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摘 要：本文从应用PLC控制技术，进行了简单的数显电路设计，给出了PLC控制的一般用法。
关键词：PLC；控制电路；电路设计PLC控制作为专门用于工业控制的计算机控制，利用可编程的存储器通过数字或模拟信号输出各种逻辑、定时、顺序和计数等指令，可对单一机电设备或工业生产过程进行控制，精度极高，操作也很简单。只要对其系统功能加以进行拓展，就可以得到各种不同功能效果，操作更加简单、合理和完善，其拓展后的功能已经远远超过了逻辑控制的范畴。下面以PLC控制的简单数字显示电路为例，进行详细说明。
1 PLC控制概述
PLC是可编程逻辑控制器的简称，一个完整可正常工作的可编程逻辑控制器由以下几部分组成：一个稳定可靠的电源，CPU控制中枢，系统/用户存储器，输入/输出接口，其他功能模块如通信、计数、定时等。
PLC已经广泛应用于各个行业，主要实现几个功能的控制：如开关量的控制，也就是最基本的逻辑和顺序控制，用于机床等的自动化控制；如模拟量的控制，用于控制温度、速度等连续变化的量的数字和模拟量的控制；如运动和过程的控制，用于连续量的PID闭环控制，以达到连续调节控制目标的目的；还有如数据处理以及通信应用等。
其实，PLC可以广泛应用于工业生产的各个领域，原因在于它：编程很简单，梯形图、逻辑图等简单的编程语言就可以实现功能，使用很方便，现场即可调试等；可靠性高，抗干扰能力强，克服了如时间继电器等接触点接触不良等缺点；PLC通过软件的写入就可以实现中间继电器、时间继电器等的控制功能，克服了大量继电器接线繁琐的缺点；PLC的故障很容易发现，其上的发光二极管可以显示是否有故障，维修起来简便，还可直接实验室调试实验；越来越多的功能要求PLC向模块化、集成化发展，仅一个小型PLC便可以实现很复杂的控制功能，因里面有许多个编程元件，功能强大，性价比高。
2 PLC控制的简单数显电路设计
PLC的输出接口电路一般有三种类型：继电器输出电路、晶体管（NPN型和PNP型）输出电路和晶闸管（可控硅型）输出电路。晶体管输出电路局限性在于它的外电源只能加特定方向的直流电源；而晶闸管应用越来越少了，因此不作过多赘述。继电器输出类型电路在于它能根据用户同时有交流和直流负载的类型需求，对负载没有特别要求，因此继电器输出方式的PLC控制应用较多，故该简单数显电路的PLC控制系统采用继电器输出方式。
PLC最基本的应用是开关逻辑控制和顺序控制。用PLC控制的数字显示电路主要考虑3个问题：数字显示脉冲电路的设计、驱动器的选择和外围电路的设计。
（1）数字显示脉冲产生电路：脉冲信号的产生主要是由继电器线圈的得电与失电，导致其接触点接通和断开。外部，是通过硬件的接线来实现的，输出接口通过200欧姆的限流保护电阻接高电平，公共端COM接地；内部通过PLC的定时模块和寄存器，即定时器（TIM/CNC）以及移位寄存器等数字编程元件进行梯形图程序编制，使得继电器线圈得电与失电，得到脉冲信号。
（2）数字显示电路中驱动器的选择：模拟的交通灯数字显示，必须可以完整显示0-9。单纯的LED数码管要显示BCD码的十进制数0-9需要一个译码器，但是这个译码器也需要有驱动功能。能满足既能译码，锁存以及驱动功能的驱动器，CC4511是较好的选择。从管脚图1可知，该芯片具有锁定端、测试输入端、消隐输入端、译码输入端等。芯片内接有上拉电阻，BCD码输入后，当输出端与LED数码管之间接上限流电阻以后即可工作。从其功能表1可知，该译码器具有消隐伪码的功能，当输入超过1001时，输出全部为0，数码管没法点亮。只有测试输入端、消隐输入端接高电平，锁定端接低电平，芯片才可正常译码。
（3）外围电路的设计：整个外围电路由两个LED显示器和两个CC4511驱动器组成，PLC选用日本的OMRON的C系列P型PLC为主要控制器，利用已有的C60P-CDR-D型PLC进行设计。PLC的I/O接口地址分配如下表所示：启停接点是0001和0002，两组输出接点为0500-0503与0600-0603，他们分别为两个CC4511驱动器提供脉冲信号。
3 PLC控制的数显电路梯形图程序
梯形图语言编程简单方便，自上而下，从左到右的顺序，采用继电器名称的“软继电器”，概念电流流过每个梯级，两端的母线提供电源等。程序编好以后，通過接线和调试以后，就可以对交通灯现场的时间显示进行模拟，要是模拟出现问题，可以马上现场进行改写程序，方便简捷。以上例子还只是简单的时间显示，如果还需要增加显示的位数，仅需通过增加PLC输出的接点继续按照以上方法设计即可。
参考文献
[1] 郭艳卫. LED阵列工位实时数据显示系统的设计研究[D].吉林大学，2012.
[2] 牛改霞. 基于PLC的自动收丝系统的设计[D].燕山大学，2010.
[3] 孙建仁，程仲文，王王君，柴清. PLC控制简单显示电路的设计与应用[J]. 机械研究与应用，2005，02：116-120.
