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、順序控制以及算術操作等面向用戶的指令進行執行，同時數字或模擬式輸入及輸出方式實現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程序所賦予的功能對用戶程序及相關數據進行接收和保存，并通過掃描的方式對現場輸入裝置傳輸來的狀態及數據進行收集，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，其對可編程邏輯控制器工作的速度、I／O的數量以及軟件的容量等均發揮著決定性作用，其對控制規模具有限制影響。

　　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、串聯、串并聯或者是并串聯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為下一工序的開展，在上一工序實現之后進行，同時對移位寄存器進行了設置；第四，通信及聯網，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，模數及數模轉換功能，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控制系統設計原則及步驟

　　2.1 PLC控制系統設計原則

　　電氣控制系統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簡單實用；第三，可靠性原則，即所設計出的PLC控制系統運行穩定可靠；最后，發展性原則，也就是要對生產工藝的發展予以綜合性考慮，特別是在通信性能以及I／O接口等方面預留一定的發展空間。

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

　　2.2 PLC控制系統設計步驟

　　PLC控制系統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。進行控制系統設計工作的前提是對被控系統有充分的認識和了解。設計人員需要到現場進行實地調研，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、電氣系統和機械及液壓之間的關系、PLC相互間是否聯網、系統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。要以控制系統具體要求為主要依據，選擇適當的設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保控制需求的充分滿足，對相關控制功能以及個任務程序進行逐一編寫，對系統指定功能進行完善，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場調試兩個階段，其中，對于模擬調試而言，以現場信號產生方式為依據，可以分為硬件模擬法以及軟件模擬法兩種。

三、PLC控制系統軟件設計方案

　　PLC控制系統編程軟件。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點：安全可靠、可以抵抗較強的干擾，程序編寫簡單，功能優越，能源消耗量低，在現代化工業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自動化控制系統的程序設計思路進行闡述。