主页 > 技术文章 > 浅谈PLC可编程序控制器在电气设备中作用 2024-10-26

浅谈PLC可编程序控制器在电气设备中作用

摘要：在我国经济快速发展的推动下，很多的行业都有了非常明显的变化，经济在发展过程中对能源的需求量也出现了不断增多的情况，因此，要保证能源的供应，对电气控制要进行重视。电能是经济社会发展的能源保障，将先进的计算机技术在其中进行应用，能够获得更好的效果。PLC可编程序控制器是以计算机微处理器作为基础的，对计算机应用技术、通讯技术以及自动控制技术进行综合，能够更好的开发出应用控制器。PLC可编程序控制器虽然是一种非常复杂的微处理器，但是，在实际的应用中，对微处理器的内部结构不必进行了解。将PLC可编程序控制器应用到电气控制系统中，这样能够更好的体现控制器的优越性能，同时，控制器自身是具备很好的抗干扰能力和自诊断功能，因此，能够更好的提高电气控制系统的可靠性，对电气系统中出现的继电器以及接触器常见故障能够很好的解决，使其经过调试能够进行长期的使用。对可编程序控制器的使用特点以及工作过程进行很好的分析，能够对电气控制中出现的问题进行更好的解决，这样也能促进我国电力企业获得更好的发展。
PLC可编程序控制器主要以计算机的微处理器为基础，综合计算机的应用技术、通讯技术以及自动控制技术而发展起来的一种通用控制器。虽然PLC由较为复杂的微处理器组成，但是在实际应用过程中，完全不必了解微处理器的内部结构。最初，PLC还仅是作为继电器接触器控制系统的替代品，而自从进入电气控制系统领域后，凸显了其独有的优越性，以其自身强大的抗干扰能力、自诊断功能等，提高了电气控制系统的可靠性，基本解决了普通继电器及接触器中常见的故障问题，经过调试后可长期安全可靠地运行。本文将对PLC的特点、基本工作过程、在电气控制中的应用等问题进行分析与阐述。

