芻議西門子PLC在電氣控制中的應用

王營

（大連智云自動化裝備股份有限公司，遼寧 大連 116000）

一、PLC可編程控制器技術的綜述

PLC可編程控制器全稱為Programmable Logic Controller（簡稱為PLC技術），是上世紀中期美國科學家對傳統的繼電器設備進行改造創新，研發推出了PLC可編程控制器，并在短時間內普遍被各個國家的不同行業領域推廣使用。PLC可編程控制器融合了互聯網信息傳播技術、通訊控制技術、信號處理技術和計算機數據處理技術，本質上是存儲器電氣設備具有了數據統計、計算和編程功能，根據操作人員輸入的指令，完成計算、統計、定時、順序排列、邏輯演示、信息存儲等任務，最終實現自動化控制和生產。PLC可編程控制器的推廣使用，提高了工業生產的效率，解放了人力資源，有利于企業盈利收益的提高。

數據統計和實踐證明，西門子PLC可編程控制器技術在電氣工程自動化系統中的應用，其工作原理是借助信號處理、通訊控制技術實施對機械設備的自動化操作。西門子PLC可編程控制器技術在電氣自動化系統中的推廣應用，提高了勞動生產效率，增加了盈利收益。

二、西門子PLC可編程控制器技術的特色與優勢

西門子PLC可編程控制器的特色優勢包括：

一是，質量輕和體積小。在各種類型的西門子PLC可編程控制器中，最小型的控制器能耗低，質量小于150克，控制器底部規格小于100毫米，便于安裝在電氣設備和電氣設施中，實現機電一體化控制。

二是，西門子PLC可編程控制器適用范圍廣。西門子PLC可編程控制器擁有杰出高效的計算功能和邏輯演示功能，被廣泛使用在位置控制和溫度控制等勞動生產活動中。

三是，西門子PLC可編程控制器不易受外界影響和干擾，運行較為穩定。西門子PLC可編程控制器融合了抗干擾工藝和電路集成工藝，其在工業生產中具有運行穩定的優勢，而被大規模廣泛投入使用。西門子PLC可編程控制器能夠對電氣設備故障實施分析和檢測，并在確認故障后，向自動化系統發出警告，同時還具有防范系統被盜寫、被篡改的防攻擊保護機制。

由于西門子PLC可編程控制器的不易受外界影響和干擾，適用范圍廣，質量輕和體積小，使用便于理解的計算機編程語言等優勢特色，被普遍使用在工業生產的電氣自動化系統應用控制中。

三、PLC可編程控制器技術的運行流程

現場信息的輸入：在系統軟件的控制下，按照順序對輸入點進行掃描，并讀取輸入點的狀態。程序的執行：對用戶程序中的指令按順序掃描，并根據輸入的狀態及指令進行邏輯性運算。

控制信號的輸出：根據以上邏輯運算的結果，輸出狀態寄存器向各個輸出點同時發出相應的信號，以實現所需的邏輯控制功能。以上過程完成后，再重新開始，并反復執行，每執行一次即完成一個掃描周期。

四、電氣工程自動化系統中PLC可編程控制器技術的應用

（一）開關量邏輯的控制

這是西門子PLC控制技術中最基本、最廣泛的應用領域。替代了傳統的繼電器電路，并同時實現順序控制及邏輯控制，既適用于單臺設備的控制，也可以應用于自動化流水線中，如生產線、組合機床、磨床、鏜床和龍門刨床等。

（二）控制模擬量

在實際工業生產過程中，會出現很多連續變化的物理量，如溫度、速度、流量、液位、壓力等模擬量。這些模擬量可通過數字量之間D/A轉換和A/D轉換得以實現，確保編程器對模擬量實現處理。

（三）集中式控制系統

集中式控制系統主要采用一臺功能較強大的西門子PLC監視系統、對多個設備進行控制，已形成“中央集中式”的計算機控制體系。在該項系統中，每個設備之間的連鎖、聯絡關系以及運行順序等都由中央西門子PLC來統一完成。可見，集中式控制系統比單機控制系統的成本低，更經濟實惠。但如果其中一個控制對象的程序需要做出改變，就要停止中央西門子PLC的控制，同時其他控制對象也隨之停止運行。

（四）分散控制系統

在分散控制系統中，每一個控制對象都需要設置一臺西門子PLC，每臺西門子PLC之間能通過信號的傳遞而產生內部響應、發令或連鎖等，或者可由上位機通過數據通信總線完成通信任務。分散控制系統中采取多臺機械生產線控制的方式，每條生產線之間都有數據相連接，由于每個控制對象都是由自身的西門子PLC來控制，所以如果某臺西門子PLC運行停止，對其他西門子PLC不會產生影響。

（五）運動控制

西門子PLC能夠對圓周運動或者直線運動進行控制。在控制機構的配置中，過去進行的為直接應用于傳感器及執行機構中，而現在則可以采取專用的運動控制模塊。例如多軸位置的控制模塊、伺服電機其單軸、可驅動步進電機等，西門子PLC可廣泛應用于機器人、機械、電梯、機床等多種場合。

（六）數據處理的應用

西門子PLC在數據處理過程中，具備數據傳送、數據轉換、數學運算、查表、排序及操作等功能，并完成對數據的采集、分析與處理。這些數據可以與存儲于存儲器中的數據同時具備參考價值，并完成控制操作。另外，這些數據也可以通過通信功能的實現而傳輸到智能裝置中，或者打印成表。

五、結論

綜上所述，西門子PLC可編程控制器在工業生產電氣自動化系統控制中的應用，提高了工業生產的效率和質量，有利于保證電氣自動化系統的可靠、安全運行。作為電氣系統設計人員應樹立科學的電氣設計意識理念，對 PLC可編程控制器的工作環境全面分析，結合不同情況和不同需求，優化西門子PLC可編程控制器設計方案，保證PLC可編程控制器無故障、安全工作運行，為企業生產與發展做出有益貢獻。