学习德国控制的控制理念

摘要：现在电气控制随着生产工艺不断完善提高，在向着复杂、多功能、大型、网络化方向发展。原先的继电器控制很难满足要求。因为PLC有众多的优点，所以PLC得到了大力的发展应用。网络上随处可见用PLC改造设备的文章。似乎一切的控制电路都要用PLC来改造，这样就能提升产品的可靠性、控制功能更加完备、维修更方便、整体费用也节约、产品上档次。看到许多简单电路使用了PLC控制后，使得维修变得困难，维修费用也上去了。一些原本非常成熟的继电器控制被废除，一些成熟的模拟量处理模块被屏弃。PLC不是完美无缺的，继电器控制、模拟电路、数字电路应该各自发挥自身的优点。

关键词：继电器 PLC 模拟量模块

希望通过分析继电器控制、PLC控制和其它电路的各自特点，能对各种控制方式有更进一步的认识。从而在工作中更好的选择控制电路。

一、继电器控制

继电器是我们生活中常用的一种控制器件，通俗的意义上来说就是开关，在条件满足的情况下关闭或者开启。继电器的开关特性在很多的控制系统尤其是离散的控制系统中得到广泛的应用。从另一个角度来说，由于为某一个用途设计使用的电子电路，最终或多或少都需要和某一些机械设备相交互，所以继电器也起到电子设备和机械设备的接口作用。简单的电气控制比如：只有几个电动机的简单起、停控制，用继电器控制是合适的，而且非常稳定。我厂的烧毛机电气控制就是用的继电器控制。DILO公司（全球著名的针刺机生产商）生产的预针刺机和针刺机都是用继电器加模拟量模块等控制的。设备运行至今没有发生电气故障。

二、PLC控制

德国奥特法（AUTFEA）公司；传统的交叉铺网机生产的纤维网有两个问题，其一是两边的重量较中部重；其二是即使絮垫的重量分布很均匀，但在后续的纤网加固工序中总会发生一定的牵引，这种牵引不仅使纤维絮垫在纵向产生伸长而且必定在横向产生收缩，导致产品变得两边较中间重，即所谓的产品横截面呈凹形状，为使最终产品的重量分布均匀必须将两边切去，因而浪费了原材料。

为了解决传统铺网机生产的纤网确定，奥特法公司开发研制了具有储网功能的装置（Accumulator）和纤网截面轮廓整形（Profiling）系统。使用计算机控制（PLC）的Profiling系统，通过改变下铺网小车的速度对所铺放的纤网进行牵引或压缩（负牵引），当纤网被牵伸时，纤网定重将变小；纤网被压缩时，则纤网定重将变大。该铺网小车的速度由Profiling系统的计算机程序控制、按预定的曲线变化，其变速范围为15％，使得铺放在两边的纤网因牵引而变轻、铺放在中间得纤网因压缩而变重，如此铺叠的纤网呈两边轻中间重，可在后续的加固工序中补偿因牵伸带来的负面影响，使最终产品的重量分布均匀。

PC的等效电路 传统的继电器控制系统是由输入、逻辑控制和输出三个基本部分组成的，其逻辑部分是由各种继电器（包括接触器、时间继电器等）及其触点，按一定的逻辑关系用导线联结而成的，PC控制系统也是由输入、逻辑控制和输出三个基本部分组成的，但其逻辑部分采用PC来代替继电器电路。因此，可以将PC等效为一个由许多个各种可编程继电器（如输入继电器、输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器等）组成的整体。从这方面得知PLC 相当于各种继电器的组合当然还有其它特点。

PLC的主要特点：1）可靠性高，抗干扰能力强。2）通用性强，容易扩充功能。3）指令系统简单、编程简便易学，且易于掌握。4）机构紧凑，体积小，重量轻。功耗低。5）维修工作量少，现场连接方便。

“高奇工纺”用的PLC主要是西门子公司的产品S7 200、S7 300,还有几个日本的小型PLC。一个是30个I/O点，是在检测设备上用的（瑞士生产）。主要控制的是三个电动机的运转，其中两个是同时起、停的，另一个需要控制其正反转，是一个调整位置的电动机，这个电机不调速。另两个需要调速，是通过电位器接入lenze的模拟模块来实现的，起、停信号有PLC提供。现在设备由两个传感器控制的灯不正常。经查传感器完好，信号也已输入PLC但是不管两个传感器在何状态，指示灯都是长亮，其他功能正常。虽然厂家将PLC程序也提供了，但是我没有编程器也没有办法去更改。设备还在保修期，但是厂家在瑞士如何保修；设备如何调整简单；可靠性也就无从谈起。

我公司的关键设备：梳理机，用的是S7 300加组态王通过微电脑来操作。近段时间，PLC频繁出现死机的故障。厂家也没有分析出确定的原因，只能各种处理方法试试看。实际用来PLC的通信功能抗干扰是不可靠的，使用良好的通讯线加良好连接，还是会出死机，并且PLC只报“SF”故障，复位故障消失。检查所有连接点、完好，可是故障依旧。

PLC改动的困难：因为梳理机控制是比较复杂的，程序应该很多。即便是设计人员也很难记住程序，在一次小的功能补充时，因为厂家技术人员没有把原始程序带来，结果试了一天也没有将一个很小的改动处理好。后来通过重新拉线，只是增加了一段连线，很快解决问题。经过几个月的使用没有发现任何问题。

PLC 是由：1）中央处理器（CPU）、2）存储器、3）输入、输出单元；4）编程器；5）电源组成。我所用的PLC输出用的都是继电器，而继电器控制只是使用各种继电器、连接导线。那么两者比较PLC控制比继电器控制多使用了中央处理器、存储器、编程器、电源。大家都知道电源是一个比较容易坏的部件，而编程器不管是单体的还是编程软件，很少会有设备生产厂家提供给用户。另外即便有了编程器还有那层层的密码。如果不计控制的复杂程度，从稳定性考虑，继电器控制是相当可靠的。从器件角度考虑，如果器件都非常好，那么继电器控制至少比PLC少几部分部件。

设备的使用是对设备用户而言的，不能只考虑设备生产厂家。没有编程器、密码和原程序，也就不能通过PLC来扩充功能，维修工作量少也不好说了。我公司设备因为厂家没有提供PLC资料，非常小的程序改动也必须请厂家处理。并且是组合成一条生产线，只要一台设备不能运转，单位就不能生产。还有许多的电路设计好之后本身已是很成熟的电路，已没有修改的必要，这也使PLC容易扩充功能的优点不存在。PLC的特点：可靠性高、抗干扰能力强，是相对而言的，相对与电脑、一般的电子电路而言可以，但是对于简单的继电器控制甚至连定时器、计数器都没有的继电器控制，我想没有人说PLC更抗干扰吧！

“关于为何飞机上不用PLC？我以前没听说过，不过依我的看法：可能就是因为PLC之类的产品可以控制系统里的很多的参数，所以万一它出问题了，岂不是全盘失控（至少某分系统失控）。更换它吧，总不至于在飞机上另备一台编好程序的PLC做不时之需吧。而继电器的好处就是每一个继电器只控制很少的几个状态，比如飞机上一系统用了100个继电器来控制，其中有40个A型继电器，60个B型继电器。那样，飞机上备份2个A型，两个B型的继电器就可以了，4个继电器不占什么地方。当系统出问题时，机械师可以很方便的从面板上看出哪里损坏，并有备件更换，且在更换过程中只会影响到系统的很小一部分，不影响大局。”