6ES7214-2AD23-0XB8诚信经营
一、 基本指令系统特点
PLC的编程语言与一般计算机语言相比，具有明显的特点，它既不同于语言，也不同与一般的汇编语言，它既要满足易于编写，又要满足易于调试的要求。目前，还没有一种对各厂家产品都能兼容的编程语言。如三菱公司的产品有它自己的编程语言，OMRON公司的产品也有它自己的语言。但不管什么型号的 PLC，其编程语言都具有以下特点：
1、图形式指令结构：程序由图形方式表达，指令由不同的图形符号组成，易于理解和记忆。系统的软件开发者已把工业控制中所需的独立运算功能编制成象征性图形，用户根据自己的需要把这些图形进行组合，并填入适当的参数。在逻辑运算部分，几乎所有的厂家都采用类似于继电器控制电路的梯形图，很容易接受。如西门子公司还采用控制系统流程图来表示，它沿用二进制逻辑元件图形符号来表达控制关系，很直观易懂。较复杂的算术运算、定时计数等，一般也参照梯形图或逻辑元件图给予表示，虽然象征性不如逻辑运算部分，也受用户欢迎
2、明确的变量常数：图形符相当于操作码，规定了运算功能，操作数由用户填人，如：K400，T120等。PLC中的变量和常数以及其取值范围有明确规定，由
产品型号决定，可查阅产品目录手册。
3、简化的程序结构：PLC的程序结构通常很简单，典型的为块式结构，不同块完成不同的功能，使程序的调试者对整个程序的控制功能和控制顺序有清晰的概念。
4、简化应用软件生成过程：使用汇编语言和语言编写程序，要完成编辑、编译和连接三个过程，而使用编程语言，只需要编辑一个过程，其余由系统软件自动完成，整个编辑过程都在人机对话下进行的，不要求用户有高深的软件设计能力。
5、强化调试手段：无论是汇编程序，还是语言程序调试，都是令编辑人员头疼的事，而PLC的程序调试提供了完备的条件，使用编程器，利用PLC和编程器上的按键、显示和内部编辑、调试、监控等，并在软件支持下，诊断和调试操作都很简单。
PLC的编程语言是面向用户的，对使用者不要求具备高深的知识、不需要长时间的专门训练。
二、编程语言的形式
本教材采用常用的两种编程语言，一是梯形图，二是助记符语言表。采用梯形图编程，因为它直观易懂，但需要一台个人计算机及相应的编程软件；采用助记符形式便于实验，因为它只需要一台简易编程器，而不必用昂贵的图形编程器或计算机来编程。
虽然一些的PLC还具有与计算机兼容的C语言、BASIC语言、专用的语言（如西门子公司的GRAPH5、三菱公司的MELSAP），还有用布尔逻辑语言、通用计算机兼容的汇编语言等。不管怎么样，各厂家的编程语言都只能适用于本厂的产品。
编程指令：指令是PLC被告知要做什么，以及怎样去做的代码或符号。从本质上讲，指令只是一些二进制代码，这点PLC与普通的计算机是完全相同的。同时PLC也有编译系统，它可以把一些文字符号或图形符号编译成机器码，所以用户看到的PLC指令一般不是机器码而是文字代码，或图形符号。常用的助记符语句用英文文字（可用多国文字）的缩写及数字代表各相应指令。常用的图形符号即梯形图，它类似于电气原理图是符号，易为电气工作人员所接受。
指令系统：一个PLC所具有的指令的全体称为该PLC的指令系统。它包含着指令的多少，各指令都能干什么事，代表着PLC的功能和性能。一般讲，功能强、性能好的PLC，其指令系统必然丰富，所能干的事也就多。我们在编程之前必须弄清PLC的指令系统
程序：PLC指令的有序集合，PLC运行它，可进行相应的工作，当然，这里的程序是指PLC的用户程序。用户程序一般由用户设计，PLC的厂家或代销商不提供。用语句表达的程序不大直观，可读性差，特别是较复杂的程序，更难读，所以多数程序用梯形图表达。
