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可编程序控制器（PLC, Programmable Logic Controller）是采用微电脑技术制造的自动控制设备。他以顺序控制为主，回路调节为辅，能完成逻辑判断、定时、记忆和算术运算等功能。
随着PLC技术的发展，其功能越来越多，集成度越来越高，网络功能越来越强，PLC与上位PC机联网形成的PLC及其网络技术广泛地应用到工业自动化控制之中，PLC集三电与一体，具有良好的控制精度和高可靠性，使得PLC成为现代工业自动化的支柱。PLC的生产厂家和型号、种类繁多，不同型号自成体系有不同的程序语言和使用方法，本文拟就用日本立石公司生产的OMRON C20p型PLC，设计几个PLC在三相异步电机控制中的应用，与传统的继电器控制相比，具有控制速度快、可靠性高、灵活性强等优点，可作为高校学生学习PLC的控制技术的参考，也可作为工业电机的自动控制电路。
2PLC在电机控制中的应用［1~3］
2.1三相异步电机的正反转控制
要求当按下正转按钮，电机连续正转，此时反转按钮不起作用（互锁），按下停止按钮电机断开电源，按下反转按钮电机连续反转，正转不起作用。图1所示为三相异步电机的正反转控制原理图。
2.2三相异步电机的Y—△启动
要求起动时电机接成Y型，经过一段时间自动转化为△形运行，要求Y形断开后△形才能启动，防止Y形未断△形启动造成电源短路。图2所示是三相异步电机Y—△启动控制原理图。
2.3三相异步电机时间控制
要求第1台电动机M1启动5 s后，第2台电动机M2自动启动，只有当第2台M2停止后，经过5 s延时，M1自动停止。图3所示是三相异步电机时间控制原理图。
3程序的写入与运行
将PLC联上编程器并接通电源后，PLC电源指示灯亮，将编程器开关打到“PROGRAM”位置，这时PLC处于编程状态。编程器显示PASSWORD！这时依次按Clr键和Montr键，直至屏幕显示地址号0000，这时即可输入程序。
在输入程序前，需清除存储器中内容，依次按Clr、Play/Set， Not，Rec/Reset和Montr键，即将全部程序清除。按照以上3种控制的梯形图或程序指令将3种控制程序写入PLC，当上述3部分程序输入到PLC机中后，用上下方向键读出所写程序，如程序有错，可用插入指令和删除指令修改程序。
程序输入正确后，分别按图1（a）和（c）连接PLC外部接线及主回路线路实现电机正反转控制，按图2（a）和（c）连接线路实现电机Y—△启动，按图3（a）和（c）连接线路实现电机的时间控制。此设计可以一次性把3种控制电路的程序全部输入，同时控制3种电路，运行时，按下SBF，SBR电机正反转启动，按下SB1，SB2控制电机Y—△启动，按下SB3，SB4电机顺序启动，互不干扰，事半功倍，实现了一台PLC同时控制多种电路形式。
0概述
可编程控制器PLC在燃气轮发电站已经得到了广泛应用，它利用内部存储的控制程序软件以及外部的输入数据和操作指令，经过逻辑和算术运算，向控制装置发送指令，完成对燃气轮发电机组和各辅助设备的控制、调节。
PLC可以对燃气轮发电机组的发动机转速、排气温度、负载以及发动机各系统的参数、状态进行控制和调节。例如，在滑油系统中，就可完成对压力、温度、液位等参数和滑油加热器、滑油冷动器、交直流滑油泵等状态的控制。本文只介绍对Taurus60燃气轮机滑油系统温度、压力控制的部分应用。
1Taurus60燃气轮机的滑油系统介绍
Taurus60燃气轮滑油为燃气轮机轴承、发电机轴承和齿轮箱轴承提供润滑油，同时也为压气机可变导流叶片作动器、燃料作动器和放气活门作动器提供增压滑油，控制上述作动器的位置。
滑油系统中温度传感器RTD和压力传感器TP380的安装位置见图1。
2PLC对滑油温度的控制
PLC控制原理：Taurus60燃气轮机利用温度传感器RTD来控测滑油系统温度，并将其转换为相应的电信号经输入模块的光耦合、A/D转换，转换成数字信号，存储在内部存储器中，PLC扫描内部应用程序，读取数据，进行算术、逻辑运算，结果经输出模块转换输出控制执行机构动作，来达到上述控制目的。
