電氣自動控制中的PLC技術研究

武利鋒

[摘 要]PLC，即可編程序控制器，作為一種結合了編程技術和電氣控制技術的新型技術，在工業(yè)生產中的應用越來越廣泛。PLC可以按照控制規(guī)模、硬件結構和功能進行分類。PLC的工作過程可分為輸入處理、程序執(zhí)行和輸出處理三個階段。世界上的PLC產地有日本、美國和歐洲。

[關鍵詞]電氣自動控制；可編程序控制器；工作原理；產品簡介

[中圖分類號]TM921.5 [文獻標識碼]A

隨著社會、科技和經濟的發(fā)展，電氣系統(tǒng)規(guī)模日益增大，結構復雜程度也越來越高，這使得其對電氣自動化控制的要求日益增高。電氣自動化在工業(yè)生產應用越來越廣泛。PLC（Programmablc Logic Controller），即可編程序控制器，是一種結合了計算機編程技術和電氣控制技術的電子系統(tǒng)。它使用可以進行編程的電子儲存器，在內部進行邏輯運算、控制順序、數學運算等操作，并以數字模式進行輸入和輸出，對各種器械進行控制，在工業(yè)控制裝置中最為普及和廣泛。

1 PLC的分類

目前，PLC的種類繁多，在分類上并沒有嚴格的標準，一般可以按照控制規(guī)模、硬件結構和功能進行分類。

（1）按照控制規(guī)模分類。PLC的控制規(guī)模主要以控制開關量的點數計算，模擬的點數一般折算成開關量點數計算控制規(guī)模，一路可折算為8-16點。根據輸出/輸入點數的區(qū)別，0到數十點的為微型機，數十點到數百點的為小型機，數百點到數千點的為大型機，數千點到數萬點的為大型機，超過數萬點的為超大型機。

（2）按照硬件結構分類。由機架和單元構成的PLC稱為單元式PLC，其具有靈活性強的特點，可方便地組合、擴展，這種結構多應用于大中型PLC中。將各種功能原件集中在一個箱體中的PLC稱為整體式PLC，又稱為箱體式PLC，這種結果多應用于小型PLC或微型PLC。

（3）按照功能分類。根據PLC功能的高低，可將PLC分為高、中、低三檔。低檔機是可以實現基本功能和算術運算等功能的PLC。中檔機除可實現基本功能外，還能完成比較、遠程輸入/輸出、聯網等功能。高檔機一般可以進行高級數學運算，并能實現特殊函數運算等功能。

2 PLC的工作原理

PLC一般根據輸入信號的不同，利用循環(huán)掃描對控制要求進行處理，從而進行輸出。而整個工作過程可分為輸入處理、程序執(zhí)行和輸出處理等階段。PLC對程序的掃描一般為毫秒級，可以滿足工業(yè)生產中對電氣自動化控制的需要。

（1）輸入處理階段。PLC使用掃描對所有信號的通斷狀態(tài)進行讀入，并存入到輸入映像儲存器中。在輸入處理的采樣階段，中央處理器讀出各種狀態(tài)到映像區(qū)，使輸入信號與映像區(qū)一致，而其他時間內容不發(fā)生變化。由于可編程序控制器掃描周期為幾十毫秒，一般不會因為間隔產生誤差。

（2）程序執(zhí)行階段。在輸入處理完成后，中央處理器讀出各路信號狀態(tài)，根據一定順序對指令進行邏輯運算，最終將結果寫入映像寄存器內。

（3）輸出處理階段。程序執(zhí)行結束后，中央處理器將映像寄存器中的狀態(tài)寫入鎖存電路中，并對外部負載進行驅動。

3 PLC工作的特點

（1）操作簡單。一般的可編程序控制器體積不大、重量也較輕，安裝使用比較方便。PLC的連接非常簡單，對其編輯的過程與普通電路圖相同。在具體使用過程中，工作人員可以很快地對其操作方法進行掌握，通過對可編程序控制器基礎知識的學習，一般工作人員能夠熟練掌握可編程序控制器對電氣自動控制中計算機語言的編寫和使用方法。

（2）抗干擾能力強。PLC的線路一般都有拼比處理，空間輻射比較小，而是用隔離變壓器等方法可以抑制電源的干擾，通過將不同的技術融合到PLC技術中，可編程序控制器得以擁有較高的抗干擾能力，這使得可編程序控制器在一些干擾比較強的環(huán)境中也可以正常使用。

（3）安全可靠。使用PLC技術后，就無需再大量使用繼電器，因此，不會出現諸如接觸不良等安全問題。

4 PLC產品簡介

世界上有名的可編程序控制器產品多產自日本、美國和歐洲，而根據產地的不同，可編程序控制器產品可分為三大類，即日本產品、美國產品和歐洲產品。

（1）日本產品。日本的可編程序控制器技術引自美國，而不同于美國產品多為大中型產品，日本可編程序控制器產品主要為小型可編程序控制器產品，約占據了世界產量的70%。日本有多家公司都生產制造可編程序控制器產品，如三菱、東芝、歐姆龍等，三菱是進入中國市場比較早的可編程序控制器品牌，而歐姆龍的可編程序控制器產品規(guī)格相對更加齊全。

（2）美國產品。美國的可編程序控制器產品與歐洲的可編程序控制器產品相比差異很大，這是因為二者的技術是在沒有相互溝通的情況下，在相對獨立的狀態(tài)下研究開發(fā)出的。作為可編程序控制器的生產大國，據不完全統(tǒng)計，美國擁有可編程序控制器公司100余家。如通用公司、莫迪康公司、德州儀器公司、ABB公司等，而ABB公司占據了美國可編程序控制器市場約50%的最大份額，是美國最大的可編程序控制器制造商。通用公司的可編程序控制器產品系列相對更加齊全。

（3）歐洲產品。在歐洲，德國和法國是主要可編程序控制器產地。在德國的知名品牌有西門子、AEG等公司生產的PLC產品，法國的知名品牌有TE公司生產的PLC產品。西門子公司是歐洲主要的PLC生產公司，占據有相當大的市場份額。

5 結語

PLC技術在電氣自動控制中的運用，對國內電氣自動控制的發(fā)展起到了促進的作用。而電氣自動控制的持續(xù)發(fā)展，也有力地推進了PLC技術在工業(yè)生產領域的廣泛應用。相比于傳統(tǒng)技術，PLC技術具有反應速度快、操作簡單、功能完善、安全性高等特點，大幅提升了工作效率。

[參考文獻]

[1] 孫文浩.電氣自動化設備中可編程序控制器控制系統(tǒng)的應用[J].電子技術與軟件工程，2017（15）.

[2] 白剛.基于PLC的機械邏輯控制研究[J].民營科技，2017（08）.

[3] 羅園園，劉鑫.淺談PLC應用中的抗干擾[J].科技經濟導刊，2017（28）.