梯形图：梯形图是通过连线把PLC指令的梯形图符号连接在一起的连通图，用以表达所使用的PLC指令及其前后顺序，它与电气原理图很相似。它的连线有两种：一为母线，另一为内部横竖线。内部横竖线把一个个梯形图符号指令连成一个指令组，这个指令组一般总是从装载（LD）指令开始，必要时再继以若干个输入指令（含LD指令），以建立逻辑条件。后为输出类指令，实现输出控制，或为数据控制、流程控制、通讯处理、监控工作等指令，以进行相应的工作。母线是用来连接指令组的。下图是三菱公司的FX2N系列产品的简单的梯形图例：
它有两组，组用以实现启动、停止控制。第二组仅一个END指令，用以 结束程序。
梯形图与助记符的对应关系： 助记符指令与梯形图指令有严格的对应关系，而梯形图的连线又可把指令的顺序予以体现。一般讲，其顺序为：先输入，后输出（含其他处理）；先上，后下；先左，后右。有了梯形图就可将其翻译成助记符程序。上图的助记符程序为：
地址 指令 变量
0000 LD X000
0001 OR X010
0002 AND NOT X001
0003 OUT Y000
0004 END
反之根据助记符，也可画出与其对应的梯形图。
梯形图与电气原理图的关系：如果仅考虑逻辑控制，梯形图与电气原理图也可建立起一定的对应关系。如梯形图的输出（OUT）指令，对应于继电器的线圈，而输入指令（如LD，AND，OR）对应于接点，互锁指令（IL、ILC）可看成总开关，等等。这样，原有的继电控制逻辑，经转换即可变成梯形图，再进一步转换，即可变成语句表程序。
有了这个对应关系，用PLC程序代表继电逻辑是很容易的。这也是PLC技术对传统继电控制技术的继承。
1 引言
可编程序控制器(plc)是以微处理器为基础，综合计算机、通信、联网以及自动控制技术而开发的新一代工业控制装置。可编程序控制器plc在我国的发展与应用已有30多年的历史，现在它已经广泛应用于国民经济的各个工业生产领域，成为提高传统工业装备水平和技术能力的重要设备和强大支柱。随着我国国民经济的全面发展和技术水平的不断提高，可编程序控制器应用领域不断扩大，了解熟悉和掌握plc程序设计语言以及应用软件编程技术，对plc的进一步推广应用和使用维护具有十分重要的作用。
2 plc程序设计语言
根据plc应用范围，程序设计语言可以组合使用，常用的程序设计语言有：梯形图程序设计语言；布尔助记符程序设计语言(语句表)；功能表图程序设计语言；功能模块图程序设计语言；结构化语句描述程序设计语言；梯形图与结构化语句描述程序设计语言；布尔助记符与功能表图程序设计语言；布尔助记符与结构化语句描述程序设计语言。
2.1 梯形图(ladder diagram)
程序设计语言梯形图程序设计语言是用梯形图的图形符号来描述程序的一种程序设计语言。采用梯形图程序设计语言，程序采用梯形图的形式描述。这种程序设计语言采用因果关系来描述事件发生的条件和结果。每个梯级是一个因果关系。在梯级中，描述事件发生的条件表示在左面，事件发生的结果表示在后面。梯形图程序设计语言是常用的一种程序设计语言。它来源于继电器逻辑控制系统的描述。
在工业过程控制领域，电气技术人员对继电器逻辑控制技术较为熟悉，因此，由这种逻辑控制技术发展而来的梯形图受到了欢迎，并得到了广泛的应用。梯形图程序设计语言的特点是：
(1) 与电气操作原理图相对应，具有直观性和对应性。
(2) 与原有继电器逻辑控制技术相一致，对电气技术人员来说，易于撑握和学习。
(3) 与原有的继电器逻辑控制技术的不同点是，梯形图中的能流(power flow)不是实际意义的电流，内部的继电器也不是实际存在的继电器，因此，应用时，需与原有继电器逻辑控制技术的有关概念区别对待。
(4) 与布尔助记符程序设计语言有一一对应关系，便于相互的转换和程序的检查。
