1、目錄一、控制任務1二、該動力頭的加工過程2三、I/O地址的分配及接線圖2（1）PLC的輸入/輸出點分配表2（2）PLC控制接線圖3四、電氣控制電路圖3五、控制梯形圖4六、指令表5七、說明書61、控制方案的選擇62、PLC如何選型113、分析所編的程序并闡述系統的工作原理16八、參考資料17鉆孔動力頭的PLC控制一、控制任務（1） 動力頭在原位時開關ST3受壓，加啟動命令后接通電磁閥F1，動力頭快進。（2） 動力頭碰到限位開關ST1后，接通電磁閥F1和F2，動力頭由快進轉為工進。（3） 動力頭碰到限位開關ST2后，停止進給，延時10S。（4） 延時時間到，接通F3，動力頭快速退回。（5） 當原點

2、限位開關ST3接通時，動力頭快速退回結束。根據上述控制要求，用PLC編制程序實現對鉆孔動力頭的控制。二、該動力頭的加工過程三、 I/O地址的分配及接線圖（1） PLC的輸入/輸出點分配表輸入信號名稱代號輸入點編號啟動按鈕啟動X0停止按鈕停止X1原點限位開關ST3X2快進限位開關ST1X3工進限位開關ST2X4輸出信號名稱代號輸出編號正轉接觸器KM1Y0正轉接觸器KM2Y1反轉接觸器KM3Y2（2）PLC控制接線圖四、 電氣控制電路圖五、PLC控制梯形圖六、PLC控制指令語句表七、說明書1、控制方案的選擇（1）為何采用PLC控制可編程序控制器PLC是微機技術與傳統的繼電接觸控制技術相結合的產物，

3、它克服了繼電接觸控制系統中的機械觸點的接線復雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用了微處理器的優點，又照顧到現場電氣操作維修人員的技能與習慣，特別是PLC的程序編制，不需要專門的計算機編程語言知識，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎的簡單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學；調試與查錯也都很方便。用戶在購到所需的PLC后，只需按說明書的提示，做少量的接線和簡易的用戶程序編制工作，就可靈活方便地將PLC應用于生產實踐。（2）控制繼電器存在的缺點控制繼電器存在的缺點如作條件下進行的,容易損壞.而且繼電器的觸點容易產生電弧,甚至會熔在一起產生誤操作,引絕大多數控制繼電器都是長

4、期磨損和疲勞工起嚴重的后果.再者,對一個具體使用的裝有上百個繼電器的設備,其控制箱將是龐大而笨重的.在全負荷運載的情況下,大的繼電器將產生大量的熱及噪聲,同時也消耗了大量的電能.并且繼電器控制系統必須是手工接線、安裝,如果有簡單的改動,也需要花費大量時間及人力和物力去改制、安裝和調試.今天繼電器已應用到家庭及工業控制的各個領域.他們比以往的產品具有更高的可靠性.但是,這也是隨之帶來的一些問題.固體繼電器的缺點A、導通后的管壓降大，可控哇或雙向控哇的正向降壓，可達12V，大功率晶體管的飽和壓降也在12之間，一般功率場效應管的導通電阻也較機械觸點的接觸電阻大。B、半導體器件關斷后仍可有數微安至數毫

5、安的漏電流，因此不能實現理想的電隔離。C、由于管壓降大，導通后的功耗和發熱量也大，大功率固體繼電器的體積遠遠大于同容量的電磁繼電器，其輸出功率與環境和外殼溫度有關。D、電子元、器件的溫度特性和電子路線的抗干擾能力較差，耐輻射能力也較差，如不采取有效措施，則工作可靠性低。E、通常固體繼電器設計成單刀單擲形式，這樣比較容易實現，多組和多組轉換結構需要用幾個相互連接和適當連鎖的固體繼電器，這些固體繼電器基本上是積木式堆疊在一起，形成一個占地較大空間的復雜裝置。大功率固體繼電器，由于需用散熱片，就進一步增加了所有空間和成本。F、通常用于功率控制的固體繼電器是針對負載或設計成交流輸出或設計成直流輸出，而

