电气控制中可编程序控制器的应用研究

庞勇伟

摘要：随着电子信息技术的快速发展，在电气自动化控制领域，可编程控制器（PLC）技术得到广泛应用。PLC技术在电气自动化控制中应用具有巨大优势，对于运行中电气自动化设备的安全性和可靠性起到明显的提高作用，推动电子自动化控制向更高层次发展。本文结合工作实际，从可编程控制器（PLC）的概述入手，分析PLC在电气控制中的应用，并进一步分析PLC在电气自动化控制中应用的未来发展趋势。

关键词：电气控制;PLC自动化

1.可编程序控制器（PLC）概述

（1）可编程序控制器特点

PLC主要以计算机微处理器为基础，并融了通讯技术、计算机应用技术、自动控制技术，具有较强的抗干扰能力和自诊断能力，对电气自动化控制具有极高的应用价值。通可编程序控制器（PLC）本身来看，其体积小，重量轻，容易装入机器中，实现机电设备一体化。PLC具有实用性普遍的特点，其除了基本的逻辑处理功能外，还具有强大的数据运算能力，这使其能够广泛应用与电气控制领域。PLC还具有较高的抗干扰能力，采用了先进的抗干扰处理技术。此外，PLC还具有应用简单、容易、普遍的特点，而且维护与改造也十分方便。

（2）可编程序控制器基本工作过程

在电气自动化控制领域，可编程序控制器（PLC）需要先结合实际工作现场的调研，以及设计要求拟定可操作方案，并着重考虑系统的经济性、安全性、稳定性和简单性，要便于后期使用与维护。PLC在电气控制中的工作过程为：

其一，现场信息输入，对输入点按顺序扫描，并读取输入点状态;其二，程序的执行，按顺序扫描用户程序中的指令，并对指令进行逻辑运算;其三，控制信号输出，结合逻辑运算结果，输出状态寄存器向各个输出点同时发出相应信号，实现逻辑控制功能。在电气控制工作实践中，机械设备的工作流程往往是重复PLC工作过程，每执行一次即完成一个扫描周期。

2.可编程序控制器在电气控制中的应用

（1）控制顺序与系统顺序化控制

PLC运用于電气工程顺序控制领域，是系统控制的基础环节。PLC实现了无人操控和电气设备的自动化，而且其控制精准，在逻辑控制、监控和报警功能上作用突出。工程实践来看，电气自动化系统运行时间越长，能耗越大，对应的生产成本越大，而PLC技术可实现对电气设备自动化运行顺序的有效控制，比如对开关及开关量的有效控制等，进而最大限度的提高电气设备自动化系统运行效率。在电气控制自动化系统的顺序控制实践中，为最大限度的发挥PLC顺序控制的作用，还需要对自动化系统进行必要的整合优化，避免控制顺序混乱。

（2）开关控制与控制模拟量

相对于传统的开关量控制技术，PLC技术则表现出明显的优势。传统的电磁性继电器控制操作复杂，可靠性与稳定性受到外界因素影响较大，而PLC则依靠计算机技术融合了通信技术与继电器技术，实现对开关及开关量的自动控制。PLC技术在控制开关量时，虚拟继电器的反应时间极短，进而PLC对开关的控制反应时间也可忽略不计，进而减少对机器的损害。PLC开关量逻辑的控制，既适用于单台设备控制，也适用于自动化流水线。在实际生产中，会出现很多连续变化的物理模拟量，而PLC技术则可将这些模拟量实现D/A转换和A/D转换，确保编程器对模拟量实现处理。

（3）集中式控制与分散控制

集中式控制主要是利用了PLC技术强大的控制功能，在一台功能强大的PLC监视系统中对多个设备进行控制。在集中控制模式下，PLC监视系统属于“中央集中式”计算机控制体系，电气系统中每个设备间的联络关系与运行顺序有中央PLC统一完成。集中式控制具有成本低、集中控制、经济实惠等优点，但如果系统中某个程序需要改变，就需要停止中央PLC的控制，而其控制的整个系统也需要停止运行。

分散控制则是在整个电气系统中，每个控制对象都有对应的一台PLC，每台PLC间通过信号传递产生内部响应、发令或连锁等，或由上位机通过数据通信总线完成通信任务。在分散控制模式下，每条生产线均有对应的PLC控制，如果某条生产线或PLC停止工作，其他PLC不受影响。

（4）运动控制

在电气自动化控制中，PLC能够实现对圆周运动或者直线运动的控制。在控制机构的配置中，PLC的运动控制能够采取专用运动控制模块，实现对设备的专门控制，比如多轴位置的控制模块、可驱动步进电机等。此外，PLC运动控制的应用范围也十分广泛，比如机床、电梯、机械、机器人等，都可运用PLC技术实现运动控制。

（5）数据处理

PLC不仅能够实现对电气自动化系统的智能控制，而且还能够对系统的相关数据进行处理。PLC在数据处理过程中拥有多项功能，比如数学运算、数据转换、数据传送、排序、查表以及操作等，在这个过程中，PLC还能够对数据进行采集、分析与处理。PLC采集的系统数据能够通过通信功能传输到智能装置，或打印成表。

3.PLC在电器控制中的应用趋势

从目前PLC技术在电气控制系统中的实践运用来看，其能够实现众多控制功能，比如自动控制、位置检测、速度控制、安全与保护等。在电气自动化设备切换控制、开关量控制、闭环控制、调速器控制、顺序控制中，PLC技术均发挥了巨大的作用。在未来的发展中，可编程控制器（PLC）经过不断的研究改良，以及新功能的研发，其应用电气控制中后，电气设备产品的功能也会日趋完善。并且随着电气控制领域对电气设备要求的多样化发展，PLC种类与规格也会越来越齐全。未来PLC技术在电气设备中的应用发展方向，将会是通讯工具的完整以及操作界面的便捷化和人性化，甚至自动化控制的核心技术也可以运用编程控制器来决定。