2.2布尔助记符(boolean mnemonic)
程序设计语言布尔助记符程序设计语言是用布尔助记符来描述程序的一种程序设计语言。布尔助记符程序设计语言与计算机中的汇编语言非常相似，采用布尔助记符来表示操作功能。布尔助记符程序设计语言具有下列特点：
(1) 采用助记符来表示操作功能，具有容易记忆，便于撑握的特点。
(2) 在编程器的键盘上采用助记符表示，具有便于操作的特点，可在无计算机的场合进行编程设计。
(3) 与梯形图有一一对应关系。其特点与梯形图语言基本类同。
2.3功能表图(sepuential chart)
程序设计语言功能表图程序设计语言是用功能表图来描述程序的一种程序设计语言。它是近年来发展起来的一种程序设计语言。采用功能表图的描述，控制系统被分为若干个子系统，从功能入手，使系统的操作具有明确的含义，便于设计人员和操作人员设计思想的沟通，便于程序的分工设计和检查调试。功能表图程序设计语言的特点是：
(1) 以功能为主线，条理清楚，便于对程序操作的理解和沟通。
(2) 对大型的程序，可分工设计，采用较为灵活的程序结构，可节省程序设计时间和调试时间。
(3) 常用于系统的规模校大，程序关系较复杂的场合。
(4) 只有在活动步的命令和操作被执行，对活动步后的转换进行扫描，因此，整个程序的扫描时间较其他程序编制的程序扫描时间要大大缩短。功能表图来源于佩特利(petri)网，由于它具有图形表达方式，能较简单和清楚地描述并发系统和复杂系统的所有现象，并能对系统中存有的象死锁、不安全等反常现象进行分析和建模，在模型的基础上能直接编程，所以，得到了文泛的应用。
近几年推出的plc和小型集散控制系统中也已提供了采用功能表图描述语言进行编程的软件。学习、了解和掌握佩特利(petri)网的一些基本概念，可以有助于对功能表图的进一步理解。
2.4结构化语句(structured text)
描述程序设计语言结构化语句描述程序设计语言是用结构化的描述语句来描述程序的一种程序设计语言。它是一种类似于语言的程序设计语言。在大中型的 plc系统中，常采用结构化语句描述程序设计语言来描述控制系统中各个变量的关系。它也被用于集散控制系统的编程和组态。结构化语句描述程序设计语言采用计算机的描述语句来描述系统中各种变量之间的各种运算关系，完成所需的功能或操作。大多数制造厂商采用的语句描述程序设计语言与basic语言、pascal语言或c语言等语言相类似，但为了应用方便，在语句的表达方法及语句的种类等方面都进行了简化。结构化程序设计语言具有下列特点：
(1) 采用语言进行编程，可以完成较复杂的控制运算；
(2) 需要有一定的计算机程序设计语言的知识和编程技巧，对编程人员的技能要求较高，普通电气人员无法完成；
(3)直观性和易操作性等性能较差；
(4) 常被用于采用功能模块等其他语言较难实现的一些控制功能的实施。
部分plc的制造厂商为用户提供了简单的结构化程序设计语言，它与助记符程序设计语言相似，对程序的步数有一定的限制，同时，提供了与plc间的接口或通信连接程序的编制方式，为用户的应用程序提供了扩展余地。
3.2 编程编程语言的选择
在编制plc控制程序设计时，除i/o地址列表外，有时还要把在程序中用到的中间继电器(m)、定时器(t)、计数器(c)和存储单元(v)以及它们有作用或功能列写出来，以便编写程序和阅读程序。在编程语言的选择上，用梯形图编程还是用语句表或使用功能图编程，这主要取决于以下几点：
(1) 有些plc使用梯形图编程不是很方便(如书写不方便)，则可用语句表编程，但梯形图总比语句表直观。
(2) 经验丰富的人员可用语句表直接编程，就像使用汇编语言一样。
(3) 如果是清晰的单顺序、选择顺序或并发顺序的控制任务，则好用功能图来编程设计程序。