6、不設計成既和用于交流負載，又可用于支流負載。（3）可編程序控制器的優勢、特點及功能 可編程控制器以體積小功能強大所著稱,它不但可以很容易地完成順序邏輯、運動控制、定時控制、計數控制、數字運算、數據處理等功能,而且可以通過輸入輸出接口建立與各類生產機械數字量和模擬量的聯系,從而實現生產過程的自動控制.特別是現在,由于信息、網絡時代的到來,擴展了PLC的功能,使它具有很強的聯網通訊能力,從而更廣泛地應用于眾多行業.A、生產過程的監控和管理 PLC可以通過通迅接口與顯示終端和打印機等外設相連.顯示器作為人機界面(HMI)是一種內含微處理芯片的智能化設備,它與PLC相結合可取代電控柜上眾多的控制按鈕、

7、選擇開關、信號指示燈,及生產流程模擬屏和電控柜內大量的中間繼電器和端子排.所有操作都可以在顯示屏上的操作元件上進行.PLC可以方便、快捷地對生產過程中的數據進行采集、處理,并可對要顯示的參數以二進制、十進制、十六進制、ASCII字符等方式進行顯示.在顯示畫面上,通過圖標的顏色變化反應現場設備的運行狀態,如閥門的開與關,電機的啟動與停止,位置開關的狀態等.PID回路控制用數據、棒圖等綜合方法反映生產過程中量的變化,操作人員通過參數設定可進行參數調整,通過數據查詢可查找任一時刻的數據記錄,通過打印可保存相關的生產數據,為今后的生產管理和工藝參數的分析帶來便利. B、閉環過程控制 以往對于過程控制的

8、模擬量均采用硬件電路構成的PID模擬調節器來實現開、閉環控制.而現在完全可以采用PLC控制系統,選用模擬量控制模塊,關于時間繼電器的用途,其功能由軟件完成,系統的精度由位數決定,不受元件影響,因而可靠性更高,容易實現復雜的控制和先進的控制方法,可以同時控制多個控制回路和多個控制參數.例如生產過程中的溫度、流量、壓力、速度等.C、順序控制 順序控制是PLC最基本、應用最廣泛的領域.所謂的順序控制,就是按照工藝流程的順序,在控制信號的作用下,使得生產過程的各個執行機構自動地按照順序動作.由于它還具有編程設計靈活、速度快、可靠性高、成本低、便于維護等優點,所以在實現單機控制、多機群控制、生產流程控制

9、中可以完全取代傳統的繼電器接觸器控制系統.它主要是根據操作按扭、限位開關及其它現場給來的指令信號和傳感器信號,控制機械運動部件進行相應的操作,從而達到了自動化生產線控制.比較典型應用在自動電梯的控制、管道上電磁伐的自動開啟和關閉、皮帶運輸機的順序啟動等.例如我分廠的原料混料系統就是利用了PLC的順序控制功能. D、運動位置控制PLC可以支持數控機床的控制和管理,在機械加工行業,可編程控制器與計算機數控(CNC)集成在一起,用以完成機床的運動位置控制,它的功能是接受輸入裝置輸入的加工信息,經處理與計算,發出相應的脈沖給驅動裝置,通過步進電機或伺服電機,使機床按預定的軌道運動,以完成多軸伺服電機的

10、自控.目前以用于控制無心磨削、沖壓、復雜零件分段沖裁、滾削摸削等應用中.（4）PLC與繼電器控制兩種控制方法的不同之處A、控制方式： 繼電器的控制是采用硬件接線實現的，是利用繼電器機械觸點的串聯或并聯延時繼電器的滯后動作等組合形成控制邏輯，只能完成既定的邏輯控制。 PLC采用存儲邏輯，其控制邏輯是以程序方式存儲在內存中，要改變控制邏輯，只需改變程序即可，稱軟接線。B、控制速度 繼電器控制邏輯是依靠觸點的機械動作實現控制，工作頻率低，毫秒級，機械觸點有抖動現象。 PLC是由程序指令控制半導體電路來實現控制，速度快，微秒級，嚴格同步，無抖動。C、延時控制 繼電器控制系統是靠時間繼電器的滯后動作實現

