一、PkG定義、構成及功能

　　可編程邏輯控制器，簡稱PLC，是指利用微電腦技術制造的通用自動控制設備，其利用一類可編程的存儲器對其內部程序進行存儲，并對諸如邏輯運算、定時、計數(shù)、順序控制以及算術操作等面向用戶的指令進行執(zhí)行，同時數(shù)字或模擬式輸入及輸出方式實現(xiàn)對相關類型的機械或生產過程的控制。

　　從結構方面分析，可編程邏輯控制器主要包括固定式和組合式兩種類型，其中，固定式可編程邏輯控制器主要是由中央處理器模塊、I／O模塊、內存塊、電源以及顯示面板等部分構成，這幾大部分共同構成一個不可拆卸的整體。組合式可編程邏輯控制器主要是由中央處理器模塊、內存模塊、I／O模塊、電源模塊和機架等幾大模塊按照一定的規(guī)則組合而成。可編程邏輯控制器的核心部件就是中央處理器，其充當著神經中樞的角色，每套可編程邏輯控制器最少配置一個中央處理器，中央處理器的作用主要是依照可編程邏輯控制器系統(tǒng)程序所賦予的功能對用戶程序及相關數(shù)據(jù)進行接收和保存，并通過掃描的方式對現(xiàn)場輸入裝置傳輸來的狀態(tài)及數(shù)據(jù)進行收集，在寄存器中進行保存。中央處理器主要包括運算器、寄存器、控制器、控制狀態(tài)總線等部分構成，中央處理器速度及內存容量是可編程邏輯控制器十分重要的參數(shù)，其對可編程邏輯控制器工作的速度、I／O的數(shù)量以及軟件的容量等均發(fā)揮著決定性作用，其對控制規(guī)模具有限制影響。

　　可編程邏輯控制器主要具有以下功能：第一，限時控制，可編程邏輯控制器可以提供定時器數(shù)個，同時對定時指令進行設定，并且可以十分便捷地進行調用或者是改動；第二，條件控制，可編程邏輯控制器對與、或以及非等邏輯運算指令進行了設置，可以對繼電器并聯(lián)、串聯(lián)、串并聯(lián)或者是并串聯(lián)等相關連接進行處理；第三，步進控制，可編程邏輯控制器的步進控制主要體現(xiàn)為下一工序的開展，在上一工序實現(xiàn)之后進行，同時對移位寄存器進行了設置；第四，通信及聯(lián)網，當前部分的可編程邏輯控制器已經具備了通信技術，可以實現(xiàn)遠程I／O控制，也就是可編程邏輯控制器構成一個分布式控制網絡，以便進行集中管理及分散控制；最后，模數(shù)及數(shù)模轉換功能，這一功能并非全部可編程邏輯控制器均具備，此功能主要是控制并調整模擬量。

二、PLC控制系統(tǒng)設計原則及步驟

　　2.1 PLC控制系統(tǒng)設計原則

　　電氣控制系統(tǒng)的主要目的是確保被控對象工藝要求得到切實滿足，促進生產效率及產品質量的進一步提升。在PLC控制系統(tǒng)的設計過程中，一般需要遵循以下幾大原則：第一，完整性原則，即確保工業(yè)生產過程以及機械設備控制需求得到有效滿足；第二，經濟性原則，也就是使所設計出的系統(tǒng)簡單實用；第三，可靠性原則，即所設計出的PLC控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠；最后，發(fā)展性原則，也就是要對生產工藝的發(fā)展予以綜合性考慮，特別是在通信性能以及I／O接口等方面預留一定的發(fā)展空間。

　　以PLC控制系統(tǒng)所承擔的控制任務為主要依據(jù)，深入分析被控對象的生產工藝及特性。在控制規(guī)模方面，要借助系統(tǒng)的I／O設備總數(shù)對控制系統(tǒng)的控制規(guī)模進行衡量，PLC控制系統(tǒng)主要適用于控制規(guī)模相對較大，尤其是受開關量控制的設備數(shù)量多的情況；在可靠性方面，PLC控制主要適用于I／O點數(shù)不超過二十的情況；在工藝復雜程度方面，PLC在工藝復雜系數(shù)較高的情況下表現(xiàn)最為突出；最后，在數(shù)據(jù)的處理速度方面，PLC主要適用于數(shù)據(jù)處理程度有限，并且主要是工業(yè)過程控制的場合。

