PLC技术在电机基本控制电路中的有效应用

杨阳

（华北水利水电大学 电力学院，河南 郑州450011）

伴随着控制技术、微电子技术及信息技术的不断发展，可编程逻辑控制器（PLC）技术也得到了飞速发展。该技术具有较高可靠性、较强扩展性、较广适用性及简单使用等优点，在各领域均得到了广泛应用。电机在工业生产中具有重要作用，其安全运行需要依靠相关控制系统进行控制。长期以来，电机基本电路的控制采用传统控制系统，由于包含有多种独立元件，加上控制线路较为复杂，致使电机运行的安全性较低，影响工业的正常生产。为此，应用PLC技术能够较好的解决这一问题，大大的提高电机运行的安全性，确保工业安全生产。

1 PLC技术概述

PLC（ProgrammableLogicController，）即为可编程逻辑控制器，是一种数字运算操作的电子系统。PLC包含了电源和中央处理单元（CPU）以及存储器、输入输出接口电路和多种功能模块等，是一种专用于工业控制的计算机，主要代替继电器来实现逻辑控制[1]。其中中央处理器是PLC的核心，其主要任务是从编程器中键入用户所需要的程序及数据，对其进行发送及存储，并通过输入或输出设备对现场的数据及状态进行接收，常用的中央处理器有单片微处理器及通用微处理器；存储器包括用户存储器及系统存储器，用户存储器用来存放根据具体任务编写的PLC程序及用户程序中的数值数据及状态变量，系统存储器则存放系统程序，用户不能随意更改；输入或输出接口分别接受及采集开关量输入信号或模拟信号（传感器、电位器及形成开关等）、连接被控对象中的各个执行元件（电机、电磁阀等）。在不同的工业自动化领域中PLC技术具有不同的优势和特征，从该技术的本身来说，其主要具有编程简单、抗干扰能力强、使用方便、适应性以及安装、设计、维护的方便性较传统控制技术更好等优势，各模块有运行和故障指示装置及自检功能，在恶劣工业环境下能保持较稳定性能稳定的优点，且便于维修，价格相对较低。

PLC技术是面向普通电气工程技术人员进行设计的，因而使用的是非常容易掌握的梯形图语言，梯形图语言是在继电器控制的表达方式基础上发展起来的，同时兼顾了工业企业员工在读图和微机应用上的习惯，具有直观易学的特点，只需简单的培训就可基本掌握编程技术，节省了企业培训成本；对于环境恶劣地区，传统技术下如果连续工作，容易出现故障时间，且修复时间较长。该技术可以适应各种恶劣环境，提高了系统运行的可靠性；PLC型号各异，种类繁多，但是具有明显的系列化和模块化特征，同时具备各种软件，因而用户可以根据实际需要灵活组合，只需要在端子上接入需要的输入和输出信号；和传统继电器控制系统利用硬接线装配比较，采用了微电子技术和计算机技术，因而只需要对其中的相关接线端子进行改动，就可以满足新的生产工艺的需要，具有更好的适应性以及安装、设计、维护的方便性。

2 电机基本控制电路中PLC技术的有效应用

电机电路设计控制中PLC技术的应用主要体现在以下几方面：首先，过程控制。即是闭环控制量、压力及温度等控制，依靠编写控制算法程序进而实现闭环控制，该控制在化工、锅炉及热处理中得到了有效应用。其次，开关量控制。主要用于单台及多集群流水线，如组合机床、印刷机等。最后，运动控制。即实现直线运动或者圆周运动的相关控制。到目前为止，主要应用在机械及机床等。运动控制又分为双速电机的两地控制、三相异步电动机的控制中。

双速电机的两地控制：在实际的生产过程中，大多要求机械设备输出多种速度，常采用的办法就是单速电动机配上机械变速系统。如果对速度进行调节时，则可采用多速交流电动机。

三相异步电动机的控制：在以往的电动机正反转控制电路中，通常是利用对调接入电动机的三相电源进线中的任意两根的方法来实现反转，即利用二个接触器来实现正反转控制，形成一个继电器控制系统。而可编程序控制器(PLC)技术的使用的是与继电器电路图 箱底度较高的梯形图语言。对以往的电动机正反转控制电路来说，其中的继电器电路图是硬件电路图。因此，在应用可编程序控制器(PLC)技术的时候，实际的继电器电路图需要由PLC的外部接线图和具体的梯形图来予以代替。其具体设计如下：

将PLC假设为一个控制箱，利用分析继电器电路图的方法来分析基于PLC技术的控制系统。那么，整个控制箱的外部接线便可以用PLC的外部接线图来表示。而具体的梯形图则可以看做是整个控制箱的内部“线路图”，控制箱与外部世界联系的“接口继电器”便可以用梯形图中的具体输入位和输出位来表示。

（1）输入和输出。首先，我们要确定PLC的输入信号和输出负载。基于PLC技术，交流接触器和电磁阀 的线圈则位于PLC的输出端，按钮和操作、行程开关，以及接近开关等为PLC提供一定的数字量输入信号。在PLC的内部还有存储器位和定时器，可以实现中间继电器和时间继电器的相关功，但与PLC的输入、输出位没有关系。

（2）硬件组装。在确定了PLC的输入信号和输出负载之后，还要对PLC的CPU模块的具体型号进行选择，并选择合适的各个模块，例如电源模块和数字量输入、输出模块等。选择完毕后，还要对硬件予以组态和安装。

（3）PLC的外部接线图。确定PLC各数字量输入信号和输出负载所对应的输入和输出位的具体地址，画出PLC的外部接线图。此处需要注意对硬件予以适当的保护，因此需要实现输出继电器线圈的互锁。

（4）得出梯形图。根据所设计的设备的具体功能与需求画出PLC梯形图，然后进行解析，就可以得到编程程序代码。

3 结语

综上所述，PLC的功能较为强大、完善，可实现灵活的组合，具有十分明显的应用优势。在电机基本控制电路设计中采用该技术，可显著提高控制系统的可靠性，保障工业生产安全、高效运行，最终提高工业的经济效益。

[1]王玉婷.电机基本控制电路中PLC 应用及程序设计[J].中国科技纵横，2013,(11):25-26.

[2]闫肃,谌海云,杜振华等.基于PLC 的直流电机转速控制系统设计[J].自动化与仪器仪表,2013,(6):63-65.