摘要：PLC 是自动化生产线的主要控制方式，PLC 的扫描周期较短，在编程过程中，若触发条件使用不当，会 造成 PLC 程序无法正常运行。定时器和辅助继电器是 PLC 的基本指令，利用定时器的常开触点或辅助继电器作为 触发条件，实现了程序的正常运行。本文通过实例分析定时器和辅助继电器在自动化生产线控制中的应用。
关键词：PLC定时器；辅助继电器；自动化生产线
引言
当前，我国工业企业的自动化程度仍普遍较低，如机械行 业 80%以上的设备仍然采用传统的继电器控制，PLC 的应用 潜力还远未得到发挥，仍有很大的应用空间。近年来，我国不 少工业企业为了实现高效、节能、环保等方面日益增长的要 求，正在积极进行设备的更新改造。如物流检测、皮带运输机 传动、蛋盘模压机控制、工业机械手的步进控制等各种生产控 制系统，原先采用的是以常规继电器的控制方式，自动化水平 低，对生产过程的各种信息，缺乏有效的监控手段，不能及时 响应各种情况，加上设备老化，故障率高，维护频繁，严重制约 了生产效率的发挥。因此，需要对原有控制系统进行改造。可 编程控制器（PLC）作为一种先进的工业自动控制装置，具有功 能强大、编程灵活、调试使用方便，且性价比高等优点，特别是 具有适应各种工业环境的能力和高可靠性，而得到广泛的应 用。因此，本文从继电器控制系统改造的必要性、用 PLC 改造 继电器控制系统的一般步骤，以及应用实例的程序设计，阐述了PLC 在继电控制系统改造中的开发应用
一、定时器的系统组成与种类
（一）在定时器的串联
这种扩展计时的方法是将几个定时器串联连接，其总的计时值是几个定时器所设定计时值之和. 对于由两个定时器串联组成的扩展定时器，其计时范围可增大至：指令 TM R类型：0～ 655. 34 s. TMX类型：0～ 6 553. 4 s，TM Y类型：0～ 65 534 s. 依此类推，必要时可用多个定时器串联组合，使它时值扩展的更大.每个定时器设定K由用户设定
（二）定时器与计数器组合扩展法
采用此方法扩展的定时值为定时器定时值的 N 倍（N 为计数器预置值），延时时间为二者之积，该 方法比第一种方法大得多，扩展的效果非常显著.在 C56型 PLC机上，使用一个定时器与一个计数器组合，构成一个扩展定时器 . 对于由定时器与计数器组合的扩展定时器，其计时范围是：指令为 TM R类型：0～ 10 736 762. 89 s（124 d）：TM R类型：0～ 107 367 628. 9 s（3. 4 a）：TM Y类型：0～ 1 073 676 289 s（34 a）.
（三）特殊内部继电器与计数器组合扩展法
对于有的 PLC，可利用计数器对一些特殊内部继电器所发出的脉冲进行计数，从而达到计时目的. 在下例中，我们以 C56型 PLC机的程序来说明。程序中使用一个计数器 C100，其计数值设定为 5，计数器启动之后，输出点 Y0在 X0输入点连续加 电 5 s之后得电，其中输入点 X1作为复位开关使用. 这种定时器扩展方法只使用了一个计数器，而其计时范围为：若使用 R9018，则为 0～ 327. 67 s，若 使用 R9019，则为 0～ 654. 34 s，若使用 R901A，则为 0～ 3 276. 7 s，若使用 R901B，则为 0～ 6 543. 4 s，若 使用 R901C，则为 0～ 32 767 s，若使用 R901D，则为 0～ 65 434 s，若使用 R901E，则为 0～ 32 767 min. 此法与前一种方法（定时器与计数器组合扩展法）相比较，两者都使用了计数器，但要注意：前者用 计数器对定时器所输出的脉冲计数，后者用计数器对 PLC内部设有的时钟脉冲继电器所发出的脉冲进行计数。
二、继电器控制系统的组成
任何一个继电器控制系统，都是由输入部分、控制部分和 输出部分组成其中，输入部分，是由各种输入设备，如按钮、位置开关及 传感器等组成；控制部分，是按照控制要求设计的，由若干继 电器及触点构成的具有一定逻辑功能的控制电路；输出部分，是由各种输出设备，如接触器、电磁阀、指示灯等执行元件组 成。继电器控制系统，是根据操作指令集被控对象发出的信 号，由控制电路按规定的动作要求，决定执行什么的动作或动 作的顺序，然后驱动输出设备去实现各种操作。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于控制电路 采用硬接线，将各种继电器及触点按一定要求连接而成，所以 接线复杂，且故障点多，可靠性和可维护性较差，同时也不易 灵活改变。PLC 控制系统的输入、输出部分和继电 控制系统的输入、输出部分基本相同，但控制部分是采用“可 编程”的 PLC，而不是实际的继电器线路。因此，PLC 控制系统 可以方便地通过改变用户程序，以实现各种控制功能，从根本 上解决了继电控制系统控制电路难以改变的问题。同时 PLC 控制系统不仅能实现逻辑运算，还具有数值运算及过程控制 等复杂的控制功能。
