編程控制器改變，限制計(jì)數(shù)頻率；第三是高速輸出功能，主要的有脈寬調(diào)制與脈沖列高速輸出功能；第四是別的功能，例如中斷功能可以實(shí)時(shí)鐘模塊或者內(nèi)置實(shí)時(shí)鐘，存在替代鋰電池的EEPROM，內(nèi)置輸入電位器，絕對(duì)不用維護(hù)可編程控制器。

2 可編程控制器通信功能與特點(diǎn)

2.1 通信功能

由于持續(xù)發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)背景下，控制系統(tǒng)尤其是工業(yè)自動(dòng)化控制廣泛應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)通信，為此十分重視通信功能?？删幊炭刂破骺梢詣澐殖煽删幊炭刂破飨嗷ブg通信與可編程控制器和別的智能設(shè)備通信。通過(guò)共享或者傳遞重要數(shù)據(jù)給別的系統(tǒng)實(shí)施處理信息，這是可編程控制器突出特點(diǎn)。然而隨著持續(xù)強(qiáng)化可編程控制器通信功能，例如三菱公司開(kāi)發(fā)的FX系列可編程控制器，借助于介入開(kāi)放式通信網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)MELSEC遠(yuǎn)程鏈接DeviceNet接口模塊、CC-Link系統(tǒng)主站模塊、AS-I模塊、CC-Link接口模塊等，組成遠(yuǎn)程I/O網(wǎng)絡(luò)FX提供專用通信協(xié)議，這一協(xié)議與通信中的ASCII傳輸模式相符，可編程控制器尚未需要實(shí)施用戶編程，用戶僅僅只是進(jìn)行簡(jiǎn)單設(shè)置就能夠做到自動(dòng)通信。

2.2 特點(diǎn)

（1）簡(jiǎn)單化設(shè)計(jì)通信程序。借助通信協(xié)議僅僅只是在計(jì)算機(jī)這方面程序編寫(xiě)，能夠自動(dòng)接收發(fā)送可編程控制器，相當(dāng)一部分的廠家還專門設(shè)計(jì)可編程控制器與計(jì)算機(jī)接口軟件，將用戶進(jìn)行計(jì)算機(jī)通信程序編寫(xiě)的工作量減少。（2）與現(xiàn)場(chǎng)總線密切結(jié)合。由于可編程控制器生產(chǎn)廠家開(kāi)發(fā)出比較多的現(xiàn)場(chǎng)總線，那么這也就使得現(xiàn)場(chǎng)總線密切聯(lián)系可編程控制器。在可編程控制器中，AS-I、Profubus等比較多使用而且進(jìn)入到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線。（3）統(tǒng)一通信協(xié)議?？删幊炭刂破靼l(fā)展趨勢(shì)則是借助國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，便于不同廠家產(chǎn)品互聯(lián)互通與用戶使用，有效提升通信開(kāi)放程度。