3.3 编程注意事项
(1) 设计可编程控制器时， 安全性是重要的，即使在外部的电源发生异常时，可编程控制器出现故障时，整个系统也能在安全状态下工作，应在可编程控制器外部，设置如下几中安全电路：紧急停止电路，保护电路，正转逆转等相反操作的连锁电路，定位的上限/下线等防止损坏的连锁电路等，以防止误操作产生故障。
(2) 编程要理论联系实践。从简单的做起，循序渐进。例如说学习西门子plc编程开始可以先编写些只包括数字量的，然后再考虑模拟量的，另外像计时器、计数器也经常使用等。
(3) 在一段程序里不可有同样的两个输出存在。比如说前段程序有1个输出q0.0存在，后面就不要再有了，除非是做子函数，而且要保证主函数和子函数里的输出也不能重复，否则plc只考虑后者。
(4) 数字量输出分为继电器输出和晶体管输出两种：前者电流大，后者速度快。要考虑电源容量问题，如果容量小了，那么plc在输出后电压不够，输出也就停了，然后，电压又够了plc又输出了,电压又不够输出又停,外表特征就是设备反复启动反复停止。这和程序无关。
(5) 用步进指令设计梯形图时，要注意plc初始状态继电器的设置。一般plc的状态继电器分有初始状态继电器、回零状态继电器、一般状态继电器、保持状态继电器和报警状态继电器。状态继电器的使用不受限制，当状态继电器不用于步进顺序控制时，它也可作为辅助继电器使用。
(6) 使用梯形图编程时，应把串联多的电路块尽量放在上边，把并联多的电路块尽量放在左边，这样即节省指令，又美观。在同一程序中，同一编号的线圈使用两次及两次以上称为双线圈，双圈非常容易引起误动作，应避免使用。触点应画在水平线上，不包含触点的分支线条应放在垂直方向，不要放在水平方向，以便于读图和图形的美观。线圈和指令盒一般不能直接连接在左边的母线上，如需要的话可通过特殊的继电器完成。
(7) 采用什么品牌的plc完全依据个人喜好，不同的plc只是语法有些差异，只要会一种以后另一种也就会了。总之就是一句话，如果想编plc程序设计就要多学多练。
(8) 编程完成后，要进行室内模拟调试，可借助模拟开关和plc输出端的输出指示灯进行。需要模拟信号i/o时，可用电位器和万用表配合进行。调试时，可利用外围设备模拟各种现场开关和传感器状态，然后观察plc输出逻辑是否正确。目前的plc产品都可在pc机上编程，并进行直接模拟调试。
(9) 联机调试时，可把编好的程序下载到plc中。调试时一定要先将主电路断开，只对控制电路进行调试，若通过联调信号接入发现有软硬件中的问题，对问题进行整改，并反复测试系统无误后，才能投入交付使用。
1.用户资料及系统方案
①该隧道窑全长106米，共有43个温度采集点，14个温度控制区，采用开关信号控制助燃风电磁阀以此实现对烧嘴的燃烧控制。
②该窑共有76点开关量信号（39入37出），58路模拟量信号（55入，3出）。
③用三台变频器风机分别控制排烟压力，助燃压力和急冷温度，另外还有其他一些辅助控制，比如气幕，推车，抽热，缓冷控制等，并且该窑所有电机都是热备连锁。
如此多的I/O，A/D信号如果采用进口PLC及A/D模块将会给系统成本带来很大压力。如果采用原有现场仪表和计算机控制系统将会使系统的稳定性，可维护性和可操作性大打折扣。基于以上分析，控制部分采用了科威第二代现场总线产品,选用了10台科威自产的第二代现场总线模块,分别是2台40点开关量 PLC EASY-M2416R，5台24点混合型PLC EASY –M0808R-A44NB和2台热电偶型AD1216A模块，一台0-10V型AD1216模块。由于CAN总线技术及嵌入式PLC芯片组技术的应用, 系统中的10台设备既能集中控制又能分散协作，主PLC除处理CAN网络通讯及与上位PC机通讯外还与另外一台40点EASY-M2416 PLC一起处理开关量信号。整个系统的运行状态通过人机界面（HITECH PW3261）监视，同时预留了中控PC接口。
