摘 要： 可編程序控制器具有編程簡單、功能完善、實用性強、可靠性高、抗干擾能力強、體積小、重量輕、功耗低等特點，目前廣泛應(yīng)用于工業(yè)電氣控制中。本文闡述了可編程序控制器的工作過程、運作方式，分析了可編程序控制器在電氣控制電路中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 可編程序控制器 電氣控制電路 應(yīng)用

可編程序控制器（簡稱PLC）是在計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的自動控制裝置，具有功能強、可靠性高、使用靈活方便、易編程等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于機械制造、電力、交通、建筑等行業(yè)。近年來，可編程技術(shù)在工業(yè)自動化、機電一體化、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)改造等方面的應(yīng)用越來越廣泛，成為現(xiàn)代工業(yè)的三大支柱之一。

一、PLC的基本工作過程

設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時，要根據(jù)被控對象的要求，通過到現(xiàn)場研究、收集資料、設(shè)計人員與操作人員的密切配合，共同擬訂方案，提出存在的問題共同分析、解決，考慮到控制系統(tǒng)的簡單性與經(jīng)濟性，以及后期的使用及維修因素，確保電氣控制系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性[1]。PLC的基本工作過程如下：一是控制信號的輸入AiwfVfbWFfoJojuiHBbHb+ypE+sJKrzuwXf+Gs5jviQ=。按照順序?qū)斎朦c進行掃描，并將輸入點的狀態(tài)讀到輸入繼電器中。二是程序的執(zhí)行。CPU按照從上到下、從左到右的順序?qū)Τ绦蜻M行掃描，結(jié)合輸入的狀態(tài)進行邏輯運算。三是控制信號的輸出。將程序運行過程中產(chǎn)生是結(jié)果保存到輸出狀態(tài)寄存器，經(jīng)過輸出端向外輸出，實現(xiàn)控制設(shè)備的功能。在整個過程執(zhí)行完后，再重新開始，并反復(fù)執(zhí)行，每執(zhí)行一次過程稱一個掃描周期。在實際應(yīng)用中，多數(shù)機械設(shè)備的工作流程可分為一系列不斷重復(fù)的順序動作，而PLC的工作程序與其相似，所以PLC程序能夠很好地與機器動作對應(yīng)。

二、PLC內(nèi)部運作方式

在繪制PLC梯形圖時，經(jīng)常會用到許多繼電器、計時器與計數(shù)器，這些“器件”在PLC內(nèi)部是不存在的，PLC內(nèi)部實現(xiàn)的是程序的運行，將狀態(tài)保存到存儲器中，經(jīng)過輸出元件連接到外部機械裝置。這種方法能夠最大限度地減少控制器占用的空間。PLC掃描階梯圖的方式是先將階梯圖程式碼以掃描方式讀入CPU中并最后執(zhí)行控制運作。整個的掃描過程分為三部分：一是輸入狀態(tài)檢查。首先檢查輸入端元件連接的開關(guān)或傳感器狀態(tài)，將其狀態(tài)寫入內(nèi)存中。二是程式執(zhí)行。CPU逐行掃描梯形指令，將需要的輸入點狀態(tài)從內(nèi)存中取出。三是輸出狀態(tài)更新。將程序運行結(jié)果輸出，輸出狀態(tài)更新到PLC輸出部接點，并重回步驟一。

這三個步驟稱為PLC的掃描周期，完成掃描周期的時間稱為PLC的反應(yīng)時間，如果PLC輸入信號的時間小于反應(yīng)時間，那么有可能產(chǎn)生誤讀。所以在下一次程序執(zhí)行前，輸出與輸入狀態(tài)會被更新一次[2]。

三、PLC在電氣控制電路中的應(yīng)用

1.開關(guān)量和模擬量的控制。PLC控制技術(shù)替代了傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)順序控制及邏輯控制，既適用于單臺設(shè)備的控制，又適用于自動化流水線中，如生產(chǎn)線、組合機床、磨床等。在實際生產(chǎn)過程中，會出現(xiàn)很多連續(xù)變化的物理量，如溫度、速度、流量等模擬量，這些模擬量通過數(shù)字量之間的D/A轉(zhuǎn)換和A/D轉(zhuǎn)換得以實現(xiàn)，確保編程器對模擬量進行處理[3]。

2.集中式控制系統(tǒng)。集中式控制系統(tǒng)主要采用一臺功能較強大的PLC監(jiān)視系統(tǒng)、對多臺設(shè)備進行控制，不同設(shè)備之間的連鎖、聯(lián)絡(luò)關(guān)系及運行順序等都由中央PLC來統(tǒng)一完成。集中式控制系統(tǒng)與單機控制系統(tǒng)相比，成本低、經(jīng)濟實惠。如果改變一個控制對象的程序，就要停止中央PLC的控制，同時停止其他控制對象的運行。

3.分散控制系統(tǒng)。在分散控制系統(tǒng)中，每一個控制對象都設(shè)置一臺PLC，每臺PLC之間能通過信號的傳遞產(chǎn)生內(nèi)部響應(yīng)或連鎖等，或者由上位機通過數(shù)據(jù)通信總線實現(xiàn)通信任務(wù)。分散控制系統(tǒng)采取多臺機械生產(chǎn)線控制方式，生產(chǎn)線之間都有數(shù)據(jù)相連接，因為每個控制對象都由自身的PLC來控制，所以如果某臺PLC停止，其他PLC不會受到影響。

4.運動控制和數(shù)據(jù)處理。在控制機構(gòu)的配置中，過去多采用直接應(yīng)用于傳感器及執(zhí)行機構(gòu)的配置，而現(xiàn)在可以采用專用的運動控制模塊。例如伺服電機其單軸、可驅(qū)動步進電機等，PLC可廣泛應(yīng)用于機器人、機械、電梯等場合。

在數(shù)據(jù)處理過程中，PLC具備數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)學(xué)運算、查表、排序及操作等功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集、分析與處理。這些數(shù)據(jù)與存儲器中的數(shù)據(jù)都具備參考價值并完成控制操作。另外，這些數(shù)據(jù)也可以實現(xiàn)通過通信功能傳輸?shù)街悄苎b置中。當(dāng)前數(shù)據(jù)處理常應(yīng)用于大型控制系統(tǒng)，如過程控制系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)等[4]。

可編程序控制器（PLC）具有適應(yīng)性強、可靠性高、使用方便等特點，加上性能高、價格相對合理，廣泛應(yīng)用于電氣自動化控制領(lǐng)域。當(dāng)前可編程序控制器的制造成本不斷下降、功能不斷加強，已成為工業(yè)企業(yè)電氣控制中的首選設(shè)備。

參考文獻：

[1]張希川.臺達ES/EX/SS系列PLC應(yīng)用技術(shù)[J].中國電力出版社，2009.

[2]金廣業(yè).可編程序控制器在我國的發(fā)展和應(yīng)用[J].自動化博覽，2004，3.

[3]陳新欣，鄧錦熾.開放式可編程控制器的設(shè)計[J].微型機與應(yīng)用，2011，5.

[4]廖常初.可編程序控制應(yīng)用技術(shù)[M].重慶大學(xué)出版社，2002.