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什么是可编程控制器逻辑控制

随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已经应用到了几乎所有的工业领域。当前，用于工业控制的计算机可以分为:可编程控制器、基于PC总线的工业控制计算机、基于单片机的测控装置、用于模拟量闭环控制的可编程调节器、集散控制系统(DCS)和现场总线控制系统(FCS)等。逻辑与可编程控制技术由于功能强大使用十分方便，自问世以来，备受控制界的广泛认同和青睐。不但广泛地应用到各种机械设备和生产过程的自动控制系统中，在民用和家庭自动化方面的应用也得到了迅速的发展。

  在工业生产过程中，很大一部分控制问题是解决诸如电动机的启停、电磁阀的开闭电磁离合器的离合等这样一类开关量的控制，这些控制的实施，通常都是通过继电器、接触器、晶闸管等器件的接通(ON)或断开(OFF)来实现的。而这些控制的决策，往往又是在对诸如行程开关、接近开关、按钮、接触器触点、继电器触点等开关量状态的检测后，按照预先规定的一种处理规则作出的。常常把这一类的控制称为逻辑控制或程序控制。换言之，逻辑控制是指在对生产过程或机械设备运行状态检测的基础上，依据预先编制的操作规则，对输入状态进行逻辑运算、或计数、或定时、或对某些变化参量进行判断等，根据这些结果作出控制决策，控制执行机构协调动作，完成以开关量控制为主的生产过程的自动控制。其关键问题是采用了预先编制的操作规则，这些操作规则被称为“程序”，故逻辑控制又称为“程序控制”。需注意，这里所说的“程序”，与计算机软件技术中的“程序”既有联系，又可能是完全不同的。

  程序控制与我们经常接触的反馈控制是自动控制领域内两个并列的、相辅相成的重要范畴。反馈控制的目标是定量控制，而程序控制更偏重于定性控制。反馈控制是闭环控制，而程序控制多半是开环控制。

  早期的逻辑控制多以继电器、接触器作为主要控制装置来构成逻辑控制系统。故习惯上称为继电器逻辑控制或继电器接触控制，其显著的特征是系统的操作规则或控制程序是以元件、器件的某种连接方式来体现这种控制系统。要改变控制程序，必须要改变这种“连接”方式(硬件上)，极大地阻碍了逻辑控制技术的发展。随着计算机技术的发展，诞生了可编程逻辑控制技术，其操作规则或控制程序是用软件技术的方式存储在可编程控制器的存储器中,其显著优点是用户可以依据需要方便地改写这些程序(软件上),并重新存入可编程控制器的相应存储器中，从而实现更改控制程序的目的。

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PLC三种逻辑控制之顺序控制,条件控制,时序控制

 2.逻辑控制的控制要素

  无论是哪一种程序控制方法，在控制过程中均包含了两个控制要素:一是根据按生产工艺要求所预先确定的顺序或机械设备运动的先后，依据输入信号或延时、计数等中间信号，控制前一步动作和后一步动作的转换；二是在每一步中根据各工序或运动预先安排的要求，准确地控制执行机构完成规定的动作。即逻辑控制过程中包含了两个控制要素:动作的转换和动作的执行。前者解决的是如何由前一步转换至后一步的问题；后者解决的是在每一步中做什么的问题。

1.逻辑控制的特点

  按信号输入/输出(/O)的特点来说，逻辑控制主要以开关量ON或OFF的状态为主，故输入、输出信号的表达，以及控制逻辑的表述、化简等，都可以用以布尔代数为基础的一整套理论和方法来处理。先进的可编程控制器，其I/O信号不但有开关量信号，可能涉及到大量的模拟量信号，如温度、流量、压力、速度、加速度等物理参数，以及大量的数据信息。对开关量的处理，仍是逻辑控制系统主要的和重要的任务。

  逻辑控制按其控制程序的特点，控制方法千差万别，归纳起来通常有以下3种。

  (1)顺序控制这种控制是以前一步动作的完成作为信号，从而启动后一步动作的程序控制方式。在逻辑控制中，这种控制方式运用相当普遍。一种进给装置的逻辑控制如图1-1所示。进给装置的前进或后退是由进给电动机的正转或反转驱动的，进给装置的钻孔作业由钻孔电动机来完成。这部分逻辑控制装置的任务是在对工件钻孔时保证一定的钻孔深度。第一步动作:在某一控制信号的启动下，进给装置向前运动，释放LS1行程开关。第二步动作:当进给装置上的挡块压下LS2行程开关闭合其常开触点，进给装置继续前进，钻孔电动机开始旋转。在这里，LS2常开触点的闭合作为第一步动作结束和第二步动作开始的转换信号。在第二步动作中，进给装置前进、钻头旋转，在某一时刻开始了对工件的钻孔工作。第三步动作:当挡块使LS3闭合时，钻头继续旋转，而进给装置后退，第二步动作结束。第四步动作:当挡块使LS2闭合时，钻孔电动机停止旋转而进给装置继续后退，第三步动作结束。当挡块压下LS1使其常闭触点断开时，进给装置停止后退，第四步动作结束。

  图1-1进给装置的逻辑控制顺序图

  N.O.一常开:N.C.一常闭。

  (2)条件控制所谓条件控制，就是当控制量达到条件规定的量值时，就启动下一步动作运行。它以某一个或某几个动作所产生的综合结果作为信号来启动下一步动作(而无论前面的一个或几个动作是在执行延续过程中还是已经执行结束)的程序控制方式。这里所指的综合结果或称条件，可以是控制过程中的计数值，也可以是电压、电流、功率、行程、位置、速度以至于温度、压力、流量等生产过程中的物理量。电动机在高速运转中如果其功率超过一定量值，则电动机在逻辑控制系统控制下自动退到低一挡级的速度下运转，就是这种条件控制的一例。变化参量控制也属于这一类控制。

  (3)时序控制是以时间为基准来决定每一步动作的运行或停止的程序控制方式。例如，某加热控制系统采用加热5s，再停止加热15s，这种反复交替的控制方式，即是时序控制的一个典型例子。时序控制亦可看作特殊意义下的变化参量控制，只是这里的变化参量是“时间”。

  各种各样的逻辑控制实际上都是按照上述3种控制方式组合起来的，这3种控制方式体现了逻辑控制在控制程序规则上的特点。

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