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2023-06-19
控制系统优化方案：PLC技术的高效控制系统
【摘要】：使用PLC构成控制系统，与同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少很多，故障也就大大降低。PLC的输入可直接与交流110V、直流24V等信号相连接，输出可直接驱动交流220V、直流24V的负载，无须再进行电平转换与光电隔离，因而可以方便地构成各种控制系统。
简易升降机的控制系统主要有继电接触器控制系统、PLC控制系统、计算机控制系统和变频控制系统等，如图2-48所示。
图2-48 控制系统
（一）继电接触器控制系统
继电接触器控制系统原理简单、线路直观、易于掌握。继电器通过触点的断、合进行逻辑判断和运算，进而控制简易升降机的运行。由于触点易受电弧损害，寿命短，因而继电接触器控制的简易升降机故障率较高、动作速度慢、控制功能少、接线复杂、通用性与灵活性较差。对不同的楼层和不同的控制方式，其原理图、接线图等必须重新设计和绘制，而且控制系统由许多继电器和大量的触点组成，故障率高。因此，继电接触器控制系统已逐渐被可靠性高、通用性强的PLC及计算机控制系统所代替。
图2-48 控制系统（续）
（二）PLC控制系统
PLC是以微处理器为核心的工业控制器，如图2-49所示。它的基本结构由CPU、输入输出模块、存储器及编程器等组成。与计算机控制系统相比，它具有以下主要特点：
（1）编程方便，易懂好学PLC虽然采用了计算机技术，但许多基本指令类似于逻辑代数的与、或、非运算，即电气控制的触点串联、并联等。程序编写采用梯形图，梯形图与继电接触器控制原理图类似，因而编程语言形象直观。
图2-49 PLC控制器
（2）抗干扰能力强，可靠性高 PLC由于采用现代大规模集成电路技术，开关动作由无触点的半导体电路完成，加上采用严格的生产工艺制作，其内部结构采取了许多抗干扰措施，即输入、输出模块均有光电耦合电路，可在较恶劣的环境下工作。使用PLC构成控制系统，与同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少很多，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出报警信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性。
（3）构成系统灵活简便 PLC的CPU、输入输出模块和存储器组合为一体，根据控制要求可选择相应电路形成的输入、输出模块。用于简易升降机控制时，可将PLC作为内部由各种继电器及其触点、定时器、计数器等电路构成的控制装置。PLC的输入可直接与交流110V、直流24V等信号相连接，输出可直接驱动交流220V、直流24V的负载，无须再进行电平转换与光电隔离，因而可以方便地构成各种控制系统。
（4）功能强，扩展性好 现代PLC具有数字和模拟量输入输出、逻辑和算术运算，以及定时、计数、顺序控制、功率驱动、通信、人机对话、自检、记录和显示功能，使用水平大大提高。同时具有各种扩充单位，可以方便地适应不同工业控制需要的不同输入、输出点及不同输入、输出方式的系统。
（5）安装维护方便 PLC本身具有自诊断和故障报警功能。当输入、输出模块故障时，可方便地更换单个输入模块。
（三）计算机控制系统
随着电子技术的发展，计算机控制系统已成为各大产品的主流，现在的简易升降机均以计算机控制系统为主，如图2-50所示。计算机控制系统由CPU、存储器、输入及输出接口等主要部分组成。CPU主要完成各层站召唤信号处理、逻辑和算术运行，安全检查和故障判断，发出控制指令和速度指令等。存储器用于存储各层站数据、运行控制程序等。输入、输出接口电路用于CPU与外部设备或电路的信号传送、电平转换，并通过光电耦合隔离外界干扰。
图2-50 计算机控制系统
计算机控制用于简易升降机主要有以下几个特点：
（1）兼容性强 能适用不同驱动方式、不同层站、不同功能的简易升降机的控制系统。
（2）产品成熟稳定 经过多年的使用和改良，已经形成一套成熟、稳定的系统，无参数漂移现象，且具有很高的柔性，在不需要改动硬件的情况下，可以通过软件改变系统的功能。
（3）抗干扰能力强，可靠性高 计算机控制由于采用微电子技术，其内部结构采取了许多抗干扰措施，如输入、输出模块均有光电耦合电路，能适应一般工况的工业生产厂区。使用计算机控制系统，与同等规模的继电接触器系统相比，故障大大降低。计算机控制带有硬件故障自我检测功能，出现故障时不仅可及时发出故障信息（故障代码），还可以通过故障信息及时排除故障。
（4）安装维护方便 对不同参数的设备，只需更改计算机内相关程序参数即可实现设备运行调试。同时计算机本身具有自诊断和故障报警功能。当输入、输出模块故障时，可方便地更换单个输入模块。
（5）生产成本低廉 随着微电子技术的发展，各元器件价格低廉，一个完整的控制系统的生产成本也随之下降。
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