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PLC的硬件架构及其在压力控制系统中的应用 　　摘要：主要讲述了可编程逻辑控制器PLC的硬件架构，了解了整体式PLC和组合式PLC的异同。列举了PLC的基本组成单元及其特点。重点讲述了PLC在压力控制系统中的应用应注意的问题及其应用，PLC抗干扰能力强，适用于工业现场，具有可靠性高、维护容易等特点，为压力过程控制系统的连续、稳定、安全运行提供了保证。 　　关键词：PLC；压力控制系统；抗干扰能力强 　　中图分类号：TP273 　　当今工业发展的目的是提高生产的效率，精度和产品的稳定性，为了达到这些要求，当然就要求自动化程度的提高，这已成为工业发展的一个明显趋势。而工业自动化控制系统中应用最广泛的是可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）。 　　我国伴随着改革开放开始就引进了PLC，并对其加以应用、研制及生产。最初只是将可编程逻辑控制器应用于引进的设备中。随着其价格的不断降低和用户需求的不断扩大，PLC在各种企业的生产设备，特别是中小设备及产品中的应用也在不断扩大。近期，我国已经可以生产中小型可编程逻辑控制器。伴随着自动化水平的不断提高，PLC在我国将有更广阔的应用天地。特别在那些对实时性要求高，对成本、尺寸敏感的场合，嵌入式可编程逻辑控制器大有可为。 　　1PLC的硬件架构 　　1.1PLC的结构。PLC从结构上分为整体式（固定式）PLC和组合式（模块式）PLC。 　　 　　图2.1整体式PLC结构图 　　整体式PLC也即固定式PLC，如图2.1所示，其所有的基本元器件都已经组装在一起了，除了输入单元和输出单元外和一般的计算机的结构是一样的[2]。 　　 　　图2.2组合式PLC结构图 　　组合式PLC也即模块式PLC，如图2.2所示，其基本组成部分和整体式的PLC是一样的。组合式PLC更优于整体式PLC，因为其各个基本部分都是挂载在一条系统总线上，可以根据实际情况动态的增加或减少挂载的PLC基本组元器件，而这是整体式PLC所无法做到的[3]。 　　1.2PLC基本单元器件。PLC包括了五个基本的单元器件，分别为I/O单元、中央处理单元(CPU)、智能单元、存储器、编程器。 　　2PLC的特点 　　可编程逻辑控制器的特点很多，主要有以下四个方面：（1）重量轻，易集成，能耗低。（2）系统设计简单，容易改造，维护方便，易学易用。（3）可靠性高，抗干扰能力强。（4）功能完善，适用性强 　　3PLC在压力控制系统中的应用 　　3.1PLC在压力控制系统中的应用应注意的问题。工业控制系统需要安全、可靠、高效，而要设计一个可靠的可编程逻辑控制系统，需要从硬件和软件两方面考虑。 　　对于硬件方面，首先是合理的外围电路设计，为了减小压力机主电机启动时电流过大而对电网造成干扰，主电机应采取降压的星-三角启动，并且在进入PLC的电源应加强滤波。另外，为了减小大功率的感性负载的通断所产生的火花对低频和高频的电磁干扰，交流电路时可在负载并联阻容或压敏电阻；直流电路时可在负载并联二极管。其次是PLC的选型，一定要选择抗干扰性、可靠性好的PCL，要尽量系统化、通用化，只有相同的接线方式、相同的通信接口、相同的手持编程器、相同的编程软件等，这样才会使得设计变得简化、统一。另外，还需要对输入输出接口数留有一定的裕量。因为高速压力机是、板料校平机和送料机等周边设备一起同步工作时，需要输入接口检测周边设备运行状态。对于新设计的系统需要额外的输入输出接口用于新增一些功能。然后是元器件的选择，比如变频器会对周围环境产生较强的电磁辐射，非接触式的接近开关优于接触式的限位开关，对于这些外围器件的选择应该保证其高可靠性。最后是电器安装布线，如果电器的布局和走线不好，容易相互干扰，从而导致系统故障。所以这就要求在电箱内外布线时，避免强电线与弱电线混合走线，如果不能避免，也最好使用屏蔽线相隔离，并把屏蔽层可靠接地。对于电箱内的不同功能的线，也应该避免混布，并且要有良好的接地[4]。 　　对于软件方面，首先是对输入点进行滤波，因为装于机身上的油压压力继电器、气压压力继电器等电器元件会受到压力机的工作震动而产生短时的误动作，这就要求在PLC的输入点进行滤波设定。其次是对输出点进行备份，由于负载容量较大，而PLC输出继电器的容量又比较小，就使得通断频次较高，从而导致失效，就可能造成压力机安全事故。然而用户往往不愿意换一个PLC内的小继电器或是重新编程来解决这个问题，那么可以在程序设计时用空余的输入输出点进行备份。 　　3.2PLC在压力控制系统中的应用。汽车生产线的关键设备是压力机，这就要求其控制系统必须安全、可靠、高效。而原来的压力机控制系统长期运行，电器元件及线路老化严重，导致其部分