C650卧式普通车床PLC电气改造设计说明书1可编程控制器概述及构成原理1.1可编程控制器的产生及定义1.1.1可编程控制器的产生20世纪是人类科学技术迅速发展的一个世纪，电器控制技术也由继电器控制过度到计算机控制系统。各种工业用计算机控制产品的出现，对提高机械设备自动控制性能起到关键的作用。进入21世纪，各种自动控制产品在向控制可靠、操作简单、通用性强、价格低廉的方向发展，是自动控制的实现越来越容易。自动控制装置的研究，是为了最大限度的满足人们对机械设备的要求。在1969年，美国数字设备公司（DEC）首先研制出第一台符合要求的控制器，即可编程逻辑控制器，并在美国GE公司的汽车自动装置上试用成功。此后，这项研究技术迅速发展，从美国、日本、欧洲普及到全世界。我国从1976年开始研制，1977年应用与工业控制。目前已有型号数百种。可编程控制器应具备的10项指标：（1）编程简单，可在现场修改和调试程序；（2）维护方便，采用插入式，模块结构；（3）可靠性高于继电器控制系统；（4）体积小于继电器控制柜；（5）成本可与继电器控制系统相竞争；（6）能与管理中心计算机系统进行通信；（7）输入量是115V交流电压（美国电网电压110）；（8）输出量为115V，输出电流在2A以上，能直接驱动电磁阀；（9）系统扩展时，原系统只需要作很小改动；（10）用户程序存储器容量至少4KB。1.1.2可编程控制器的定义1IEC在1987年对可编程控制器下的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计；它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、记数和算术操作等面向用户的指令；并通过数字式或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。1.2可编程控制器的特点1.2.1可编程控制器的特点（1）软硬件功能强PLC的功能非常强大，其内部具备很多功能，如时序、计数器、主控继电器、移位寄存器及中间寄存器等，能够方便地实现延时、锁存、比较、跳转和强制I/O等功能。PLC不仅可进行逻辑运算，算术运算，数据转换以及顺序控制，还可以实现模拟运算、显示、监控、打印及报表生成等功能，并具有完善的输入输出系统。PLC能够适应各种形式的开关量和模拟量的输入、输出控制，还可以和其他计算机系统、控制设备共同组成分布式控制系统，实现成组数据传送、矩阵运算、闭环控制、排序与查表、函数运算及快速中断等功能。PLC的编程语言丰富，可分为梯形图语言、逻辑功能语言、指令表、顺序功能4种。特别是梯形图语言，它直观、方便，只要有了通常的继电接触器电路图、逻辑图或逻辑方程，就等于有了PLC系统的用户程序，很适合电器工程技术人员使用。（2）使用维护方便PLC不需要像计算机控制那样在输入输出接口上做大量的工作。PLC的输入输出接口是已经按不同需求做好的，可直接与控制现场的设备相连接的接口。如输入接口可以与各种开关、传感器连接；输出接口具有较强的驱动能力，可以直接与继电器，接触器、电磁阀等连接。不论是输入接口或输出接口，使用都很简单。PLC具有很强的监控功能，利用编程器、监视器或触摸屏等人机界面可对PLC的运行状态进行监控（3）运行稳定可靠由于PLC采用了微电子技术，大量的开关动作有无触点的半导体电路来完成，同是还采用了屏蔽，滤波，隔离等抗干扰措施，所以其平均无故障时间在2万小时以上。特别是在制造工艺上加强了抗干扰措施，例如输入输出都采用光电隔离，能有效的隔2离PLC内部电路与输入输出电路之间的联系，从而避免了有输入输出同道串入的干扰信号引起的误动作。PLC还采取了屏蔽，输入延时滤波等软，硬件措施，有效的防止了空间电磁干扰，特别对高频传导干扰信号具有良好的抑制作用。所以这一切措施，都有效的保证了PLC在恶劣的工作环境下能正常稳定的运行。（4）组成灵活可编程控制器品种很多。小型PLC为整体结构，并可外接I/O扩展机箱构成PLC控制系统。中大型PLC采用分体模块式结构，设有各种专用功能模块（开关量、模拟量输入/输出模块、位控模块、伺服、步进驱动模块等）供选用和组合，由各种模块组成大小和要求不同的控制系统。外部控制电路虽然仍为硬接线系统，但当受控对象的控制要求改变时，可以在线使用编程器修改用户程序来满足新的控制要求，最大限度地缩短了工艺更新所需要的时间。1.3可编程控制器的应用及发展1.3.1可编程控制器的应用目前，PLC在国内外已广泛的应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