三、PLC继电器与定时器的实际应用
（一）PLC 在继电器自动生产线中 的应用
全自动继电器生产线的功能及工位设置 我厂于 1999 年引进的韩国某公司的某 继电器全自动生产线就是一个 PLC 应用的 典型例子。这条生产线自动化程度很高，全 线仅用 3 名工人，却能达到 820 只/h 成品继 电器的生产能力，生产出的产品一致性好，避免了手工装配生产中的人员个体差异及 环境污染对产品质量的影响，是继电器生产方式的发展方向。这条生产线全长 12 .283 米（A、B、C、D 线合计），按功能分为四段，分别为 A 线、B 线、C 线、D 线。整个生产线共使用了东芝 T2 型 PLC 4 个，其中 A 线、B 线C 线的 PLC 各带一套 I/O扩展框架，D 线的 PLC 带了 3 个 I/O 扩 展框架，输入点共有 754 点，输出点共有 414 点，输入信号来自于各个工位的光纤传感器 和各气缸上的磁控开关；输出点直接连接各 个气缸的电磁阀，硬件接线极为简单。这条 生产线投入生产后运行情况良好，整条线各 机械手动作协调，节奏明快，是一条理想的 全自动生产线。
（二）定时器在自动生产线中 的应用
定时器应用举例 定时器是 PLC 的基本指令之一，它通过对一定 周期的时钟脉冲计数实现定时，其触点动作可以作 为触发条件使用。实例 1：图 1 为 MES 网络型模块式柔性自动化 生产线实训系统加工检测单元的结构组成图，该单 元的工艺流程如下：系统启动后，加工检测单元站进行复位，复位完 成后等待工件，当光电传感器检测到有物料时转盘开始动，将工件搬运至加工工位，当电感传感器检 测到下一工位时工件搬运装置停止，并对工件进行 加工，加工完成后转盘转至检测工位，检测结束后转 盘继续转动进入下一循环。根据上述的工艺流程及 PLC 的 I/O 分配，该单 元的部分梯形图如图 2 所示。通过对程序下载调试发现，虽然满足了转换条 件 X0，但是 S28 步的输出 Y002 没有执行，即转盘没 有转动，造成该单元后续程序无法运行。经过分析，该程序的错误之处在于，由于 PLC 在一个扫描周期内，S28 步的转换条件 X000 和 S29 步的转换条件 X001 同时满足，转盘输出 Y002 还没 有置位就被 S29 步的 ＲST Y002 复位。为使 S28 步 能够正常输出，在该步输出的同时添加定时器 T0 输 出，输出时间为 K25（2． 5s），在 S29 步的转换条件上。
四、PLC 应用推广前景
PLC 的应用前景非常广阔。笔者在韩国 某公司期间，在该公司自动化课课长的带领 下参观了该公司的继电器、微动开关、汽车配 件等生产车间，所到之处全部为 PLC 控制的 自动化生产线，工人很少，生产效率极高，甚 至小型桌上压力机也用 PLC 来控制，可见 PLC 在发达国家的应用已经很普遍了。目前 在我们厂应用 PLC 的设备大部分为进口设 备，像 Rep80、630KN 冲床，日本东芝注塑机 等。PLC 的应用越来越广泛，维修力量的培 养也就愈发显得重要了。对PLC 系统的维修 仅靠三用表等常规仪器仪表检测是不行的，而必须能够读懂其程序，知道其原理，利用 PLC 自身的显示或微机来查找故障，这是对 维修方式及思维方式的一次革命。2001 年 3 月我厂用 PLC 系统改造了一台生产用货梯，效果非常好，不但安全可靠，而且故障率极 低。如果能将其它有条件改造的设备也逐步 用 PLC 进行改造，将使工厂在自动化生产中 跃上一个新的台阶。
结语
在自动化生产线 PLC 编程过程中，为保证 生产线正常运行，如果相邻工序之间的动作为同一输出的置位和复位时，可以用定时器的延时接通作为触发条件。
参考文献：
[1]邱公伟，李式强，巫淑萍. 移植法设计PLC梯形图的几条规则[J]. 厦门大学学报（自然科学版），2001（S1）：116-121.
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[3]张留臣. 组合继电器综合性能测试台设计[D].中国计量学院，2012.
论文作者:祝学昌
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/15
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