淺談PLC在自動化控制中的應用

孫巖 魏穎* 沈陽工學院信息與控制學院

1 PLC的概述

1.1 理念的提出

PLC是傳統的控制技術與微機技術相結合的產物，它是一種新型的控制技術，具有可靠性、靈活性特點。雖然PLC是程序編制，但它卻可以很好的利用微處理器的特點，使用簡單的續電器梯形圖指令，無需用計算機來進行語言編程。PLC的接線量相對較小，在工作過程中，這些線路通過軟件進行連接，并以邏輯代數的形式儲存在PLC儲存器中，若控制過程發生變化，僅需要對儲存器中的程序進行簡單修改即可。

1.2 產生及發展

早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實現邏輯控制。它最早由美國開發，當時的PLC技術只能夠進行順序控制，20世紀 70 年代中末期，可編程邏輯控制器進入實用化發展階段，計算機技術已全面引入可編程控制器中，使其功能發生了飛躍。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業抗干擾設計、模擬量運算、PID 功能及極高的性價比奠定了它在現代工業中的地位。20 世紀80 年代初，可編程邏輯控制器在先進工業國家中已獲得廣泛應用。

2 PLC的特點

2.1 應用范圍廣

PLC的編程簡單，所以操作人員無需花費大量的時間學習，現場調試相對簡單，通常無需拆卸硬件就能夠實現對系統能夠的調試或修改。PLC的組裝面積小，使用便捷，在繼電與供電系統中被廣泛的適用，例如控制柜的設備、裝置與鏈接等。

2.2 可靠性高

傳統的繼供電設備設計復雜，接線較多，因此在使用過程中常常會出現接觸不良等現象，PLC可以大幅度的降低接線數量，簡化系統內部結構，從而減少故障發生率。此外，PLC還具有較強的抗干擾性，能夠在干擾十分突出的施工現場使用。

3 PLC的設計與工作

3.1 可編程控制器設計原理

PLC的程序設計必須滿足系統中某一被控制對象的控制要求，在此基礎上盡可能的簡便易懂，以最大限度的降低成本。此外，PLC的設計應當滿足一定的接口性能，以便其未來的開發與拓展。合理的設計PLC系統的封裝性能，以確保其能夠應對日常的維修護理。

3.2 可編程控制器工作原理

當可編程邏輯控制器投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新三個階段。

輸入采樣階段，可編程邏輯控制器以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態和數據并將它們存入I/O映象區中的相應的單元內。用戶程序執行階段，可編程邏輯控制器總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序。當掃描用戶程序結束后，可編程邏輯控制器就進入輸出刷新階段。這時，才是可編程邏輯控制器的真正輸出。

4 PLC在電氣工程自動化控制中的應用

4.1 在順序控制中的應用

大多數企業將PLC作為順序控制器來使用，例如，對火力發電場飛灰與爐渣的清理與控制等。自動化控制系統對于企業的生產效率有著至關重要的影響，因此為了使該技術的性能提高，就必須對PLC進行科學合理的設計。PLC很好的與自動化系統結合在一起，形成遠程、現場傳感與主站層三個結構，實現了對系統的分層式控制。

4.2 在開關控制中的應用

PLC作為一種可編程存儲器，能夠將傳統的機械繼電器轉化為虛擬繼電器，使電氣工程的運作更加便捷。例如，常見的繼電器電路在進行通斷的過程中反應較慢，PLC很好的補充了這一弱點，實現開關的自動切換，且反應更加敏捷，很好的提升了系統的運作效率。

4.3 交通領域中PLC技術的應用

近年來，PLC技術被廣泛的運用于交通領域，鑒于交通運輸速度快、岔路多等特點，PLC內部的定時器資源可以得到有效的利用，交通信號燈是調節道路交通的重要設備，將PLC技術裝入通信設備，通過遠程控制系統實現對路面交通的控制，極大程度上減輕了人力管理負擔，使道路交通能夠統一調度，使線路的信號燈構成局域網，從而達到交通系統全天候機械自動化管理的效果。

結語：綜上所述，自PLC技術應用于電氣自動化系統后，使得系統制造成本大幅度降低，系統可靠性也得到了提高。PLC在未來具有很好的應用前景，但對于其他領域的技術控制上還有待提高，相關技術人員需要加大研究力度，使PLC能夠取得進一步發展。