关键词：PLC；控制电路；电路设计PLC控制作为专门用于工业控制的计算机控制，利用可编程的存储器通过数字或模拟信号输出各种逻辑、定时、顺序和计数等指令，可对单一机电设备或工业生产过程进行控制，精度极高，操作也很简单。只要对其系统功能加以进行拓展，就可以得到各种不同功能效果，操作更加简单、合理和完善，其拓展后的功能已经远远超过了逻辑控制的范畴。下面以PLC控制的简单数字显示电路为例，进行详细说明。
1 PLC控制概述
PLC是可编程逻辑控制器的简称，一个完整可正常工作的可编程逻辑控制器由以下几部分组成：一个稳定可靠的电源，CPU控制中枢，系统/用户存储器，输入/输出接口，其他功能模块如通信、计数、定时等。
PLC已经广泛应用于各个行业，主要实现几个功能的控制：如开关量的控制，也就是最基本的逻辑和顺序控制，用于机床等的自动化控制；如模拟量的控制，用于控制温度、速度等连续变化的量的数字和模拟量的控制；如运动和过程的控制，用于连续量的PID闭环控制，以达到连续调节控制目标的目的；还有如数据处理以及通信应用等。
其实，PLC可以广泛应用于工业生产的各个领域，原因在于它：编程很简单，梯形图、逻辑图等简单的编程语言就可以实现功能，使用很方便，现场即可调试等；可靠性高，抗干扰能力强，克服了如时间继电器等接触点接触不良等缺点；PLC通过软件的写入就可以实现中间继电器、时间继电器等的控制功能，克服了大量继电器接线繁琐的缺点；PLC的故障很容易发现，其上的发光二极管可以显示是否有故障，维修起来简便，还可直接实验室调试实验；越来越多的功能要求PLC向模块化、集成化发展，仅一个小型PLC便可以实现很复杂的控制功能，因里面有许多个编程元件，功能强大，性价比高。
2 PLC控制的简单数显电路设计
PLC的输出接口电路一般有三种类型：继电器输出电路、晶体管（NPN型和PNP型）输出电路和晶闸管（可控硅型）输出电路。晶体管输出电路局限性在于它的外电源只能加特定方向的直流电源；而晶闸管应用越来越少了，因此不作过多赘述。继电器输出类型电路在于它能根据用户同时有交流和直流负载的类型需求，对负载没有特别要求，因此继电器输出方式的PLC控制应用较多，故该简单数显电路的PLC控制系统采用继电器输出方式。
PLC最基本的应用是开关逻辑控制和顺序控制。用PLC控制的数字显示电路主要考虑3个问题：数字显示脉冲电路的设计、驱动器的选择和外围电路的设计。
（1）数字显示脉冲产生电路：脉冲信号的产生主要是由继电器线圈的得电与失电，导致其接触点接通和断开。外部，是通过硬件的接线来实现的，输出接口通过200欧姆的限流保护电阻接高电平，公共端COM接地；内部通过PLC的定时模块和寄存器，即定时器（TIM/CNC）以及移位寄存器等数字编程元件进行梯形图程序编制，使得继电器线圈得电与失电，得到脉冲信号。
（2）数字显示电路中驱动器的选择：模拟的交通灯数字显示，必须可以完整显示0-9。单纯的LED数码管要显示BCD码的十进制数0-9需要一个译码器，但是这个译码器也需要有驱动功能。能满足既能译码，锁存以及驱动功能的驱动器，CC4511是较好的选择。从管脚图1可知，该芯片具有锁定端、测试输入端、消隐输入端、译码输入端等。芯片内接有上拉电阻，BCD码输入后，当输出端与LED数码管之间接上限流电阻以后即可工作。从其功能表1可知，该译码器具有消隐伪码的功能，当输入超过1001时，输出全部为0，数码管没法点亮。只有测试输入端、消隐输入端接高电平，锁定端接低电平，芯片才可正常译码。
（3）外围电路的设计：整个外围电路由两个LED显示器和两个CC4511驱动器组成，PLC选用日本的OMRON的C系列P型PLC为主要控制器，利用已有的C60P-CDR-D型PLC进行设计。PLC的I/O接口地址分配如下表所示：启停接点是0001和0002，两组输出接点为0500-0503与0600-0603，他们分别为两个CC4511驱动器提供脉冲信号。
3 PLC控制的数显电路梯形图程序
梯形图语言编程简单方便，自上而下，从左到右的顺序，采用继电器名称的“软继电器”，概念电流流过每个梯级，两端的母线提供电源等。程序编好以后，通過接线和调试以后，就可以对交通灯现场的时间显示进行模拟，要是模拟出现问题，可以马上现场进行改写程序，方便简捷。以上例子还只是简单的时间显示，如果还需要增加显示的位数，仅需通过增加PLC输出的接点继续按照以上方法设计即可。
参考文献
[1] 郭艳卫. LED阵列工位实时数据显示系统的设计研究[D].吉林大学，2012.
[2] 牛改霞. 基于PLC的自动收丝系统的设计[D].燕山大学，2010.
[3] 孙建仁，程仲文，王王君，柴清. PLC控制简单显示电路的设计与应用[J]. 机械研究与应用，2005，02：116-120.