電氣控制中可編程序控制器的應用研究

龐勇偉

摘要：隨著電子信息技術的快速發展，在電氣自動化控制領域，可編程控制器（PLC）技術得到廣泛應用。PLC技術在電氣自動化控制中應用具有巨大優勢，對于運行中電氣自動化設備的安全性和可靠性起到明顯的提高作用，推動電子自動化控制向更高層次發展。本文結合工作實際，從可編程控制器（PLC）的概述入手，分析PLC在電氣控制中的應用，并進一步分析PLC在電氣自動化控制中應用的未來發展趨勢。

關鍵詞：電氣控制;PLC自動化

1.可編程序控制器（PLC）概述

（1）可編程序控制器特點

PLC主要以計算機微處理器為基礎，并融了通訊技術、計算機應用技術、自動控制技術，具有較強的抗干擾能力和自診斷能力，對電氣自動化控制具有極高的應用價值。通可編程序控制器（PLC）本身來看，其體積小，重量輕，容易裝入機器中，實現機電設備一體化。PLC具有實用性普遍的特點，其除了基本的邏輯處理功能外，還具有強大的數據運算能力，這使其能夠廣泛應用與電氣控制領域。PLC還具有較高的抗干擾能力，采用了先進的抗干擾處理技術。此外，PLC還具有應用簡單、容易、普遍的特點，而且維護與改造也十分方便。

（2）可編程序控制器基本工作過程

在電氣自動化控制領域，可編程序控制器（PLC）需要先結合實際工作現場的調研，以及設計要求擬定可操作方案，并著重考慮系統的經濟性、安全性、穩定性和簡單性，要便于后期使用與維護。PLC在電氣控制中的工作過程為：

其一，現場信息輸入，對輸入點按順序掃描，并讀取輸入點狀態;其二，程序的執行，按順序掃描用戶程序中的指令，并對指令進行邏輯運算;其三，控制信號輸出，結合邏輯運算結果，輸出狀態寄存器向各個輸出點同時發出相應信號，實現邏輯控制功能。在電氣控制工作實踐中，機械設備的工作流程往往是重復PLC工作過程，每執行一次即完成一個掃描周期。

2.可編程序控制器在電氣控制中的應用

（1）控制順序與系統順序化控制

PLC運用于電氣工程順序控制領域，是系統控制的基礎環節。PLC實現了無人操控和電氣設備的自動化，而且其控制精準，在邏輯控制、監控和報警功能上作用突出。工程實踐來看，電氣自動化系統運行時間越長，能耗越大，對應的生產成本越大，而PLC技術可實現對電氣設備自動化運行順序的有效控制，比如對開關及開關量的有效控制等，進而最大限度的提高電氣設備自動化系統運行效率。在電氣控制自動化系統的順序控制實踐中，為最大限度的發揮PLC順序控制的作用，還需要對自動化系統進行必要的整合優化，避免控制順序混亂。

（2）開關控制與控制模擬量

相對于傳統的開關量控制技術，PLC技術則表現出明顯的優勢。傳統的電磁性繼電器控制操作復雜，可靠性與穩定性受到外界因素影響較大，而PLC則依靠計算機技術融合了通信技術與繼電器技術，實現對開關及開關量的自動控制。PLC技術在控制開關量時，虛擬繼電器的反應時間極短，進而PLC對開關的控制反應時間也可忽略不計，進而減少對機器的損害。PLC開關量邏輯的控制，既適用于單臺設備控制，也適用于自動化流水線。在實際生產中，會出現很多連續變化的物理模擬量，而PLC技術則可將這些模擬量實現D/A轉換和A/D轉換，確保編程器對模擬量實現處理。

（3）集中式控制與分散控制

集中式控制主要是利用了PLC技術強大的控制功能，在一臺功能強大的PLC監視系統中對多個設備進行控制。在集中控制模式下，PLC監視系統屬于“中央集中式”計算機控制體系，電氣系統中每個設備間的聯絡關系與運行順序有中央PLC統一完成。集中式控制具有成本低、集中控制、經濟實惠等優點，但如果系統中某個程序需要改變，就需要停止中央PLC的控制，而其控制的整個系統也需要停止運行。

分散控制則是在整個電氣系統中，每個控制對象都有對應的一臺PLC，每臺PLC間通過信號傳遞產生內部響應、發令或連鎖等，或由上位機通過數據通信總線完成通信任務。在分散控制模式下，每條生產線均有對應的PLC控制，如果某條生產線或PLC停止工作，其他PLC不受影響。

（4）運動控制

在電氣自動化控制中，PLC能夠實現對圓周運動或者直線運動的控制。在控制機構的配置中，PLC的運動控制能夠采取專用運動控制模塊，實現對設備的專門控制，比如多軸位置的控制模塊、可驅動步進電機等。此外，PLC運動控制的應用范圍也十分廣泛，比如機床、電梯、機械、機器人等，都可運用PLC技術實現運動控制。

（5）數據處理

PLC不僅能夠實現對電氣自動化系統的智能控制，而且還能夠對系統的相關數據進行處理。PLC在數據處理過程中擁有多項功能，比如數學運算、數據轉換、數據傳送、排序、查表以及操作等，在這個過程中，PLC還能夠對數據進行采集、分析與處理。PLC采集的系統數據能夠通過通信功能傳輸到智能裝置，或打印成表。

3.PLC在電器控制中的應用趨勢

從目前PLC技術在電氣控制系統中的實踐運用來看，其能夠實現眾多控制功能，比如自動控制、位置檢測、速度控制、安全與保護等。在電氣自動化設備切換控制、開關量控制、閉環控制、調速器控制、順序控制中，PLC技術均發揮了巨大的作用。在未來的發展中，可編程控制器（PLC）經過不斷的研究改良，以及新功能的研發，其應用電氣控制中后，電氣設備產品的功能也會日趨完善。并且隨著電氣控制領域對電氣設備要求的多樣化發展，PLC種類與規格也會越來越齊全。未來PLC技術在電氣設備中的應用發展方向，將會是通訊工具的完整以及操作界面的便捷化和人性化，甚至自動化控制的核心技術也可以運用編程控制器來決定。