一、PLC可编程序控制器的特点：
　　1.1 体积小、重量轻
　　超小型的PLC底部尺寸＜100mm，重量＜150g，其功耗仅为数瓦。由于其体积小，很容易装入机械中，便于机电一体化的实现。
　　1.2 实用性普遍
　　PLC可适用于各种规模的电气控制场合，除了基本的逻辑处理功能之外，当前大多PLC具有数据运算能力，并可应用于数字控制领域中。近年来，PLC的功能日益完善，PLC的应用已经普遍到温度控制、位置控制及CNC等多个控制领域。
　　1.3 抗干扰能力强
　　由于PLC采用了现代化的大规模集成电路技术，在内部电路、生产工艺等方面均采取先进的抗干扰处理技术，具有较高的可靠性。另外，PLC还自备硬件故障自动检测功能，一旦出现故障即可发出警报。在软件应用中，应用者还可编入外围器件的自诊断故障程序，让系统中出了PLC之外的电路与设备也能获得自我保护功能。
　　1.4 应用简单、普遍：
　　PLC作为直接面向企业的工控设备，具有接口容易、编程语言易于被工程技术人员接受并理解等特点，尤其图形符号及梯形图语言、表达方式等与继电器电路图基本类似，只需通过PLC的少量开关量逻辑控制指令就能熟练实现在电气控制中的应用。
　　1.5 维护与改造方便:
　　PLC通过存储逻辑替代了接线逻辑，减少了控制设备外在的接线，极大减少了控制系统设计和建造的时间，为后期维护提供了方便，同时程序较易改变，可极快应用于生产过程的改变。
二、PLC可编程序控制的基本工作过程：
　　PLC及相关外围设备的设计原则应满足“与工业控制系统为一个整体、方便功能扩展”，所有的电气控制系统的实现都是根据工艺要求，最终提高生产效率及产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应满足被控对象的基本要求，并对实际工作现场进行研究、收集资料，并实现设计人员与操作人员的密切配合，共同拟定可操作方案，对可能潜在的问题进行共同分析、共同解决。并在满足各方控制要求的前提下，考虑控制系统的简单性与经济性，方便后期的使用及维修，并确保电气控制的安全性、稳定性。PLC在电气控制中的基本工作过程为：
　　（1）现场信息的输入：在系统软件的控制下，按照顺序对输入点进行扫描，并读取输入点的状态。
　　（2）程序的执行：对用户程序中的指令按顺序扫描，并根据输入的状态及指令进行逻辑性运算。
　　（3）控制信号的输出：根据以上逻辑运算的结果，输出状态寄存器向各个输出点同时发出相应的信号，以实现所需的逻辑控制功能。
以上过程完成后，再重新开始，并反复执行，每执行一次即完成一个扫描周期。在实际应用时，很多机械设备的工作流程可分为一系列不断重复的顺序动作，而PLC的工作程序恰与其相似，因此PLC程序能很好地与机器动作相对应，且程序的编制简单、直观，易于修改，减少了开发软件的费用，并缩短软件开发周期。
三、PLC可编程序控制器在电气控制中的应用：
　　3.1 开关量逻辑的控制：
　　这是PLC控制技术中最基本、最广泛的应用领域。替代了传统的继电器电路，并同时实现顺序控制及逻辑控制，既适用于单台设备的控制，也可以应用于自动化流水线中，如生产线、组合机床、磨床、镗床和龙门刨床等。
　　3.2 控制模拟量：
　　在实际工业生产过程中，会出现很多连续变化的物理量，如温度、速度、流量、液位、压力等模拟量。这些模拟量可通过数字量之间D/A转换和A/D转换得以实现，确保编程器对模拟量实现处理。
　　3.3 集中式控制系统：
　　集中式控制系统主要采用一台功能较强大的PLC监视系统、对多个设备进行控制，已形成“中央集中式”的计算机控制体系。在该项系统中，每个设备之间的连锁、联络关系以及运行顺序等都由中央PLC来统一完成。可见，集中式控制系统比单机控制系统的成本低，更经济实惠。但如果其中一个控制对象的程序需要做出改变，就要停止中央PLC的控制，同时其他控制对象也随之停止运行。
　　3.4 分散控制系统：
　　在分散控制系统中，每一个控制对象都需要设置一台PLC，每台PLC之间能通过信号的传递而产生内部响应、发令或连锁等，或者可由上位机通过数据通信总线完成通信任务。分散控制系统中采取多台机械生产线控制的方式，每条生产线之间都有数据相连接，由于每个控制对象都是由自身的PLC来控制，所以如果某台PLC运行停止，对其他PLC不会产生影响。随着技术的不断进步，目前可由PLC承担底层的控制任务，通过网络连接，将PLC和过程控制二者结合。
　　3.5 运动控制：
　　PLC能够对圆周运动或者直线运动进行控制。在控制机构的配置中，过去进行的为直接应用于传感器及执行机构中，而现在则可以采取专用的运动控制模块。例如多轴位置的控制模块、伺服电机其单轴、可驱动步进电机等，PLC可广泛应用于机器人、机械、电梯、机床等多种场合。
　　3.6 数据处理的应用：
　　PLC在数据处理过程中，具备数据传送、数据转换、数学运算、查表、排序及操作等功能，并完成对数据的采集、分析与处理。这些数据可以与存储于存储器中的数据同时具备参考价值，并完成控制操作。另外，这些数据也可以通过通信功能的实现而传输到智能装置中，或者打印成表。目前数据处理多应用于大型控制系统中，如过程控制系统、柔性制造系统等。
四、结束语：由上可见，在指定范围内，PLC可编程序控制器的应用效果非常好，同时性价比也非常高，而且，其在应用过程中具有很强的适应能力，在可靠性方面效果也非常好，在使用的时候非常的方便，这样能够更好的将其应用到自动化控制领域中。PLC可编程序控制器在成本方面出现了不断下降的情况，同时，在功能方面不断完善，因此，也慢慢成为了工业企业生产的重要设备。

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