PLC控制目标:对Taurus60燃气轮机滑油温度的控制主要目的如下：①在机组停机时，启动或停止滑油箱加热器；②在运行中若滑油系统温度过高，启动报警回路、停车回路，或发出声光报警或使燃气轮机紧急停车；③控制滑油系统的三个滑油散热器冷却风扇的启动、停止和转速，从而控制滑油系统的滑油温度，使其保持在规定的范围内。
Taurus60燃气轮机组滑油温度传感器RTD共有两个，分别为滑油箱RTD(RT390)和滑油管RTD(RT380)。滑油箱RTD安装在滑油箱内，感受滑油箱滑油温度，当滑油箱滑油温度低于设定值(65℉)(18℃)时，PLC命令滑油箱加热器启动，给滑油加热；当滑油箱滑油温度达到设定值70℉(21℃)时，PLC命令滑油加热器停止运行。滑油管RTD安装在主滑油管上，感受系统滑油温度，当系统温度高于设定值160℉(71℃)时，启动报警回路报警；当系统温度再升高超过设定值165℉(74℃)时，启动燃气轮机紧急停车回路，燃气轮机停止运行。
PLC还可控制滑油散热器的工作，当系统温度高于设定值100℉(38℃)时，PLC命令1#、2#滑油散热器冷却风扇启动，给系统散热；当系统温度低于设定值90℉(32℃)时，PLC命令1#、2#滑油散热器冷却风扇停止工作。1#、2#滑油散热器风扇的工作是由PLC根据系统温度控制风扇变频器的输出，从而实现滑油冷却风扇的平稳调速，因此滑油温度的调节十分jingque；当滑油温度超过140℉(60℃)启动3#散热器风扇，它是由继电器控制的。
PLC控制过程：
限于篇幅，我们仅以滑油温度高引起Taurus60滑油系统报警、停车以及3#滑油冷却器风扇的启动、停止为例来探讨一下PLC是如何实现对滑油温度的控制的。
PLC是使用梯形语言进行控制的。
(1)滑油温度高引起报警、停车的控制程序当滑油管温度高于160℉(71℃)将会出现滑油温度高报警，从而引起维护人员的注意；当滑油温度高于160℉(74℃)将会出现滑油温度高停车，以确保设备的安全。
(2)3#滑油冷却风扇启动/停止控制程序
当滑油管温度高于100℉(38℃)或低于90(32℃)，滑油冷却风扇开启或停止命令使能。具体的说，当高于100℉(38℃)或低于90℉(32℃)时滑油冷动风扇启动(或停止)命令通过输出模块输入(如图3)。
当滑油温度超过140℉(60℃)后，3#冷却风扇启动定时器控制电路回路动作(如图4)这时继电器K280-3线圈通电(或断电)其常开接点闭合(或断开)，接触器K4983线圈通电(或断电)，其常开接点闭合(或断开)接通(或断开)3#滑油冷却风扇。(如图5)。
3滑油压力控制
PLC控制原理：滑油压力是通过滑油压力传感器TP380(以下简称TP380)、输入输出模块、PLC的运算等来实现的。TP380感受0～690kPa范围内变化的滑油压力，将其转换为4～20mA的电流信号，输入输出模块将电流信号转换为供PLC识别的数字信号，PLC经过运算，将结果存储在标示为LUBEPRESS的地单元中，供程序调用。
PLC控制目标Taurus60燃气机共有三套滑油泵，即主滑油泵、交流滑油泵、直流滑油泵。主滑油泵由燃气轮机驱动，提供燃气轮机、发电机的润滑滑油和控制作动器动作的增压滑油；交流滑油泵用于给燃气轮机、发电机提供运转前和动转后润滑，而且当主滑油压力低于设定值时紧急启动，以确保燃气轮机的正常运转；直流滑油泵作为交流滑油泵的备用泵，当交流滑油泵故障或燃气轮机发电站全站失电时，确保燃气轮机的润滑。
当燃气轮机启动循环开始后，PLC首先对直流滑油泵进行试验，当直流泵P903压力达到4PSI，PLC使得P903断电停转并启动交流滑油泵BP321工作，如果压力达到6PSI，PLC允许燃气轮机运转，PLC启动前润滑定时器开始计时，燃气轮机必须以大于6PIS的压力进行运转前润滑30秒，滑油压力低于41PIS则PLC给出低滑油压力报警，若滑油压力低于25PSI，则启动不锁定快速停车。在燃气轮机稳定运转条件下，滑油压力的调节是由滑油压力温度控制组件完成的，但PLC始终监控着系统滑油压力的变化，并在不同状态下完成低滑油压力报警、启动交流滑油泵、启动不锁定快速停车等工作。当燃气机停止运行时，PLC检查直流泵工作，30秒计时器开始时允许滑油压力降至3PSI，定时器工作结束，重新接通交流滑油泵，运转后润滑开始。这些都是由PLC预先设定的控制程序完成。
PLC根据燃气轮机不同的运行停车情况，编制了五种不同的运转后润滑方案供启用。