11、延時控制，而時間繼電器定時精度不高，受環境影響大，調整時間困難。 PLC用半導體集成電路作定時器，時鐘脈沖由晶體振蕩器產生，精度高，調整時間方便，不受環境影響。（5）PLC(可編程控制器)與MC(微機)控制的區別微型計算機是在以往計算機與大規模集成電路的基礎上發展起來的，其最大特點是運算速度快，功能強，應用范圍廣，在科學計算，科學管理和工業控制中都得到廣泛應用。所以說，MC是通用計算機。而PLC是一種為適應工業控制環境而設計的專用計算機。但人工業控制的角度來看，PLC又是一種通用機，只要選配對應的模塊便可適用于各種工業控制系統，而用戶只需改變用戶程序即可滿足工業控制系統的具體控制要求。而MC就

12、必須根據實際需要考慮抗干擾問題及硬件軟件的設計，以適應設備控制的專門需要。所以說MC是通用的專用機。基于以上理解，便可以得出MC與PLC具有以下幾點區別： PLC抗干擾性能為MC高 。PLC編程比MC編程簡單 。PLC設計調試周期短 。PLC的I/0響應速度慢，有較大的滯后現象（MS），而MC的響應速度快（US）。 PLC易于操作，人員培訓時間短；而MC則較難人員培訓時間長。PLC易于維修，MC則較困難 。隨著PLC技術的發展，其功能越來越強；同時MC也逐漸提高和改進兩者之間將相互滲透，使PLC與MC的差距越來越小，但在今后很長一段時間內，兩者將繼續共存。在一個控制系統中，PLC將集中于功能控

13、制上，而MC將集中于信息處理上。2、PLC如何選型在PLC系統設計時，首先應確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設計選型。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據。PLC及有關設備應是集成的、標準的，按照易于與工業控制系統形成一個整體，易于擴充其功能的原則選型所選用PLC應是在相關工業領域有投運業績、成熟可靠的系統，PLC的系統硬件、軟件配置及功能應與裝置規模和控制要求相適應。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關的編程語言有利于縮短編程時間，因此，工程設計選型和估算時，應詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務和范圍確定所需的操作和動作，然后根據控制要求，估算輸入輸出點數、所需存儲器

14、容量、確定PLC的功能、外部設備特性等，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設計相應的控制系統。（1）輸入輸出（I/O）點數的估算 I/O點數估算時應考慮適當的余量，通常根據統計的輸入輸出點數，再增加10%20%的可擴展余量后，作為輸入輸出點數估算數據。實際訂貨時，還需根據制造廠商PLC的產品特點，對輸入輸出點數進行圓整。 （2）存儲器容量的估算  存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。設計階段，由于用戶應用程序還未編制，因此，程序容量在設計階段是未知的，需在程序調試之后才知道。為了設計選

15、型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。  存儲器內存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻資料中給出了不同公式，大體上都是按數字量I/O點數的1015倍，加上模擬I/O點數的100倍，以此數為內存的總字數（16位為一個字），另外再按此數的25%考慮余量。  （3）控制功能的選擇  該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。 A、運算功能  簡單PLC的運算功能包括邏輯運算、計時和計數功能；普通PLC的運算功能還包括數據移位、比較等運算功能；較復雜運算功能有代數運算、數據傳送等；大型PLC

