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1．控制要求

控制系統可以根據生產的需要將液位分為多段來設定，并分段顯示，當液位為低*自動啟動料泵加液，液位到達設定值時發出聲光報警，并停泵；操作人員可通過確認按鈕解除音響報警信號，閃爍燈光轉平光；系統具有手動/自動兩種控制方式，并設有試驗功能。

2．PLC選型

目前在國內市場上有從美國、德國、日本等國引進的多種系列PLC，國內也有許多廠家組裝、開發數十種PLC，故PLC系列標準不一，功能參差不齊，價格懸殊。在此情況下，PLC的選擇應著重考慮PLC的性能價格比，選擇可靠性高，功能相當，負載能力合適，經濟實惠的PLC。本文介紹以四段液位控制對象為例，據對多種因素的分析比較及監控系統輸入、輸出點數的要求，選用日本立石（OMRON）公司C20P型PLC。

3．系統硬件配置

為實現液位的手動/自動控制，需要輸入口12點，輸出口8點，選用C20P 20點I/O單元的PLC，輸入光電隔離，輸出繼電器隔離，負載能力強；液位檢測采用干簧管傳感器，手動/自動轉換、運行/試驗轉換和液位設定采用雙位旋鈕，手動啟泵、停泵和確認、試驗采用常開按鈕；輸出選用電子音響報警器和24V直流指示燈、繼電器。參見圖一系統硬件配置圖。

在生產機械的自動控制領域，PLC順序控制系統的應用量大面廣。然而，工藝不同的生產機械要求設計不同的控制系統梯形圖。目前，不少電氣設計人員仍然采用經驗設計法來設計PLC順序控制系統，不僅設計效率低，容易出差錯，而且設計階段難以發現錯誤，需要多次調試、修改才符合設計要。本文提出的4種簡易設計方法，能快速地一次設計成功PLC順序控制系統。

    順序控制系統的特點及設計思路

  西門子6AV63812BK074AV0 山東西門子軟啟動代理商現貨銷售 1．特點順序控制系統是指按照預定的受控執行機構動作順序及相應的轉步條件，一步一步進行的自動控制系統。其受控設備通常是動作順序不變或相對固定的生產機械。這種控制系統的轉步主令信號大多數是行程開關（包括有觸點或無觸點行程開關、光電開關、干簧管開關、霍爾元件開關等位置檢測開關），有時也采用壓力繼電器、時間繼電器之類的信號轉換元件作為某些步的轉步主令信號。

    山東西門子軟啟動代理商現貨為了使順序控制系統工作可靠，通常采用步進式順序控制電路結構。所謂步進式順序控制，是指控制系統的任一程序步（以下簡稱步）的得電必須以前一步的得電并且本步的轉步主令信號已發出為條件。對生產機械而言，受控設備任一步的機械動作是否執行，取決于控制系統前一步是否已有輸出信號及其受控機械動作是否已完成。若前一步的動作未完成，則后一步的動作無法執行。這種控制系統的互鎖嚴密，即便轉步主令信號元件失靈或出現誤操作，亦不會導致動作順序錯亂。

    2．設計思路本文提出的4種簡易設計方法都是先設計步進階梯，在步進階梯實現由轉步主令信號控制輔助繼電器得失電；然后根據步進階梯設計輸出階梯，在輸出階梯實現由輔助繼電器控制輸出繼電器得失電。這4種設計法所設計的梯形圖電路結構及相應的指令應適用于大多數PLC機型，具有通用性。

業控制領域接線邏輯到存儲邏輯的飛躍；其功能從弱到強，實現了邏輯控制到數字控制的進步；其應用領域從小到大，實現了單體設備簡單控制到勝任運動控制、過程控制、及集散控制等各種任務的跨越。今天的可編程控制器正在成為工業控制領域的主流控制設備，在世界各地發揮著越來越大的作用。

    1. 可編程控制器的定義

    可編程控制器，簡稱PLC（Programmable logic Controller）,是指以計算機技術為基礎的新型工業控制裝置。在1987年電工委員會（International Electrical Committee）頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義：
 
    “PLC是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業控制系統形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。”

