1、 病床呼叫系统的 PLC 控制设计 2011 I I 第 1 章 绪论 1.1 电气控制技术概述 电气控制技术在工业生产、科学研究以及其他各个领域的应用十分广泛，已 经成为实现生产过程自动化的重要技术手段之一。尽管电气控制设备种类繁多、 功能各异，但其控制原理、基本线路、设计基础都是类似的。 在工业、农业、交通运输等行业中都要用到各类生产机械，这些机械的电力 拖动及设备主要使用电动机作为动力，例如各种生产流水线等。中国生产的电能 约 60用于电动机， 其中的 70以上又用于一般用途的交流异步和同步电动机。 因此，掌握电气控制技术的应用很重要。 电气控制就是通过电气自动控制方式来控制生产过程。
2、电气控制线路是把各 种有触点的接触器、继电器以及按钮、行程开关等电气元件，用导线按一定方式 连接起来的控制线路。电气控制线路能够实现对电动机及其他执行电器的启停、 正反转、调速及制动等运行方式的控制，所以，电气控制通常被我们称为继电接 触器控制，这种控制方式比较传统。 由于继电接触器控制线路图简单， 装置简单容易， 价格便宜， 抗干扰能力强， 它可以很方便地实现简单和复杂的、集中和远距离的生产过程的自动控制。但是 继电接触器控制线路采用固定接线形式，其通用性和灵活性差，一旦做成不易改 变，另外不能实现系列化生产。由于采用有触电的开关电器，触点易发生故障， 尽管如此，电气控制线路仍然应用广泛。
3、虽然不同的生产工艺要求不同的电气控制线路， 但是大多数都是由一些典型 控制环节组成的。因此，掌握基本环节的典型控制系统，结合具体的控制要求按 照由浅入深、循序渐进的步骤，电气控制线路的阅读及设计能大致掌握。 电气控制线路有两种设计方法：一种是经验设计法；另一种是逻辑代数设计 法。两种设计方法各有利弊，使用时需要根据生产工艺及一些特殊要求选择最佳 的电气控制线路。 电气控制线路的各种图形及文字符号必须按国际标准绘制， 典型环节需要牢 固掌握，以便设计出最省电器设备元件且控制性能最佳的电气控制线路。 目前，电气控制技术将与其他高新技术相结合，以便更好地控制生产线。 病床呼叫系统的 病床呼叫系统的
4、PLC 控制设计 2011 II II 1.2 可编程控制器简介 可程序逻辑控制器（PLC，Programmable Logic Controller） ，乃是一种固态 电子装置，主要利用输入输出装置的回授信号及储存程序，控制机械或程序的 操作。在工厂自动化（FA）系统中，PLC 因为具备价格便宜、系统稳定及环境 适应性佳的特点，故一直为自动化业界所采用。近几年来，各 PLC 制造厂家无不 致力于新机种的研发，所以在 CPU 处理速度、扩展模块及通讯的功能上，相较 于早期 PLC 控制器，已有长足的进展。 在工业生产过程中， 大量的开关量顺序控制， 它按照逻辑条件进行顺序动作， 并按照逻辑关系
5、进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上， 这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968 年美国通用汽车公司提出 取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电 子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编 程序控制器，称 Programmable Controller(PC)。 个人计算机(简称 PC)发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的 功能特点，可编程序控制器定名为 Programmable Logic Controller(PLC)。 为了避免与个人计算机（ Personal Computer ）PC 这一
6、简写名称术语混 乱，仍沿用早期的 PLC 表示可编程控制器，但 PLC 并不意味着只具有逻辑运 算的功能。 国际电工委员会在 1987 年颁布的 PLC 标准草案中对 PLC 做了定义： “PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。 它采用可以 编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和 算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型 的机械或生产过程。 PLC 及其有关的外部设备都应按照易于与工业控制系统形成 一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。 ” 我们这一次所设计的病床呼叫系统的 PLC 控制设计采用了日本著名的三菱 公司生产的 FX2N-48MR 作为核心的控制器件，充分发挥了 PLC 的优越性能，比 企鹅考虑了 PLC 的扩展功能惊醒梯形图程序的设计，能够实现病床呼叫系统的 所有功能。 本系统所涉及的定时器与中间继电器软组件完美组合， 完全符合 PLC 控制系统设计的一般设计方法，能激发我们的学习兴趣。 病床呼叫系统的 病床呼叫系统的 PLC 控制设计 2011 III III 1.3 P