统框图如下：
2.科威EASY-M0808-A44NB混和型PLC在系统中的应用
系统中采用了五台科威混和型PLC，其基本参数为16点开关量I/O（8I，8O），8点模拟量A/D，4AI（0-55mv）,4DO(0-20ma)其中四台用来控制14组控温区，每一组控温区分别对应有1路K,S或者B分度热电偶mv AD输入信号，两路燃气阀正，反转开关量输出信号。另外一台混合型PLC控制三台变频器 ,即两路排烟、助燃压力,一路急冷温度.系统中EASY-M0808-A44NB的输入信号有两类：热电偶0-50MV温度信号和0-20MA，量程 -50—0KPA，0-50KPA压力信号。所有模拟量输入后经过PID运算，输出信号分别为每路燃气阀正反转开关量信号和4-20MA变频器控制信号。由上可知这五台混合型PLC的输入，输出信号类型多样，既有K，S，B分度热电偶mv信号，也有不同量程的压力ma信号，既有开关量，也有模拟量输出信号。下面就来介绍这款产品对以上信号的适应及控制功能的实现。
由于EASY –M0808R-A44NB是建立在高速CAN总线和公司自主研发的嵌入式PLC芯片组技术的应用基础之上，所以产品除了具有CAN总线连网功能外还具有梯形图编程设置功能。产品在底层编程设计时留有功能函数接口和系统控制字，用户可以结合自己工艺及设备要求通过对输入输出口串并联电阻及用梯形图编程来设置AI，DO为0-10V，4-20ma等标准信号，从而可以适应大多数传感器，执行器的输入输出要求。对于该窑温度控制，由于可以输入各通道分度号及温度---毫伏非线性表使得EASY-A44NB不仅适用常见的K，S，B分度热电偶，也可适用于其他一些不常用分度热电偶，比如T分度等。对于该窑压力信号通过对零点，量程设置及调用线性转换程序也满足了其不同量程的输入，输出要求。
结合梯形图PID及顺控，功能指令使得这台混合型PLC在各类型，各量程的模拟量信号控制中大显身手，并且其价格只相当于一台控制仪表，从而可以向下兼容覆盖部分控制仪表市场，增加了其广泛实用性和性价比 。据调查在一款控制产品上集成如此多的功能在尚属空白。
1 引言
工业生产和城市生活中会产生大量的烟气粉尘，如火力发电，供热等，污染环境危害健康。 随着袋除尘技术的发展和环保要求的日益提高，袋式除尘器的应用范围越来越广泛，目前已能利用袋式除尘器来处理高温、高湿、粘结、爆炸、磨蚀性烟气，甚至过滤含有超细粉尘的空气。在袋式除尘器控制领域，plc占据主要技术地位。随着现在控制技术的不断发展，plc与触摸屏在工业控制领域的应用越来越广泛。触摸屏替代传统的控制面板和键盘的智能化操作，可用于参数的设置、数据的显示和存储、并以曲线、动画等形式描绘自动化控制过程。plc与触摸屏的配套组合使用，一方面扩展了plc的功能，使其具有图形化，交互式工作界面的独立系统，另一方面大大减少了操作柜上的开关、按钮、仪表等的使用数量，使操作更加简便。目前一些控制要求较高、参数变化多、硬件接线有变化的场合，触摸屏与plc组合起来应用的形式已经占据主导地位。
但是根据传统的除尘器plc点对点直控制形式，不仅设计及其现场布线复杂，外部信号干扰还使得系统运行不稳定，而且成本昂贵。本文组合应用西门子s7-300plc与台达a系列触摸屏，采用矩阵控制的方法来实现除尘器脉冲阀动作，通过profibus dp工业总线实现主站与分布式i/o设备交换数据，取得了优化的控制效果。
2 系统组成及主要功能
2.1 系统组成
