过去对吹灰器的控制通常是用继电器来实现的，大型锅炉使用多个吹灰器， 要求顺序操作，采用继电器控制锅炉吹灰器，故障率高，可靠性差，维修困难，以至于吹灰器的使用效果并不理想。可编程控制器(PLC)按照成熟而有效的继电器控制概念和设计思想，利用不断发展的新技术和新电子器件，逐步形成了具有面向工业特色的系列产品。由于该系统中控制对象是电机，故采用 PLC非常合适，且采用PLC可靠性高，控制灵活，易于实现。
现在的 PLC 发展非常迅速，其处理速度越来越快，指令越来越丰富，其特殊模块的种类也越来越多。不仅可以处理开关量，还可以处理模拟量，可以进行高速计数、PID 调节、语音输出、温度控制、位置控制、远程 IO 控制、模拟定时控制、7 段译码输出等等。最近，随着模糊控制的发展，现在许多 PLC 厂家又推出了模糊控制模块，使得许多功能都可在 PLC 中实现， PLC 在自动化领域中越来越具有举足轻重的地位。
近些年来，随着PLC结构和功能的不断改进、应用范围迅速扩大，PLC厂家不断推出功能更强的新产品向大规模方向发展，同时也增强了配制的灵活性。随着该技术的迅速发展，不断增强过程控制功能，增强通信联网能力，为了满足工业自动化各种控制的需要，新的功能模块不断的推出。PLC的编程语言与编程工具向标准化和高级化发展，软硬件实现标准化。
在PLC的发展初始阶段由于其价格高于继电器控制装置，使它的应用受到了限制。随着结构和功能不断的改进、应用范围迅速扩大，因为微处理器芯片及有关元件价格大大降低，使得PLC成本下降；产品功能大幅度提高，它能解决许多复杂的计算机和通信问题，PLC的应用范围日益扩大。
而本文所设计的将PLC应用于锅炉吹灰顺序控制系统正是PLC应用的良好体现。在火电厂程序控制中有一定的地位，虽然有一定成效但仍在不断改进。
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第二章 可编程控制器
2.1 可编程控制器的概述
PLC= Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置[3]。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。PLC及其有关的外围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。对于整体式PLC，所有部件都装在同一机壳内；对于模块式PLC，各部件独立封装成模块，各模块通过总线连接，安装在机架或导轨上。无论是哪种结构类型的PLC，都可根据用户需要进行配置与组合。
可编程控制器是由现代化生产的需要而产生的，可编程序控制器的分类也必然要符合现代化生产的需求。一般来说可以从三个角度对可编程序控制器进行分类。其一是从可编程序控制器的控制规模大小去分类，其二是从可编程序控制器的性能高低去分类，其三是从可编程序控制器的结构特点去分类。
早期的可编程序控制器((Programmable Logic Controller， PLC)，主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种采用微型计算机技术的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机（Personal Computer）的简称混淆，所以将可编程序控制器简称PLC[3]。PLC自1969年美国数据设备公司（DEC）研制出现，现行美国、日本、德国的可编程序控制器质量优良，功能强大。随着计算机技术、通信技术和自动控制技术的迅速发展，可编程序 控制器将传统的继电器控制技术与新兴的计算机技术和通信技术融为一体，具有可靠性高、功能强、应用灵活、编程简单、使用方便等一系列优点，以及良好的工业环境工作性能和自动控制目标实现性能，在工业生产中得到了广泛的应用。
从1968年到现在，PLC经历了四次换代：第一代PLC大多用一位机开发，用磁芯存储器存储，只有逻辑控制功能。在第二代PLC产品中换成了8位微处理器及半导体存储器，PLC产品开始系列化。第三代PLC产品随着高性能微处理器及位片式CPU在PLC中大量使用，PLC的处理速度大大提高，从而促使它向多功
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能及联网通信方向发展。第四代PLC产品不仅全面使用16位、32位高性能微处理器，高性能位片式微处理器，RISC（Reduced instruction set computer）精简指令系统CPU等高级CPU，而且在一台PLC中配置多个处理器，进行多通道处理。同时生产了大量内含微处理器的智能模板，使得第四代PLC产品成为具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能的真正名符其实的多功能控制器。同一时期，由PLC组成的PLC网络也得到飞速发展。PLC与PLC网络成为工厂企业中首选的工业控制装置，由PLC组成的多级分布式PLC网络成为CIMS（computer-integrated manufacturing system）系统不可或缺的基本组成部分。人们高度评价PLC及其网络的重要性，认为它是现代工业自动化的三大支柱之一。
