电气控制系统

如前所述，电气控制系统有继电器控制、逻辑电路控制和计算机控制等多种。由于计算机控制系统有诸多优越性，现已基本取代其他控制方式，成为电器控制的主要方式。因此，这里主要介绍计算机控制系统，其他电气控制系统也可看成是计算机控制的子系统。

计算机控制又可分为两种主要方式：单片机或微型机组成的控制系统和可编程控制器组成的系统。两者的主要区别是计算机控制可以被再次开发和补充，互相构成控制网络（如集散控制网络、并行处理网络等），因此，它可以用于很复杂的控制系统，如无人工厂、无人车间等。而可编程控制器实际是专门设计的通用计算机控制器，其基本功能已固定，一般只作为单台设备控制，或作为大系统的子系统，不易构成大系统的主机。现在这两种计算机控制系统的区别已在缩小。现在常说的CIMS/FMS，实质就是计算机控制的制造系统。这里以PI)C为例介绍计算机控制系统的典型构造与控制流程。

可编程逻辑控制器(PLC)又称可编程控制器，它是在工业环境中使用的数字操作的电子系统。它使用可编程存储器储存用户设计的程序指令，这些指令用来实现逻辑运算、顺序操作、定时、计数及算术运算和通过数字或模拟输入／输出来控劁各种机电一体化系统。由于它具有程序可变、抗干扰能力强、可靠性高、功能强、体积小、耗电低，特别是易于编程、使用操作方便、便于维修、价格便宜等特点，具有广泛的应用前景。

PI。C实质上是一台面向用户的专用数字控制计算机。图() 9为PI.C的硬件结构框图，PI,C通过输入／输出接口与被控对象——工作机相连接。控制系统的具体要求，通过编程器预先把程序写入到存储器中，然后执行此程序，完成控制任务。当系统或被控对象改变时，只需相应变化输入／输出接口与被控对象的连线，暇新编程，即可形成一个新的控制系统。

早期的PLC中的CPU只作逻辑运算。目前市场上的CPU几乎都采用微型机的CPU，主要完成指令分析、解释、运算及控制功能，是PI)C的指挥中心。PLC中的存储器分为随机存取存储器( RAM)和只读存储器(ROM)两种。主要用于存放程序、变量、各种参数等。早期的PLC使用磁芯存储器，现在均用半导体存储器。常用的ROM有EPROM、Ez PROM和Flash ROM，由于考虑编程时修改程序方便，因此Flash Rom应用较多。

输入／输出接口有串行口、并行口、模拟量输入／输出口、开关量输入／输出口、脉冲量输人口等。这些接口是PI)C与被控财象相联系的界面。PLC的接口功能很强，常做成模块式，每种模块由一定数量的输入／输出通道组成，用户可以按自己的要求选择，并可随时扩展。编程器是PI)C最常用的人机对话工具。

PI)C的设计者向用户提供了简单明了、易学、易记的汇编语言，几乎所有的PI)C都把用逻辑梯形图进行编程的简易助记符作为第一语言。这种语言由一组含义明确、功能强、为数不多的指令组成，每条指令由助记符表示。虽然各PI)C生产厂家都有自己的一套助记符，有些助记符的含义互有差异，但不会给用户带来太多的麻烦，只需练习几遍便可掌握。PLC主要是利用逻辑运算来实现各种开关量的控制。基本指令较少，其助记符也很简单。使用时，首先要确定被控对象与PI)C之间的输入／输出信号，并根据所需要的动作顺序过程画出梯形图，随后根据梯形图所表达的顺序过程用PI.C指令编写顺序程序。程序编写完毕以后，用PLC编程器将程序输入PLC的RAM中，并对程序进行调试，发现错误可用编程器插入、删除或增减，修改完后继续调试，当所有程序均通过后，即可将RAM中的程序写入PI)C的EPROM中，再经过测试至无误为止。

PLC主要是利用逻辑运算以实现各种开关量的控制。首光扫描输入量（如继电器触点、限位开关、按钮等），然后把这些输入量与程序规定的条件相比较，从而输出接通或断开。实际上，PLC的执行过程就是顺序程序的执行过程，也就是按照一定的顺序从梯形图的第一张执行到最后一张，然后再次从第一张开始执行(见图9 - 10)。

顺序程序是根据梯形图所表达的顺序过程用PLC指令编写的程序，顺序程序存储在PI)C控制板的EPROM中。它是由PI_,C编程器写入EPROM的。PLC编程器是编制顺序程序不可缺少的辅助工具。它可以用来输入顺序程序、测试或修改顺序程序以及把顺序程序写入EPROM中。顺序程序的编制流程如图9- 11所示。