袋式除尘器的控制系统如图1所示。
图1 系统要求
该袋式除尘系统主要由除尘器本体、卸灰系统以及其管道的温度、压力与故障报警等几部分组成。其中在除尘器本体主要完成在线差压的清灰控制，除尘器总共有6个室，每室13个脉冲电磁阀，共计78个；以及每个室1个出口控制阀，共计6个。
2.2 功能设计
(1) 清灰控制
控制方式：在线差压/定时、离线差压/定时、手动控制(调试或检测时用)；脉冲间隔：1~60s连续可调；脉冲宽度：0.02~0.2s连续可调；定时清灰周期：0~99分钟连续可调；压差清灰设定范围：0~3000pa连续可调；温度设定范围：0~300℃连续可调；
当除尘器到达高阻力(设定的高压差)值时，启动1#除尘室脉冲阀开始喷吹清灰，依次是4#、2#、5#、3#、6#除尘室，脉冲阀依组进行工作；至6#除尘室后一组脉冲阀工作结束止，清灰结束；到下一个高阻力到达，按同样的方式进行清灰。
(2) 卸灰控制
高低料位：每台除尘器只在一个灰斗上设高低料位各一只用于报警(高料位提示要卸灰，低料位提示卸灰可结束)。当高、低料位时声、光报警，过一定时间不处理则自动停止除尘系统；卸灰采用控制室和现场两地；给hmi传输信号，显示系统运行状态。
(3) 温度与压力检测
系统中需要对进出口差压、进口温度、出口温度以及各个室内滤袋检漏压力的检测。
(4) 控制关系(自动方式)
烟温(指进口烟温)正常(100~ 165℃)时，进口、出口阀门全部打开，旁路阀门关闭；低于(100℃)或超过(165℃)设定温度时，控制系统报警；当高于(170℃)设定温度时，先打开旁路阀然后依次关闭1~6#出口阀门即可；进口阀门现场手动关闭。
3 硬件配置及软件实现
系统由德国西门子s7-300系列加上一些中间继电器组成矩阵形式对输入输入点进行检测和控制。通过台达触摸屏来设定脉冲阀动作宽度和间隔时间以及定时周期，还可以查看各室脉冲阀动作。利用plc的输出与中间继电器构成行列结构，输出控制点放在行列结构的交叉点上，这样可使得系统硬件成本比点对点输出控制要降低很多，如广西明阳6室13组在线/离线喷吹脉冲反吹布袋除尘器plc自动控制系统采用点对点控制方式则plc控制系统至少需要78个输出点，而采用由plc的输出点与中间继电器组成的矩阵式plc控制系统仅仅需要19个输出点就可以完成同样的工作。
本系统通过人机界面，系统工作在第几室第几个脉冲阀喷吹一目了然，差压指示与压力上下限报警输出一应俱全，控制系统可以与就地控制箱实现连锁控制，可以方便现场设备维修工作，如图2所示。系统运行稳定可靠，操作简单，维护方便，很大程度上减轻了操作人员的劳动强度。
图2 hmi主画面
6×13矩阵控制系统输出如表1所示。
通过原理图3以及上表1，各个室的脉冲阀需要动作时只需要通过q0.0~q1.4与q1.5~q2.2中任意一个组合即可以。其中，q0.0~q1.4与m端使得中间继电器得电而吸合开关，用来控制电磁脉冲阀与24v+的连接。q1.5~q2.2与m端使得中间继电器得电而吸合开关，用来控制电磁脉冲阀与m端的连接。例如：当需要e室9#电磁脉冲阀动作室时，只需要q1.0与q2.2置为1即可。此时q1.0输出24v电压，中间继电器的常开点闭合，使得e室9#电磁脉冲阀与24v+连接。同理，q2.2输出24v电压，中间继电器常开点闭合，使得e室9#电磁脉冲阀与m连接。这时使得e室9#电磁脉冲阀两端与24v+与m端同时导通即动作。在此过程中，虽然q1.0控制的编号为9#的六个电磁脉冲阀都与l1端导通，但室此时只有q2.2控制的e室中的脉冲阀此时与m端导通。即在q1.0与q2.2控制的交叉点上的电磁脉冲阀动作，其他点上的电磁脉冲阀要么只与24v+相连，要么只与m端相连。该原理中，电磁阀可以采用plc输出的24v电压来实现其动作，但是为了电磁脉冲阀能稳定动作以及减少plc的负载，其采用外部稳定的直流电源供电，由此采用19个中间继电器。