在发达工业国家，PLC己经广泛的应用在所有的工业部门。据“美国市场信息”的世界PLC以及软件市场报告称，1995年全球PLC及其软件的市场经济规模约50亿美元。随着电子技术和计算机技术的发展，PLC的功能得到大大的增强，具有以下特点：
1.可靠性高。PLC的高可靠性得益于软、硬件上一系列的抗干扰措施和它特殊的周期循环扫描工作方式。
2.具有丰富的I/O接口模块。PLC针对不同的工业现场信号，有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备直接连接。另外为了提高操作性能，它还有多种人
机对话的接口模块；为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块。
3.采用模块化结构。为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型PLC以外绝大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件，包括CPU、电源、I/O等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。
4.编程简单易学。PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。
5.安装简单，维修方便。PLC不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢复运行。由于PLC强大功能和优点，使得PLC在我国的水工
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业自动化中得到广泛的应用PLC在水工业自动化中的应用主要有水厂监控系统、自动控制系统、自动加氯、自动加矾、水泵变频调速、SCADA系统和供水管网信息管理系统等。其主要功能是进行工艺参数的采集、生产过程控制、信息处理、设备运行状态监测以及水质监测等。
目前小型PLC的技术源流主要分为日系和欧系，前者以三菱和欧姆龙为代表，后者则以西门子为首。而日系小型PLC进入中国的时间比较早，伴随我国轻工业的发展，以日系设计为主的原型机械不断引进，三菱、欧姆龙的产品也不断源源不断从 进口而来。在之后的发展进程中，自动化巨头西门子在中国市场开始它的“侵略”，其代表性的小型PLC产品，S7-200逐渐现露头角，获得了很多大型OEM的青睐。到今天为止，从金额上看，西门子在小型PLC市场占据第一位，份额略超过30%。三菱仅随其后，约为四分之一。欧姆龙在11%强，台达则略过8%。
2.2 可编程控制器的组成及各组成部分的作用
PLC的硬件主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口电源等部分组成。其中，CPU是PLC的核心，输入单元与输出单元是连接现场输入/输出设备与CPU之间的接口电路，通信接口用于与编程器、上位计算机等外设连接。
1. CPU
CPU是PLC的核心，其作用类似于人的大脑。每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。
CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。
在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执
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行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。
CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。
2. 存储器
可编程控制器中存储器的作用主要用于存放系统程序、用户程序和数据。常用的存储器形式有CMOS RAM、EPROM和EEPROM。根据存放内容的不同又可分为以下三种：系统程序存储器，用于存放系统软件；用户程序存储器，用于存放应用软件；数据存储器，用于存放工作数据。EPROM 和 EEPROM 是只读存储器，只读存储器主要用来固化系统应用程序和管理程序。而随机存储器（RAM）是一种可进行读操作和写操作的存储器，用于存储用户程序，以产生一个用户数据区，用户程序存放在随机存储器（RAM）中允许进行修改。随机存储器（RAM）是一种半导体存储器，具有密度高、功耗低、价格便宜等优点，它可以用锂电池做为备用电源，如果存储器失电时，也可以有效地保存信息。
3. 输入/输出部分
PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。
4．电源单元
可编程逻辑控制器（PLC）的电源包括系统电源和备用电池，一般来说 PLC 的工作电压普遍低于外部电源的电压等级，而电源单元恰好起到了一个变压器的作用，它可以把外部的高压电源转换成适合 PLC 需要的内部工作电压。同时 PLC 内部还有一个稳压电源，保证向 CPU 单元和 I/O 单元供电时的电压稳定。
5．外设接口和 I/O 扩展接口
外设接口是连接主机与外部设备所配接的专用插座。通过专用的电缆线可配接各种外围设备如：计算机、编程器和打印机等。其中编程器是 PLC 最重要的
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