16、中還有模擬量的PID運算和其他高級運算功能。隨著開放系統的出現，目前在PLC中都已具有通信功能，有些產品具有與下位機的通信，有些產品具有與同位機或上位機的通信，有些產品還具有與工廠或企業網進行數據通信的功能。設計選型時應從實際應用的要求出發，合理選用所需的運算功能。大多數應用場合，只需要邏輯運算和計時計數功能，有些應用需要數據傳送和比較，當用于模擬量檢測和控制時，才使用代數運算，數值轉換和PID運算等。要顯示數據時需要譯碼和編碼等運算。  B、控制功能  控制功能包括PID控制運算、前饋補償控制運算、比值控制運算等，應根據控制要求確定。PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多

17、數場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高PLC的處理速度和節省存儲器容量。例如采用PID控制單元、高速計數器、帶速度補償的模擬單元、ASC碼轉換單元等。  C、通信功能  大中型PLC系統應支持多種現場總線和標準通信協議（如TCP/IP），需要時應能與工廠管理網（TCP/IP）相連接。通信協議應符合ISO/IEEE通信標準，應是開放的通信網絡。 PLC系統的通信接口應包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）、RIO通信口、工業以太網、常用DCS接口等；大中型PLC通信總線（

18、含接口設備和電纜）應1：1冗余配置，通信總線應符合國際標準，通信距離應滿足裝置實際要求。 PLC系統的通信網絡中，上級的網絡通信速率應大于1Mbps，通信負荷不大于60%。PLC系統的通信網絡主要形式有下列幾種形式：、PC為主站，多臺同型號PLC為從站，組成簡易PLC網絡；、1臺PLC為主站，其他同型號PLC為從站，構成主從式PLC網絡；、PLC網絡通過特定網絡接口連接到大型DCS中作為DCS的子網；、專用PLC網絡（各廠商的專用PLC通信網絡）。 為減輕CPU通信任務，根據網絡組成的實際需要，應選擇具有不同通信功能的（如點對點、現場總線、工業以太網）通信處理器。D、編程功能 離線編程方式：P

19、LC和編程器公用一個CPU，編程器在編程模式時，CPU只為編程器提供服務，不對現場設備進行控制。完成編程后，編程器切換到運行模式，CPU對現場設備進行控制，不能進行編程。離線編程方式可降低系統成本，但使用和調試不方便。在線編程方式：CPU和編程器有各自的CPU，主機CPU負責現場控制，并在一個掃描周期內與編程器進行數據交換，編程器把在線編制的程序或數據發送到主機，下一掃描周期，主機就根據新收到的程序運行。這種方式成本較高，但系統調試和操作方便，在大中型PLC中常采用。 五種標準化編程語言：順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、功能模塊圖（FBD）三種圖形化語言和語句表（IL）、結構文本（ST）

20、兩種文本語言。選用的編程語言應遵守其標準（IEC6113123），同時，還應支持多種語言編程形式，如C，Basic等，以滿足特殊控制場合的控制要求。  E、診斷功能  PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內診斷和外診斷。通過軟件對PLC內部的性能和功能進行診斷是內診斷，通過軟件對PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進行診斷是外診斷。  PLC的診斷功能的強弱，直接影響對操作和維護人員技術能力的要求，并影響平均維修時間。  F、處理速度 PLC采用掃描方式工作。從實時性要求來看，處理速度應

21、越快越好，如果信號持續時間小于掃描時間，則PLC將掃描不到該信號，造成信號數據的丟失。處理速度與用戶程序的長度、CPU處理速度、軟件質量等有關。目前，PLC接點的響應快、速度高，每條二進制指令執行時間約0.20.4Ls，因此能適應控制要求高、相應要求快的應用需要。掃描周期（處理器掃描周期）應滿足：小型PLC的掃描時間不大于0.5ms/K；大中型PLC的掃描時間不大于0.2ms/K。 （4）機型的選擇PLC按結構分為整體型和模塊型兩類，按應用環境分為現場安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應用角度出發，通常可按控制功能或輸入輸出點數選型。3、分析所編的程序并闡述系統的工作原理（1）按下啟動按鈕，第一邏輯行中的串聯接觸點X0