在台达触摸屏人机上，脉冲阀动作的状态显示可以通过各室与各室的各个脉冲动作信号的“与”操作即可以实现，例如需要显示d室5#电磁脉冲阀的动作显示，可以通过下过程实现：
a q 1.4
a q 2.0
= m 0.0
触摸屏通过读取m0.0中的内容即可以判断电磁脉冲阀是否在动作，有且仅有q0.4与q2.0同时为1时，此时触摸屏的状态灯才显示此时电磁脉冲阀在动作，其他的情况下都没有动作。当在触摸屏上对d室5#电磁脉冲阀手动控制时，只需通过触摸屏对m0.1置1即可，此时plc通过如下程序段即可以时间手动对电磁脉冲阀的控制：
a m 0.1
= q 1.4
= q 2.0
从上面中可以看出，通过在原来的基础上增加19个继电器，实现了减少59个输出点，达到了非常满意的效果。
图3 阀门矩阵控制原理
图4 profibus dp组态
系统中为了减少现场与控制室之间的控制线路的铺设以及外部干扰信号的传输，采用profibus dp，只采用一条通讯线路将分布式i/o设备同控制器cpu相连，dp主站通过profibus dp 同分布式i/o 设备交换数据并监视profibus dp数据，如图4所示。分布式i/o设备(= dp从站)收集现场传感器和执行器数据，以便能够通过profibus dp传输到控制器cpu。
4 结束语
在该脉冲布袋除尘器中，本项目采用了触摸屏来代替常规数显仪表以及手控面板，实现系统工作参数设置与显示以及故障报警信息的中文显示，极大提高了系统运行的交互性以及减少了现场操作工人的负担，使得系统的人机对话功能加强；对矩阵控制电路进行了改进，实现了对布袋除尘器大量脉冲阀的控制(由n×m个减少到n+m个)，节省了大量的plc输入/输出点，简化了控制线路，降低了成本。
随着我国微电子技术的迅速发展，PLC技术在机械加工的各类机床的电气设备的改造和新型设备的自动控制中得到日益广泛的应用，本文将阐述家用缝纫机的机加工专用组合机床的PLC改造实例。
1 组合机床的运动及控制情况
浙江某缝纫机厂，拥有很多的加工缝纫机部件的专用组合机床，用以生产家用缝纫机。如对家用缝纫机的机壳实施机械切削加工的组合机床，其动力头分布与运动情况如图1所示。图1中动力头Ⅰ、Ⅲ分别用于针距大孔和夹线器孔的钻削加工，动力头Ⅱ用于挑线杆行线槽的铣削加工。M1，M2和M3均为三相异步电动机，分别为Ⅰ、Ⅱ和III动力头的切削主运动提供动力。为便于控制组合机床运动，在组合机床上装了许多行程开关，以获取的位置信号。图1中的行程开关的压动情况为：SQ51、SQ61和SQ71分别为Ⅰ、Ⅱ和III动力头在原位时压动;SQ52、SQ63和SQ72分别为Ⅰ、Ⅱ和III动力头工进到位时压动;加工时Ⅱ动力头先动作，当压合SQ62时，Ⅰ、III动力头才能离开原位。另外还有：后插销滑台降、升到位分别压动SQ11、SQ12;人工拔、插定位销分别压动SQ21、SQ22;针孔杆拔、插销分别压动SQ31、SQ32;夹具松开、夹紧分别压动SQ41、SQ42。
组合机床中的液压系统的油泵也由一台三相异步电动机M0驱动。液压系统的个功能是给三个动力头的进、后运动提供动力，液压系统三个动力头的进给、后退运动由液压系统中的三个三位五通换向电磁阀分别控制，动力头从快进转换到工进由液压行程调速阀控制，与电气控制无关。液压系统的第二个功能是：用于加工件——机壳的夹紧和松开。其中机壳的装夹过程是：将机壳（工件）放于工作台上，先由液压驱动后插销滑台上升，再进行人工插销定位，接着由液压驱动针孔杆插销定位，后是液压驱动下夹具压夹紧工件。夹紧过程的动作由液压系统中的三个二位五通换向电磁阀控制，这三个换向阀带有机械自锁。加工好的机壳（工件）的下卸过程正好与装夹过程相反。同样，松开过程的动作也由液压系统中的另三个二位五通换向电磁阀控制。所以加上三个动力头的进、退动作，共有12个电磁阀线圈的通断电进行控制。
