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1、国家职业资格全国统一鉴定 维修电工论文 （国家职业资格二级） 论文题目：继电器控制的升级板继电器控制的升级板- PLC 姓 名： 身份证号： 准考证号： 所在省市： 江苏省连云港市 所在单位： 继电器控制的升级板继电器控制的升级板- PLC XXX 【摘要】在工业自动化领域，可编程控制器（PLC）作为自动控制以成为大多数 自动化系统的设备基础，同时也给工业控制带来了前所未有的非凡变化。使用 PLC 的工业控制系统与传统的用继电器的工业控制系统相比，在操作、控制、效 率和精度等各个方面都具有无法比拟的优点。 虽然在工业控制系统中所使用的继 电器控制设备不会被完全淘汰，但是由于 PLC 的出现已经

2、改变了工业控制设计 者的设计思想，并提出更高的要求。 【关键词】控制继电器 PLC 一、控制继电器一、控制继电器 20 世纪 20 年代出现了将接触器、各种继电器、定时器、其他电器及其触头 按一定逻辑关系连接的继电器控制系统，其结构简单、价格便宜、便于掌握，在 一定范围内能满足控制要求，在工业控制中一直占有主导地位。 继电器是一种利用各种物理量的变化， 将电量或非电量信号转化为电磁力或 使输出状态发生阶跃变忙， 从而通过其触头或突变量促使在同一电路蓝天另一电 路中的其它器件或装置动作的一种控制元件。 今天继电器己应用到家庭及工业控 制的各个领域。他们比以往的产品具有更高的可靠性。但是，这也是随

3、之带来的 一些问题。 如绝大多数控制继电器都是长期磨损和疲劳工作条件下进行的，容易损坏。 而且继电器的触点容易产生电弧， 甚至会熔在一起产生误操作， 引起严重的后果。 再者，对一个具体使用的装有上百个继电器的设备，其控制箱是庞大而笨重的。 在全负荷运载的情况下，大的继电器将产生大量的热及噪声，同时也消耗了大量 的电能。总之，它存在着没备体积大、动作速度慢、功能少而固定、可靠性差、 难于实观较复杂的控制的缺点。特别是由于它是靠硬线逻辑连线逻辑构成的系 统， 接线繁杂， 当生产工艺改变时， 并且继电器控制系统必须是手工接线、 安装， 如果有简单的改动，也需要花费大量时间及人力和物力去改制、安装和调

4、试。缺 乏通用性和灵活性。 二、二、PLC 的定义、特点及功能的定义、特点及功能 可编程控制器以体积小功能强大所著称，它不但可以很容易地完成顺序逻 辑、运动控制、定时控制、计数控制、数字运算、数据处理等功能，而且可以通 过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系， 从而实现生产过程 的自动控制。国际电工委员会（IEC）于 1982 年 11 月颁发了可编程序控制器标 准草案第一稿，1985 年 1 月发表了第二稿，1987 年 2 月颁发了第三稿。草案中 对可编程序控制器的定义是：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统， 专为在：厂业环境下应用而设计。他采用了可编程序的存储器，

5、用来在其内部存 储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运：算等操作指今，并通过数字 式模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程中。可编程序控制抬及 其有关外围设备，都按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其很强的联网通 讯能力， 从而更广泛地应用于众多行业。 可编程序控制器有如下几个特点和功能： 1、混合控制是 PLC 最基本、应用最广泛的领域。所谓的顺序控制，就是按 照工艺流程的顺序，在控制信号的作用下，使得生产过程的个个执行机构自动地 按照顺序动作。由于它还具有编程设计灵活、速度快、可靠性高、成本低、便于 维护等优点，所以在实现单机控制、多机群控制、生产流程控制中可以完全取代

6、传统的继电器接触器控制系统。它主要是根据操作按扭、限位开关及其它现场给 来的指令信号和传感器信号，控制机械运动部件进行相应的操作，从而达到了自 动化生产线控制。比较典型应用在自动电梯的控制、管道上电磁伐的自动开启和 关闭、皮带运输机的顺序启动等。 2、闭环过程控制 以往对于过程控制的模拟量均采用硬件电路构成的 PID 模拟调节器来实现 开、闭环控制。而现在完全可以采用 PLC 控制系统，选用模拟量控制模块，其 功能由软件完成，系统的精度由位数决定，不受元件影响，因而可靠性更高，容 易实现复杂的控制和先进的控制方法， 可以控制大量的物理参数， 如温度、 压力、 速度和流量等。当过程控制中出现偏差

7、时，PID 控制算法会计算出正确的输出， 把变量保持在设定值上。 3、运动控制 PLC 可以支持数控机床的控制和管理， 在机械加工行业， 可编程控制器与计 算机数控(CNC)集成在一起，用以完成机床的运动位置控制，它的功能是接受输 入装置输入的加工信息，经处理与计算，发出相应的脉冲给驱动装置，通过步进 电机或伺服电机，使机床按预定的轨道运动，以完成多轴伺服电机的自控。目前 以用于控制无心磨削、冲压、复杂零件分段冲裁、滚削摸削等应用中。 4、生产过程的监控和管理 PLC 可以通过通迅接口与显示终端和打印机等外设相连。 显示器作为人机界 面(HMl)是一种内含微处理芯片的智能化设备， 它与 PLC