3 工業(yè)自動(dòng)化控制中可編程控制器的應(yīng)用與面臨問(wèn)題

3.1 工業(yè)自動(dòng)化控制中可編程控制器的應(yīng)用

（1）開(kāi)關(guān)量控制?？删幊炭刂破髯詣?dòng)開(kāi)關(guān)量這是繼電器控制替代品，能夠?qū)⒖刂瓶煽啃蕴岣?，能夠借助中間繼電器將系統(tǒng)動(dòng)作控制，設(shè)計(jì)遵循順序控制器公式，畫(huà)出順序控制器將一些梯形圖控制，遵循模擬仿真實(shí)施檢查，為規(guī)范化設(shè)計(jì)提供保證。（2）模擬量控制。可編程控制器按照控制對(duì)象特征，借助組合功能模塊成功組裝齊全功能控制系統(tǒng)，靈活實(shí)施控制系統(tǒng)。可編程控制器主要?jiǎng)澐殖赏ㄓ嵞K、位置控制模塊、I/O模塊、模擬量控制模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、主機(jī)模塊等?？删幊炭刂破髂M量控制使得過(guò)程控制系統(tǒng)精度有效提升，能夠嚴(yán)格控制熱處理的保溫、降溫、升溫等過(guò)程，便于實(shí)施控制設(shè)計(jì)與維護(hù)熱處理過(guò)程，這些根本不能在之前的儀表控制系統(tǒng)中做到。（3）位置控制。位置控制在工業(yè)自動(dòng)化控制中擁有十分重要位置。搬運(yùn)定位控制、主軸精確分度控制、機(jī)床刀具串刀補(bǔ)償控制這些在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域是位置控制方式?？删幊炭刂破鹘柚竭M(jìn)電機(jī)控制，將脈沖發(fā)送給步進(jìn)電機(jī)饒組，使得步進(jìn)電機(jī)位移得以精確確定，實(shí)現(xiàn)位置控制。（4）系統(tǒng)集中控制?？删幊炭刂破髂軌蜃龅阶詣?dòng)化控制，并且也比較適用在系統(tǒng)本身控制，比如檢測(cè)與顯示控制系統(tǒng)故障等?？刂葡到y(tǒng)原理則是按照時(shí)限故障檢測(cè)與邏輯錯(cuò)誤檢測(cè)原則實(shí)施系統(tǒng)監(jiān)控。機(jī)床設(shè)備所有工步處于工作循環(huán)中的執(zhí)行應(yīng)該耗費(fèi)一定時(shí)間，能夠在工步動(dòng)作檢測(cè)過(guò)程中將定時(shí)器啟動(dòng)，另外還講定時(shí)器輸出信號(hào)當(dāng)成自動(dòng)停機(jī)信號(hào)或者啟動(dòng)報(bào)警信號(hào)。（5）電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制?？删幊炭刂破髦噶钕到y(tǒng)能夠共同和變頻器一起使用，以便能夠?qū)\(yùn)轉(zhuǎn)與調(diào)速電機(jī)進(jìn)行控制。通過(guò)在可編程控制器與PWM輸出變頻器之間加上電壓平滑電路，等到完成之后借助PWM指令中的數(shù)值t設(shè)置來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制，轉(zhuǎn)速與t則是成正比，PWM指令輸出脈沖周期大小影響輸出電壓波紋。

3.2 工業(yè)自動(dòng)化控制中可編程控制器應(yīng)用存在問(wèn)題

可編程控制器所面臨最大弊端就是封閉的軟硬件體系，各個(gè)企業(yè)不一致的結(jié)構(gòu)、專用通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、專用總線等導(dǎo)致出現(xiàn)各種不兼容。即便在1992年頒布實(shí)施了《可編程序控制器編程軟件標(biāo)準(zhǔn)》，然而相當(dāng)多工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境比較容易影響使用可編程控制器，這會(huì)對(duì)正常運(yùn)行可編程控制器造成阻礙。

（1）溫度限制。限制可編程控制器工作溫度則是在零攝氏度到五十五攝氏度的范圍，針對(duì)這樣的情況，安裝可編程控制器環(huán)節(jié)應(yīng)該將散熱性的相關(guān)要求充分考慮進(jìn)來(lái)，有效預(yù)防陽(yáng)光直射，最大限度的遠(yuǎn)離大發(fā)熱量的別的設(shè)備。黨出現(xiàn)周邊溫度比五十五攝氏度高，那么應(yīng)該安裝制冷設(shè)置或者通風(fēng)裝置，使得可編程控制器工作溫度得到降低，將可編程控制器正常工作溫度需求滿足。（2）濕度限制。要想對(duì)可編程控制器元件穩(wěn)定性提供保證，那么就應(yīng)該高度重視控制濕度。而元器件所具備的絕緣性密切聯(lián)系著環(huán)境水汽含量，那么就應(yīng)該確保處于85%以下的相對(duì)空氣濕度。（3）震動(dòng)控制。可編程控制器往往會(huì)存在著一定的防震要求，那么就應(yīng)該讓其工作環(huán)境最大限度的遠(yuǎn)離頻率處于10Hz至55Hz幅度的震動(dòng)，并且在有必要的時(shí)候還應(yīng)該借助相關(guān)措施將震動(dòng)危害減少。

4 結(jié)語(yǔ)

應(yīng)用可編程控制器趨勢(shì)則是應(yīng)該保持這多品種、大容量以及高速度，更為豐富的智能模塊，多樣化和高級(jí)化的編程語(yǔ)言。應(yīng)用可編程控制器應(yīng)該具備更加廣泛的范圍與更為成熟的技術(shù)?？删幊炭刂破髟陔妱?dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制、位置控制、開(kāi)關(guān)量控制、系統(tǒng)集中控制、模擬量控制等領(lǐng)域擁有著更為成熟的應(yīng)用，可編程控制器這是未來(lái)工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的一個(gè)十分重要的支撐與保證。

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