PLC控制过程：
这里我们只介绍滑油系统的压力计算和直流泵启动的命令程序。
(1)滑油压力输入数据计算，滑油压力输入数据计算如图6。
(2)直流滑油泵
启动命令使能直流滑油泵是作为交流滑油泵的备用泵，当交流泵或者TP380故障时，直流滑油启动。其命令使能如图7。
4结束语
PLC对滑油系统控制是十分完备的，它的控制内容、项目也是十分复杂的。它不但能控制、显示滑油系统中的压力、温度，它还能设置压力、温度的极限值，一旦系统超越了这个极限值，可以给出报警信号或停止系统运行，确保设备安全；它还可以控制滑油箱加热器的工作，控制油箱液位的高低，并给出报警信号等。限于篇幅，我们只能摘取其一小部分，做一简单介绍，希望能对大型复杂设备的滑油系统的控制有一定的借鉴价值
0前言
计算机网络是计算机系统的发展方向之一。随着计算机技术和通讯技术的结合与发展，计算机网络特别是局域网技术得到了飞速发展，网络的应用范围也越来越广泛，许多企业也利用PLC网络组建中小型控制系统，将底层的现场信号的采集、中层信号的转换、数据处理与通信以及上层的监控与管理结合起来或将其作为子网接入其它系统中。PLC网络与其它工业局域网相比，其大的优点就在于其较高的性能价格比。结合重庆热水瓶总厂渝能高技术陶瓷有限公司、重庆利马高科技陶瓷有限公司陶瓷高温窑群OMRON PLC控制网络的组建实践介绍了PLC的发展趋势，计算机通讯技术CONTRATTER bbbb网络(FA网络)COMPOBUS网络，还介绍了高速以太网、各种数据交换模式、网络的设计分类等方面的知识。
1PLC网络
1.1PLC网络的特点
PLC网络常作为子系统接入CIMS、大型集散系统、企业网或者与其它PLC互连。
PLC设备网络的模型结构一般分为三层，即物理层、数据链路层、应用层，其网络拓扑结构主要有如下类型；
主从式总线型子网：PLC网络越靠底层对实时性要求越高。主从式存取控制依靠主机分配总线使用权，控制简单，易于实现，在从机较少时表现出很好的实时性。因此PLC的远程I/O及靠底层的子网，如SINEC L1、ORMON HOST bbbb网都采取主从式存取控制方式，它们以轮询/应答作为基础，由主机依次轮询从机是否使用总线。对于紧急任务再配合以中断请求，即时插入。主机拥有优先权，要求发送数据可直接广播。
分散式令牌总线型子网：PLC网络的中间层，如Modbus、Modbus+、OMRON的SYSMAC bbbb等采用分散式的令牌总线存取控制方式。这种方式在总线上的各站点没有主从之分，地位平等，总线使用权的分配分散到每个站中，共同裁决。总线上各站点组成一个逻辑环，由在逻辑环上流动的令牌分配总线，取得令牌的站点占有总线。
1.2PLC标准通用化协议及专利通信协议
PLC网络一般在网络高层中配置向通用化标准化方向发展，通常采用两种配置：MAP规约或Etherent协议，其工业局域网的标准化和互连可在应用层(高层)进行并完成。PLC网络除高层外其它层大多采用各公司自己的专利协议，各种专利协议其物理与数据链路层差别不大，只在应用层上有明显差异。主要表现在命令响应的种类、含义、代码互不一致、帧格式各不相同，信箱结构也不一样，因此无法通用。专利协议向用户提供的界面都比较简单明了，配置同样专利协议同系列的PLC产品之间，按说明书编制程序完成通信一般不会困难，然而配置不同协议的PLC之间要完成通信就非常困难，因此在设计PLC控制系统时，一般选用同厂家同系列的PLC产品，构成PLC网络，在高层再设法进入企业网或CIMS。用个人计算机作上位机，数台PLC作下位机构成网络在实践中得到广泛的应用。
2PLC控制网络在陶瓷高温烧结窑的应用实践
2.1高技术陶瓷产品的生产工艺及特点
高技术陶瓷产品主要是指近年来在新材料工业基础上发展起来的一些陶瓷零件，如陶瓷刀片、陶瓷点火器、陶瓷轴承等耐腐蚀、耐高温、高硬度、高耐磨的产品。
(1) 高技术陶瓷产品的主要工艺
以陶瓷点火器为例，其主要工艺如图1。
其中制备高质量微粉及高温烧结是高技术陶瓷产品的关键技术之一，而高温烧结炉(GAS PRESSURE SINTERING FURNACE)及其系统又是高温烧结窑的重要设备。
2.2高温烧结窑及其系统
(1) 烧结原理：一般经过注浆或压制成型的陶瓷坯体，要经过晾干，再进行低温烧结、高温烧结。高温烧结过程见表1。
