基子机床电气控制的PLC的自动化系统设计

一、PkG定义、构成及功能

　　可编程逻辑控制器，简称PLC，是指利用微电脑技术制造的通用自动控制设备，其利用一类可编程的存储器对其内部程序进行存储，并对诸如逻辑运算、定时、计数、顺序控制以及算术操作等面向用户的指令进行执行，同时数字或模拟式输入及输出方式实现对相关类型的机械或生产过程的控制。

　　从结构方面分析，可编程逻辑控制器主要包括固定式和组合式两种类型，其中，固定式可编程逻辑控制器主要是由中央处理器模块、I／O模块、内存块、电源以及显示面板等部分构成，这几大部分共同构成一个不可拆卸的整体。组合式可编程逻辑控制器主要是由中央处理器模块、内存模块、I／O模块、电源模块和机架等几大模块按照一定的规则组合而成。可编程逻辑控制器的核心部件就是中央处理器，其充当着神经中枢的角色，每套可编程逻辑控制器最少配置一个中央处理器，中央处理器的作用主要是依照可编程逻辑控制器系统程序所赋予的功能对用户程序及相关数据进行接收和保存，并通过扫描的方式对现场输入装置传输来的状态及数据进行收集，在寄存器中进行保存。中央处理器主要包括运算器、寄存器、控制器、控制状态总线等部分构成，中央处理器速度及内存容量是可编程逻辑控制器十分重要的参数，其对可编程逻辑控制器工作的速度、I／O的数量以及软件的容量等均发挥着决定性作用，其对控制规模具有限制影响。

　　可编程逻辑控制器主要具有以下功能：第一，限时控制，可编程逻辑控制器可以提供定时器数个，同时对定时指令进行设定，并且可以十分便捷地进行调用或者是改动；第二，条件控制，可编程逻辑控制器对与、或以及非等逻辑运算指令进行了设置，可以对继电器并联、串联、串并联或者是并串联等相关连接进行处理；第三，步进控制，可编程逻辑控制器的步进控制主要体现为下一工序的开展，在上一工序实现之后进行，同时对移位寄存器进行了设置；第四，通信及联网，当前部分的可编程逻辑控制器已经具备了通信技术，可以实现远程I／O控制，也就是可编程逻辑控制器构成一个分布式控制网络，以便进行集中管理及分散控制；最后，模数及数模转换功能，这一功能并非全部可编程逻辑控制器均具备，此功能主要是控制并调整模拟量。

二、PLC控制系统设计原则及步骤

　　2.1 PLC控制系统设计原则

　　电气控制系统的主要目的是确保被控对象工艺要求得到切实满足，促进生产效率及产品质量的进一步提升。在PLC控制系统的设计过程中，一般需要遵循以下几大原则：第一，完整性原则，即确保工业生产过程以及机械设备控制需求得到有效满足；第二，经济性原则，也就是使所设计出的系统简单实用；第三，可靠性原则，即所设计出的PLC控制系统运行稳定可靠；最后，发展性原则，也就是要对生产工艺的发展予以综合性考虑，特别是在通信性能以及I／O接口等方面预留一定的发展空间。

　　以PLC控制系统所承担的控制任务为主要依据，深入分析被控对象的生产工艺及特性。在控制规模方面，要借助系统的I／O设备总数对控制系统的控制规模进行衡量，PLC控制系统主要适用于控制规模相对较大，尤其是受开关量控制的设备数量多的情况；在可靠性方面，PLC控制主要适用于I／O点数不超过二十的情况；在工艺复杂程度方面，PLC在工艺复杂系数较高的情况下表现最为突出；最后，在数据的处理速度方面，PLC主要适用于数据处理程度有限，并且主要是工业过程控制的场合。