電機基本控制電路中PLC應用及程序設計

摘 要：科學技術的飛速進步，推動了工業生產的蓬勃發展，在生產中對于控制的要求越來越高，因此導致操作難度也日益提高。傳統的控制系統已漸漸無法滿足現代工業生產的需求，近年來逐步興起的PLC可編程控制器因其自身的優點獲得了廣泛的應用。為此，文章對PLC控制器的應用、組成和發展進行了簡單的概述，并對PLC控制裝置應用于電機基本控制電路和相關的PLC程序設計方法進行了探討。

關鍵詞：電機；電路；PLC；應用；程序設計

1 概述

Programmable logic controller簡稱為PLC，即可編程控制器。PLC作為一種數字運算操作的控制裝置，是為工業環境而設計和研發的。PLC充分運用了通信、自動控制、計算機技術，并使用可編程存儲器，其核心為微處理器。在工業生產中，通過PLC能夠對生產過程進行準確有效的控制，其控制原理是通過模擬量和開關量的輸入和輸出得以實現的。經過近些年的發展，PLC已經具有各種功能，如邏輯控制、順序控制、算數運算以及計數等。PLC因其自身在控制性能上的卓越的特性，一經問世便獲得了飛速的發展，并在化工、鋼鐵和交通等領域發揮了其獨特的作用。相比于傳統的控制系統，PLC的研制是控制系統發展的里程碑，具有劃時代的現實意義。

2.1 PLC的組成

2.1 存儲器。PLC的存儲器由系統存儲器和用戶存儲器組成。顧名思義，系統存儲器用來存儲系統程序，用戶存儲器則用來存儲用戶編寫的程序。

2.2 微處理器。作為PLC的核心，微處理器就像是人類的大腦，負責指揮PLC所有的工作有條不紊的進行。PLC的運行速度和水平，直接與微處理器的運行質量息息相關。

2.3 編程器。編程器通過接口能夠和微處理器進行通信。具有寫入、檢查、調入用戶程序等功能，還能夠對PLC的工作狀態進行監測。

2.4 輸入和輸出部件。對于一個系統來說，其整體性是必要的，而和外界信息的傳遞和交換更是不可或缺的，這就是輸入輸出部件的功用。通過輸入輸出部件的橋梁和紐帶作用，將微處理器和輸入輸出設備緊密地、有機地結合起來，使系統協調、統一的運行。

3 PLC控制器的優點

與傳統控制系統相比較，PLC控制系統的優勢較為突出。傳統的電機基本控制電路中，電子部件的數量和體積都相當龐大，觸點的數量也非常多、布線復雜，線路設計繁復，維修困難，可靠性和穩定性不佳。而新型的控制系統PLC的應用，使布線和觸點大幅減少，將傳統繼電器控制系統取代，不僅減低了故障發生率，電機還獲得了較強的抗干擾能力，電機運行的可靠性和穩定性顯著增強，減少了因電機故障帶來的巨大的經濟損失。

4 PLC的控制應用

4.1 過程控制

所謂過程控制，就是對模擬量如溫度、壓力和流量進行控制，這一控制是閉環的，充分利用了計算機技術，并通過編寫控制算法程序達到閉環控制的目的。過程控制應用十分廣泛，并在化工、鍋爐控制等領域發揮了重要的作用。

4.2 模擬量控制

工業生產中涉及到很多模擬量，需要對其進行監測和控制。而模擬量和數字量轉換模塊的配置，則使PLC對于模擬量進行控制成為可能。

4.3 開關量控制

對于開關量進行邏輯控制更是將PLC的應用推到了更高的層次。PLC應用于單臺或者多集群流水線，極大地提高了生產的效率和穩定性。

4.4 運動控制

PLC的運動控制包含對于直線或圓周運動的控制。近年來，已經形成一套系統的運動控制模塊，并在機械等領域獲得了廣泛的應用。（1）用于控制啟動三相異步電動機。正常運行狀態下，電源線電壓和電動機額定電壓是相同的，并采用三角形的繞組連接方式。可以將電動機的定子繞組以星形連接，當電動機轉速達到某一閾值時，改為三角形連接，即所謂的星形——三角形降壓啟動。（2）用于雙速電機的兩地控制。在工業生產中，對于機械設備的輸出速度有著特定的要求，通常所需要的速度不是單一的，而是需要不同的輸出速度。一般情況下，將機械變速系統配置到單速電動機上即可實現不同的速度輸出的要求。而多速交流電動機，則可應用于要求速度連續可調的情況，或者應用于機構尺寸受到限制時。

5 PLC程序設計

5.1 PLC常用程序設計語言

PLC常用的程序設計語言包括梯形圖、布爾助記符、功能模塊圖、結構化語句描述程序設計語言。梯形圖程序和原有的繼電器控制技術一致，最為常用。布爾助記符與匯編語言類似，容易記憶和掌握。功能模塊圖程序語言適于控制較大規模且難度較大的操作系統。結構化描述語言能夠實現相對復雜的控制程序。

5.2 PLC控制三相電機正反轉的程序設計

PLC控制三相交流電機正反轉的外部接線如圖1所示。PLC控制程序如圖2所示，程序段Segment2為正轉控制，程序段Segment3為反轉控制。首先在接觸器控制邏輯中與反/正轉按鈕對應的觸點。如果需要接觸器的觸點作為PLC觸點，應選擇NC觸點。把NC觸點的輸入作為邏輯條件。在控制邏輯段后，Segment4保證在程序出錯時禁止輸出。另外考慮啟動和停止比較有優先權設計Segment1。

6 結束語

在現代的工業生產中，PLC憑借其可靠性高等優點在許多領域得到了廣泛的應用，在對電機的控制中更是發揮了其優良的控制性能，確保電機的正常安全穩定運行，而在對PLC程序進行設計時則需要選擇合適的設計語言和設計方法。

參考文獻

[1]高強.西門子PLC應用程序設計[M].北京：電子工業出版社，2010，8.

[2]朱力.PLC控制步進電機方法的研究[J].山西機械，2003.

[3]田波，王晶鑫.高壓電機控制裝置的PLC應用與維護[J].一重技術，2005（2）.

作者簡介：王勇（1974，11-），男，畢業于哈爾濱理工大學工業技術學院，電機制造與運行專業，現從事電機技術工作。