组合机床的单循环、循环和调整三种工作状态的选择由组合开关SA的三个位置选择;SB1、SB2为油泵电动机M0的起动、停止按钮;SB3、SB4为选择循环工作（含单循环）状态时组合机床工作的起动、停动按钮;其余按钮SB11～SB62（共15个）均为选择调整工作状态时组合机床的点动调整控制按钮。无论选择何种组合机床工作状态，油泵起动是组合机床工作的前提，油泵停止组合机床立即停止工作。选择单循环或循环工作状态时，点动调整按钮 SB11～SB62不起作用;选择调整工作状态时，组合机床工作起动、停止按钮SB3、SB4不起作用。
因此原组合机床的控制电路有一个组合开关、19个按钮、4个接触器、12个行程开关、12个电磁阀线圈、还有众多的中间继电器、时间继电器，其控制电路的接线非常复杂，电器触点易损坏。所以使用时间一长，可靠性变差，故障率增大，维修困难，从而使生产受到很大的影响，因此迫切需要对此专用组合机床的电气控制电路进行技术改造，经分析决定采用PLC控制技术，以满足生产可靠性的要求。
2 PLC控制的设计
2.1 PLC的I/O分配表
根据组合机床的电气控制、液压系统原理，设备要求的输入/输出均为开关量，分析输入、输出点数，选择了日本OMRON公司的CPM1A-40CDR型的PLC，继电器输出。其中PLC的输入点是24点，输出是16点。16个输出点对应控制4台电动机的4个接触器，12个电磁阀线圈，刚好够用。对于输入点，有SA的3个档位、油泵电动机的起动、停止按钮，循环工作的起动、停止按钮和调整用的15个按钮共22个输入点，另有行程开关输入点15个，这样有 37个输入点，因此PLC的24个输入点不够用，为此采用输入公共端切换的方法来扩充PLC的输入点数，将单循环和循环控制的输入置于一条公共线上，而将点动调整的输入置于另一条公共线上，这两条公共线的切换由组合开关SA完成。保证每种情况下的输入点不超过24 点。具体的PLC的I/O点分配表如表1 所示。
表1 I/O点分配表
2.2 PLC控制的程序设计
PLC控制程序用梯型图编程完成，根据控制要求，总框图如图2所示。图中有一个复位至原位的程序，这是考虑到油泵电动机M0起动后，选择循环工作方式时，如果机床不在原位状态，按下工作起动按钮，可能会使各动力头相撞。因此必须使Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ动力头自动回原位，夹具自动松开，针孔杆自动拔销;如果后插销滑台没有下降，则人工拔定位销使滑台自动下降。
图3所示为组合机床循环工作（含单循环）的PLC的梯形图。其中组合机床的循环工作状态与单循环工作状态由SA组合开关选择，它们的不同之处是，单循环工作状态每开始一个循环必须按一下SB3，而循环工作状态则在一个循环结束后设置30秒钟的延时，用于取放工件，延时到，则机床自动开始下一个工作循环，不需再按SB3。梯形图中的内部辅助继电器20110、20111、20112分别代表复位至原位程序中的复位1、复位2和原位，而20000至 20010分别用于移位，按加工流程进行控制。
3 结语
把PLC技术应用于家用缝纫机的机壳加工专用组合机床，采用了输入公共点切换的方法来扩充输入点数，用少输入点的PLC代替多输入点的PLC，节省了改造成本;用移位指令控制循环加工流程，经改造后的控制系统可靠性高，稳定性好，易于维护，加工零件的质量也得到了得到了很好的保证，产生了良好的经济效益。