    2. PLC的特點

    2.1可靠性高，抗*力強
    
    高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現代大規模集成電路技術，采用嚴格的生產工藝制造，內部電路采取了*的抗干擾技術，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產的F系列PLC平均*時間高達30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均*工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構成控制系統，和同等規模的繼電接觸器系統相比，電氣接線及開關接點已減少到數百甚至數千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現故障時可及時發出警報信息。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統具有*的可靠性也就不奇怪了。

    2.2配套齊全，功能完善，適用性強

按圖7接好線。注意COM1、COM2相連接，因為采用相同額定電壓的指示燈。輸入接啟動開關和停止開關。

2.3  程序設計

圖8中，PLC運行時，程序9～19步中，M11導通，由于程序步50～120中，M11動合觸點閉合，分別控制了Y0～Y7的導通，因而彩燈ABCDEFGH同時點亮，因T0延時1秒鐘，故ABCDEFGH同時點亮1秒鐘。1秒鐘時間到，程序第40步，T0動合觸點閉合，移位指令執行，實現輪流點亮，即 ABCDEFGH輪流點亮，因為1秒鐘T0閉合一次，故ABCDEFGH輪流點亮的時間間隔為1秒。程序步20～29中，當M20通時，將M101置位，由 M101動合觸點與MI2～M19動合觸點配合，分別輪流點亮H～A，即H、G、F、E、D、C、B、A每隔1秒輪流點亮。程序步30～39中，當M20通時，將M101復位，M101動斷觸點與MI2～M19動合觸點配合，分別串聯點亮A～H，即A、B、C、D、E、F、G、H每隔1秒輪流點亮。任何時候將停止開關K2合上，在第114步，區間復位指令使M12～M19全部復位，所有燈均不亮。

2.4 運行并調試程序

（1）將梯形圖程序輸入到計算機，檢查電源正確無誤。

（2）對程序進行調試運行。

a.接通PLC電源后，將PLC置RUN狀態，將K1閉合，觀察A、B、C、D、E、F、G、H的亮顯情況。

b.將K2閉合，觀察A、B、C、D、E、F、G、H的亮顯情況。

（3）調試運行記錄。

三、實訓報告要求與考核標準PLC的梯形圖與傳統的電氣原理圖非常相似，信號的輸入/輸出形式及控制功能基本上也是相同的；
它們的不同之處主要表現在：
（1）控制邏輯——繼電器控制邏輯采用硬接線邏輯，利用繼電器機械觸點的串聯或并聯，及時間繼電器等組合成控制邏輯，其接線多而復雜、體積大、功耗大、故障率高，靈活性和擴展性很差。而PLC采用存儲器邏輯，其控制邏輯以程序方式存儲在內存中，靈活性和擴展性都很好。
（2）工作方式——繼電器控制線路中各繼電器同時都處于受控狀態，屬于并行工作方式。而PLC的控制邏輯中，各內部器件都處于周期性循環掃描過程中，各種邏輯、數值輸出的結果都是按照在程序中的前后順序計算得出的，所以屬于串行工作方式。
（3）可靠性和可維護性——繼電器控制邏輯使用了大量的機械觸點，連線也多，可靠性和可維護性差。而PLC采用微電子技術，大量的開關動作由無觸點的半導體電路來完成，PLC還配有自檢和監督功能，可靠性和可維護性好。
（4）控制速度——繼電器控制邏輯依靠觸點的機械動作實現控制，工作頻率低，且機械觸點還會出現抖動問題。而PLC是由程序指令控制半導體電路來實現控制，屬于無觸點控制，速度極快，且不會出現抖動。
（5）定時控制——繼電器控制邏輯利用時間繼電器進行時間控制。時間繼電器存在定時精度不高，定時范圍窄，且易受環境濕度和溫度變化的影響，調整時間困難等問題。PLC使用半導體集成電路做定時器時基脈沖由晶振產生，精度相當高，且定時時間不受環境的影響，定時范圍廣，調整時間方便。
（6）設計和施工——使用繼電器控制邏輯完成一項工程，其設計、施工、調試必須依次進行，周期長、而且修改困難。而用PLC完成一項控制工程，在系統設計完成后，現場施工和控制邏輯的設計可以同時進行，周期短，且調試和修改都很方便。