1.引言

糧庫的設備多，生產路徑多，用一般PLC編制程序顯得繁雜而累贅。PLC主要是指數字運算操作電子系統的可編程邏輯控制器，用于控制機械的生產過程。也是公共有限公司、電源線車等的名稱縮寫。PLC = Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器，一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算，順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。是工業控制的核心部分。歐姆龍近年推出的CS1 系列PLC卻很好的解決了這一問題。為多任務多路徑的生產場合提供了極為方便的設計方法，尤其是對糧庫這樣的生產場合更為適用。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller,PLC），它主要用來代替繼電器實現邏輯控制。隨著技術的發展，這種采用微型計算機技術的工業控制裝置的功能已經大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機（Personal Computer）的簡稱混淆，所以將可編程序控制器簡稱PLC,plc自1966年美國數據設備公司（DEC）研制出現，現行美國，日本，德國的可編程序控制器質量優良，功能強大。

圖 1

2. 硬件電路

哈拉海糧庫共有24條大的生產路徑，108條生產支線。最長最復雜的生產路徑包含16條生產支線。從30多米的高空，到地面、地下，分散布置安裝。硬件電路框圖如圖1所示。

3.程序設計

上位工控機用組態王制作界面，實現和PLC的通訊、生產路徑啟動停止控制、各種參數的設定和輸入，還有24條生產路徑的監控圖及整個糧庫的生產工藝流程監控圖。PLC接收上位機的指令實現對生產設備的控制。程序框圖如圖2所示。

圖2

4.多任務程序的實現

CS1G一改以往哪種書卷式的程序設計風格，提供了結構化的多任務的設計方法。這種方法編制程序結構清晰，且開發調試非常方便。

CS1G有專門的任務控制指令：“TASK ON”指令使指定的任務執行； “TASK OFF”指令使指定的任務暫停。在循環任務0中，根據工藝要求，對于可以同時運行的生產路徑，在程序中采用獨立的“TASK ON”指令； 對于禁止同時運行的生產路徑，在程序中采用“TAST ON”指令和“TAST OFF”指令相結合的方法。比如，生產路徑1和生產路徑2可以同時起動，編程如圖3。只要觸點生產任務1、觸點生產任務2閉合，就可調度生產路徑1和生產路徑2。即可同時調度，又可單獨調度。又如生產路徑3和生產路徑4不能同時起動運行，編程如圖4。調度生產路徑3，就不能調度生產路徑4；調度生產路徑4，就不能調度生產路徑3。

組態軟件編制的操作界面中，對于象生產路徑1和生產路徑2可以同時運行的生產路徑，在選擇畫面中采用復選按鈕選擇；對于象生產路徑3和生產路徑4禁止同時運行的生產路徑，在選擇畫面中采用單選按鈕選擇。

可編程序控制器（PLC）的特點

為適應工業環境使用，與一般控制裝置相比較，PLC機有以下特點：

1. 可靠性高，抗干擾能力強

工業生產對控制設備的可靠性要求：

①平均故障間隔時間長

②故障修復時間（平均修復時間）短

任何電子設備產生的故障，通常為兩種：

①偶發性故障。由于外界惡劣環境如電磁干擾、超高溫、超低溫、過電壓、欠電壓、振動等引起的故障。這類故障，只要不引起系統部件的損壞，一旦環境條件恢復正常，系統也隨之恢復正常。但對PLC而言，受外界影響后，內部存儲的信息可能被破壞。

②永久性故障。由于元器件不可恢復的破壞而引起的故障。

如果能限制偶發性故障的發生條件，如果能使PLC在惡劣環境中不受影響或能把影響的后果限制在最小范圍，使PLC在惡劣條件消失后自動恢復正常，這樣就能提高平均故障間隔時間；如果能在PLC上增加一些診斷措施和適當的保護手段，在永久性故障出現時，能很快查出故障發生點，并將故障限制在局部，就能降低PLC的平均修復時間。為此，各PLC的生產廠商在硬件和軟件方面采取了多種措施，使PLC除了本身具有較強的自診斷能力，能及時給出出錯信息，停止運行等待修復外，還使PLC具有了很強的抗干擾能力。