8、 相结合可取代电控柜上 众多的控制按钮、选择开关、信号指示灯，及生产流程模拟屏和电控柜内大量的 中间继电器和端子排。 所有操作都可以在显示屏上的操作元件上进行。 PLC 可以 方便、快捷地对生产过程中的数据进行采集、处理，并可对要显示的参数以二进 制、十进制、十六进制、ASCII 字符等方式进行显示。在显示画面上，通过图标 的颜色变化反应现场设备的运行状态，如阀门的开与关，电机的启动与停止，位 置开关的状态等。PID 回路控制用数据、棒图等综合方法反映生产过程中量的变 化， 操作人员通过参数设定可进行参数调整，通过数据查询可查找任一时刻的数 据记录，通过打印可保存相关的生产数据，为今后的生产管

9、理和工艺参数的分析 带来便利。 5、网络特性 PLC 可以实现多台 PLC 之间或多台 PLC 与一台计算机之间的通讯联网要 求，从而组成多级分布式控制系统，构成工厂自动化网络。 （1）通过通讯模块、上位机以及相应的软件来实现对控制系统的远距离监 控。 （2）通过调制解调器和公用电话网与远程客户端计算机相连，从而使管理 者可通过电话线对控制系统进行远距离监控。 三、三、PLC 的优点及与控制继电器的比较的优点及与控制继电器的比较 继电器控制系统是用硬接线将许多继电器按一定方式连接起来完成逻辑功 能，所以其逻辑功能不能灵活改变，并且接线复杂，故障点多。而 PLC 控制系 统是通过存放在存储器中的

10、用户程序来完成挖控制功能， 由用户程序代替了继电 器控制电路，使其不仅能实现逻辑运算，还具有数值运算及过程控制等复杂控制 功能，由于 PLC 采用软件实现控制功能，因此可以灵活、方便的通过用户程序 的改变来实现控制功能的改变。 1、PLC 具有抗干扰能力强，可靠性高。这是因为他采用了微电子技术，大 量的开关动作由无触点的电子存储器件来完成， 大部分继电器和繁杂的连线被软 件所取代，故寿命长，可靠性大大提高。在 PLC 的电子线路、机械结构以及软 件上都吸取了生产控制经验， 主要模块均采用了人规模与超人规模集成电路， I/O 系统设计有完善的通道保护与信号调理电路；在结构上对耐热、防潮、防尘、抗

11、 震等都有精确考虑；在硬件上采用隔离、屏蔽、滤波、接地等抗干扰措施：在软 件上采用数字滤波等抗干扰和故障诊断措施。 而继电器控制系统虽有较好的抗干 扰能力，但使用了大量的机械触头，使设备连线复杂，由于器件的老化、脱焊、 触头的抖动及触头在开闭时受电弧的损害大大降低了其可靠性。 2、PLC 控制系统结构简单、通用性强、应用灵活。PLC 产品成系列化生产， 品种齐全，外围模块品种也多，可由各种组件灵活组合成各种大小和不同要求的 控制系统。在 PLC 构成的控制系统中，只需在 PLC 的端子上接入相应的输入、 输出信号线即可， 不需要诸如继电器之类的物理电子器件和大量而又繁杂的硬接 线线路。 3、P

12、LC 编程方便，易于使用。PLC 是面向用户的设备，PLC 的设计者充分 考虑到现场工程技术人员的技能和习惯， PLC 程序的编制， 采用梯形图或面向工 业控制的简单指令形式。梯形图与继电器原理图相类似，直观易懂，容易掌握， 不需要专门的计算机知识和语言。 4、PLC 功能完善，扩展能力强。PLC 中含有数量巨大的用于开关量处理的 继电器类软元件，可轻松地实现大规模的开关量逻辑控制，这是一般的继电器控 制所不能实现的。PLC 内部具有许多控制功能，能方便地实现 D/A、A/D 转换及 PID 运算，实现过程控制、数字控制等功能。 5、PLC 控制系统设计、安装、调试方便。PLC 中相当于继电接

13、触器系统中 的中间继电器、时间继电器、计数器等“软元件”数量巨大，硬软件齐全，且为 模块化积木式结构，并已商品化，故可按性能、容量（输入、输出点数、内存大 小）等选用组装。又由于用软件编程取代了硬接线实现控制功能，使安装接线工 作量大大减小，设计人员只要有一台 PLC 就可以进行控制系统的设计并可在实 验室进行模拟调试。而继电接触器系统需在现场调试，工作量大且繁难。 6、维修方便，维修工作量小。PLC 具有完善的自诊断，履历情报存储及监 视功能。对于其内部工作状态、通信状态、异常状态和 I/O 点的状态均有显示。 工作人员通过他可查出故障原因，便于迅速处理，及时排除。7、结构紧凑，体 积小，重量轻，易于实现机电一体化。 结束语：由于 PLC 具有上述特点，使得 PLC 获得极为广泛的应用。PLC 作 为一种通用的工业控制器，它可用于所有的工业领域。当前国内外已经广泛的将 可编程控制器成功地应用到机械、冶金、石油、化工、纺织、交通、电力、军事 等各个领域，并取得了可观的技术济济效益。而且它还代表当今电气控制技术的 世界先进水平，它已与数控技术、CADCAM 技术、工业机器人技术并列为工 业自动化技术的四大支柱，PLC 已经取代了继电器控制。 参考文献： 电气控制与 PLC 应用 机械工业出版社 2005.1 王淑英等主编