此工艺主要来自加拿大多伦多大学电能公司，加拿大利马高科技陶瓷有限公司、重庆热水瓶总厂渝能高技术陶瓷有限公司在此基础上设计了自己的高技术陶瓷高温烧结窑，建立了自己的高温烧结窑群PLC控制网络。
2.3高技术陶瓷烧结窑及网络组建
(1) 网络规划：控制网络的总体结构如图2所示，分为三层网络、四级设备。三层网络指的是：层，信息网络层，即以太网，由个人计算机通过网卡和PLC通过以太网单元相连而组成；第二层，控制器网络层，即Controller bbbb网，PLC通过Controller bbbb单元相连而成；第三层，器件网络层，即CompoBus/D网，由PLC通过CompoBus/D主单元和CQMIH通过CompoBus/D从单元相连接而成。四级设备指的是：级，1台个人计算机(放在二楼总控制室)；第二级，由2台PLC组成；第三级，由2台PLC和28台PLC(28台高温烧结窑，其中利马公司14台，渝能公司14台)；第四级，1台CQMIH PLC组成。
(2) 硬件及物理联接：整个系统是由电气控制、人机界面及通信网络三部分构成。电气控制部分主要实现高技术陶瓷高温窑的运行及运行状态控制，人机界面部分主要实现对高技术陶瓷高温窑运行的监视以及能够在人机接口上实现对陶瓷高温窑运行参数的修改，通信网络则在可编程序控制器与各种设备之间架起一座信息的桥梁。使各种设备通过通信线路互相连接实现设备之间的通信，从而确保高技术陶瓷高温窑能够安全可靠地运行。
传输介质：物理介质是网中基本部分，用来在各PLC及PC之间传输信号。
传输介质的种类主要有：非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线、基带同轴电缆、宽带同轴电缆、光纤电缆等。
在本次设计中采用的是VCTF同轴电缆。
分接器选择
选择一种小型的、快速方式与支线相连，同时带有螺栓、螺帽，方便邻接的T型分接器。
选择与T型分接器相匹配的密封式终结器。终结器通过终结电阻，从电器性能上使设备网通信稳定。终结器所有接触部分都作了金属涂镀处理，且两针上接有121欧%T/4欧的金属膜电阻。
容错性分析：系统中所使用的CQM1H具有冗余控制技术，在设备网节点之间可布置第二根通信电缆，当根通信电缆失效时，附加的第二根通信电缆可提供后备，节点比较来自每根电缆的信号质量，从而使用信号较好的那根电缆来通信。
完好性分析：设备网网络软件CX-PRAMMER也提供对用户设备网网络和设备网进行故障分析诊断的功能。
系统使用方便性分析：由于OMRON公司产品具有模块化、标准化的特点，用户就可以花很少的时间来设定、实施、试运行。同时当系统投入生产后它具有易于维护的特点，且具有足够的灵活性来适应不断变化的生产需要。
(3) 网络的管理与监控：网络的管理对网络管理软件的基本要求是功能强，可适应性好，具有可扩充性，价格适中。
OMRON公司的设备网网络软件CX-PROGRAMMER是一个基于bbbbbbS平台的软件产品，它可以使人们在此基础上对设备网网络进行管理并直接对PLC进行编程和监控。为了更直观地从上位机上监控各PLC的运行状况，控制对象的状态，还可以利用CX-NET软件中的DDE管理器工具及其它组态软件，通过DDE方式与OMRON编程软件CX-Server中的DDE管理器交换数据，从而实现对各PLC的监控。
DDE管理器作为服务端通过驱动程序从PLC内存区中采集到数据，与组态软件交换数据后，又通过驱动程序写到PLC的内存中，其交换过程如图3所示。
在CX-Server的DDE管理器中设置工程，主要包括PLC细节的描述、网络的设置、数据点的选取等，主要是进行设备的配置和节点的设置。通过对可编程序控制器进行编程、监控，从而实现高技术陶瓷高温窑的升温、抽真空、加氮(氩)加压、高温烧结、恒压保温、卸压开窑等工艺过程的自动控制。可编程序控制器作为控制系统的核心而存在。
3总结
PLC控制网络的组建过程基于对该类PLC产品所适用的专利通信协议的深刻了解。当前选用同类厂家同系列PLC产品构成PLC网络，在高层再设法进入CIMS或大型DCS，还可以利用其以太网的协议进一步连入Internet以实现更为远程的监视和控制。这类控制系统的应用越来越广泛，也是当前控制系统的发展方向。