·硬件措施：

主要模塊均采用大規模或超大規模集成電路，大量開關動作由無觸點的電子存儲器完成，I/O系統設計有完善的通道保護和信號調理電路。

① 屏蔽——對電源變壓器、CPU、編程器等主要部件，采用導電、導磁良好的材料進行屏蔽，以防外界干擾。

② 濾波——對供電系統及輸入線路采用多種形式的濾波，如LC或π型濾波網絡，以消除或抑制高頻干擾，也削弱了各種模塊之間的相互影響。

③ 電源調整與保護——對微處理器這個核心部件所需的+5V電源，采用多級濾波，并用集成電壓調整器進行調整，以適應交流電網的波動和過電壓、欠電壓的影響。

④ 隔離——在微處理器與I/O電路之間，采用光電隔離措施，有效地隔離I/O接口與CPU之間電的聯系，減少故障和誤動作；各I/O口之間亦彼此隔離。

⑤ 采用模塊式結構——這種結構有助于在故障情況下短時修復。一旦查出某一模塊出現故障，能迅速更換，使系統恢復正常工作；同時也有助于加快查找故障原因。

·軟件措施：

有極強的自檢及保護功能。

①故障檢測——軟件定期地檢測外界環境，如掉電、欠電壓、鋰電池電壓過低及強干擾信號等。以便及時進行處理。

②信息保護與恢復——當偶發性故障條件出現時，不破壞PLC內部的信息。一旦故障條件消失，就可恢復正常，繼續原來的程序工作。所以，PLC在檢測到故障條件時，立即把現狀態存入存儲器，軟件配合對存儲器進行封閉，禁止對存儲器的任何操作，以防存儲信息被沖掉。

③設置警戒時鐘WDT（看門狗）——如果程序每循環執行時間超過了WDT規定的時間，預示了程序進入死循環，立即報警。

④加強對程序的檢查和校驗——一旦程序有錯，立即報警，并停止執行。

⑤對程序及動態數據進行電池后備——停電后，利用后備電池供電，有關狀態及信息就不會丟失。

PLC的出廠試驗項目中，有一項就是抗干擾試驗。它要求能承受幅值為1000V，上升時間1nS，脈沖寬度為1μS的干擾脈沖。一般，平均故障間隔時間可達幾十萬～上千萬小時；制成系統亦可達4～5萬小時甚至更長時間。

2 。通用性強，控制程序可變，使用方便

PLC品種齊全的各種硬件裝置，可以組成能滿足各種要求的控制系統，用戶不必自己再設計和制作硬件裝置。用戶在硬件確定以后，在生產工藝流程改變或生產設備更新的情況下，不必改變PLC的硬設備，只需改編程序就可以滿足要求。因此，PLC除應用于單機控制外，在工廠自動化中也被大量采用。

3.功能強，適應面廣

現代PLC不僅有邏輯運算、計時、計數、順序控制等功能，還具有數字和模擬量的輸入輸出、功率驅動、通信、人機對話、自檢、記錄顯示等功能。既可控制一臺生產機械、一條生產線，又可控制一個生產過程。

4.編程簡單，容易掌握

目前，大多數PLC仍采用繼電控制形式的“梯形圖編程方式”。既繼承了傳統控制線路的清晰直觀，又考慮到大多數工廠企業電氣技術人員的讀圖習慣及編程水平，所以非常容易接受和掌握。梯形圖語言的編程元件的符號和表達方式與繼電器控制電路原理圖相當接近。通過閱讀PLC的用戶手冊或短期培訓，電氣技術人員和技術工很快就能學會用梯形圖編制控制程序。同時還提供了功能圖、語句表等編程語言。

PLC在執行梯形圖程序時，用解釋程序將它翻譯成匯編語言然后執行（PLC內部增加了解釋程序）。與直接執行匯編語言編寫的用戶程序相比，執行梯形圖程序的時間要長一些，但對于大多數機電控制設備來說，是微不足道的，完全可以滿足控制要求。

5.減少了控制系統的設計及施工的工作量

由于PLC采用了軟件來取代繼電器控制系統中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數器等器件，控制柜的設計安裝接線工作量大為減少。同時，PLC的用戶程序可以在實驗室模擬調試，更減少了現場的調試工作量。并且，由于PLC的低故障率及很強的監視功能，模塊化等等，使維修也極為方便。

6.體積小、重量輕、功耗低、維護方便

PLC是將微電子技術應用于工業設備的產品，其結構緊湊，堅固，體積小，重量輕，功耗低。并且由于PLC的強抗干擾能力，易于裝入設備內部，是實現機電一體化的理想控制設備。以三菱公司的F1-40M型PLC為例：其外型尺寸僅為305×110×110mm，重量2.3kg，功耗小于25VA；而且具有很好的抗振、適應環境溫、濕度變化的能力。現在三菱公司又有FX系列PLC，與其超小型品種F1系列相比：面積為47%，體積為36%，在系統的配置上既固定又靈活，輸入輸出可達24～128點。

5.結束語

CS1系列PLC這種結構化的多任務編程和多任務的控制方法，PLC實質是一種專用于工業控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，對于象糧庫這樣的多生產途徑多分支控制的環境提供了非常好的設計和控制手段，實用效果很好。