　　2.2 PLC控制系統(tǒng)設計步驟

　　PLC控制系統(tǒng)設計主要涉及到硬件及軟件兩個方面，硬件設計主要針對的是PLC外部設備，軟件設計主要針對的是PLC應用程序。PLC控制系統(tǒng)設計步驟主要有以下四步：

　　(1)了解并熟悉被控對象。進行控制系統(tǒng)設計工作的前提是對被控系統(tǒng)有充分的認識和了解。設計人員需要到現(xiàn)場進行實地調研，收集相關資料，同時與操作人員進行充分的交流和溝通，全面了解被控對象的功能、動作時序、條件、電氣系統(tǒng)和機械及液壓之間的關系、PLC相互間是否聯(lián)網、系統(tǒng)工作方式以及人機界面等相關內容；

　　(2)選擇硬件。關于I／O設備，主要涉及到按鈕、轉換開關、位置開關以及相應的傳感器等輸入設備，電磁閥、繼電器、接觸器、信號指示燈以及相應的執(zhí)行器等輸出設備；可編程邏輯控制器，主要包括110模塊、可編程邏輯控制器的型號、容量以及電源等；I／O端口分配，在分配I／O通道的時候，需要提供含有I／O編號、名稱、設備代碼以及功能等相關信息在內的I／O通道分配表；PLC外圍硬件線路圖的繪制；分配定時器、計數(shù)器以及相關的內部輔助繼電器地址；

　　(3)應用程序的編寫。要以控制系統(tǒng)具體要求為主要依據(jù)，選擇適當?shù)脑O計方法對可編程邏輯控制器的程序進行設計。在進行程序編寫時要確?？刂菩枨蟮某浞譂M足，對相關控制功能以及個任務程序進行逐一編寫，對系統(tǒng)指定功能進行完善，一般情況下，需要涉及到初始化程序、檢測、故障診斷和顯示程序、保護劑連鎖程序等內容；

　　(4)程序的調試，主要包括模擬調試以及現(xiàn)場調試兩個階段，其中，對于模擬調試而言，以現(xiàn)場信號產生方式為依據(jù)，可以分為硬件模擬法以及軟件模擬法兩種。

三、PLC控制系統(tǒng)軟件設計方案

　　PLC控制系統(tǒng)編程軟件。在確定PLC編程語言的時候主要要考慮編寫及調試的便利性，PLC編程語言主要是面向客戶，在實踐中比較常見的PLC編程語言主要有梯形圖編程語言和指令語句表編程語言兩種。其中，梯形圖編程語言的應用范圍最為廣泛，基礎是原繼電器一接觸器控制系統(tǒng)的繼電器梯形圖，需要提醒的是，圖中的連線代表相互間的邏輯關系。梯形圖編程格式為：編寫順序為由上到下，各行由左到右，PLC程序執(zhí)行順序與梯形圖編寫順序之間沒有差別；梯形圖左垂直線為起始母線，有垂直線為終止母線，各個邏輯行需始于起始母線，終于繼電器線圈或終止母線；線圈和起始母線之間必須有觸點，但和終止母線間不得有觸點。另外一種比較常見的PLC編程語言就是指令語句表編程語言，和計算機匯編語言近似，助記符語言XCPLC指令的表達也是借助便于記憶的文字符號實現(xiàn)的。同一廠家推出的PLC產品，助記符語言和梯形圖語言之間是能夠進行轉換的。助記符語言和梯形圖語言的適用范圍有一定區(qū)別，一般情況下，主要是在手持編程器中使用助記符語言，而計算機編程過程中主要使用梯形圖語言。

四、結語

　　綜上所述，隨著生產自動化水平的不斷提高，依托于機床電氣控制的自動化系統(tǒng)逐漸成為當今的一大熱點話題，可編程邏輯控制器具有一系列的優(yōu)點：安全可靠、可以抵抗較強的干擾，程序編寫簡單，功能優(yōu)越，能源消耗量低，在現(xiàn)代化工業(yè)自動化控制中的應用范圍越來越廣泛，PLC產品擁有極為樂觀的發(fā)展前景。筆者在此以三面銑組合機床為例對PLC自動化控制系統(tǒng)的程序設計思路進行闡述。