电气自动控制中的PLC技术研究

武利锋

[摘 要]PLC，即可编程序控制器，作为一种结合了编程技术和电气控制技术的新型技术，在工业生产中的应用越来越广泛。PLC可以按照控制规模、硬件结构和功能进行分类。PLC的工作过程可分为输入处理、程序执行和输出处理三个阶段。世界上的PLC产地有日本、美国和欧洲。

[关键词]电气自动控制；可编程序控制器；工作原理；产品简介

[中图分类号]TM921.5 [文献标识码]A

随着社会、科技和经济的发展，电气系统规模日益增大，结构复杂程度也越来越高，这使得其对电气自动化控制的要求日益增高。电气自动化在工业生产应用越来越广泛。PLC（Programmablc Logic Controller），即可编程序控制器，是一种结合了计算机编程技术和电气控制技术的电子系统。它使用可以进行编程的电子储存器，在内部进行逻辑运算、控制顺序、数学运算等操作，并以数字模式进行输入和输出，对各种器械进行控制，在工业控制装置中最为普及和广泛。

1 PLC的分类

目前，PLC的种类繁多，在分类上并没有严格的标准，一般可以按照控制规模、硬件结构和功能进行分类。

（1）按照控制规模分类。PLC的控制规模主要以控制开关量的点数计算，模拟的点数一般折算成开关量点数计算控制规模，一路可折算为8-16点。根据输出/输入点数的区别，0到数十点的为微型机，数十点到数百点的为小型机，数百点到数千点的为大型机，数千点到数万点的为大型机，超过数万点的为超大型机。

（2）按照硬件结构分类。由机架和单元构成的PLC称为单元式PLC，其具有灵活性强的特点，可方便地组合、扩展，这种结构多应用于大中型PLC中。将各种功能原件集中在一个箱体中的PLC称为整体式PLC，又称为箱体式PLC，这种结果多应用于小型PLC或微型PLC。

（3）按照功能分类。根据PLC功能的高低，可将PLC分为高、中、低三档。低档机是可以实现基本功能和算术运算等功能的PLC。中档机除可实现基本功能外，还能完成比较、远程输入/输出、联网等功能。高档机一般可以进行高级数学运算，并能实现特殊函数运算等功能。

2 PLC的工作原理

PLC一般根据输入信号的不同，利用循环扫描对控制要求进行处理，从而进行输出。而整个工作过程可分为输入处理、程序执行和输出处理等阶段。PLC对程序的扫描一般为毫秒级，可以满足工业生产中对电气自动化控制的需要。

（1）输入处理阶段。PLC使用扫描对所有信号的通断状态进行读入，并存入到输入映像储存器中。在输入处理的采样阶段，中央处理器读出各种状态到映像区，使输入信号与映像区一致，而其他时间内容不发生变化。由于可编程序控制器扫描周期为几十毫秒，一般不会因为间隔产生误差。

（2）程序执行阶段。在输入处理完成后，中央处理器读出各路信号状态，根据一定顺序对指令进行逻辑运算，最终将结果写入映像寄存器内。

（3）输出处理阶段。程序执行结束后，中央处理器将映像寄存器中的状态写入锁存电路中，并对外部负载进行驱动。

3 PLC工作的特点

（1）操作简单。一般的可编程序控制器体积不大、重量也较轻，安装使用比较方便。PLC的连接非常简单，对其编辑的过程与普通电路图相同。在具体使用过程中，工作人员可以很快地对其操作方法进行掌握，通过对可编程序控制器基础知识的学习，一般工作人员能够熟练掌握可编程序控制器对电气自动控制中计算机语言的编写和使用方法。

（2）抗干扰能力强。PLC的线路一般都有拼比处理，空间辐射比较小，而是用隔离变压器等方法可以抑制电源的干扰，通过将不同的技术融合到PLC技术中，可编程序控制器得以拥有较高的抗干扰能力，这使得可编程序控制器在一些干扰比较强的环境中也可以正常使用。

（3）安全可靠。使用PLC技术后，就无需再大量使用继电器，因此，不会出现诸如接触不良等安全问题。

4 PLC产品简介

世界上有名的可编程序控制器产品多產自日本、美国和欧洲，而根据产地的不同，可编程序控制器产品可分为三大类，即日本产品、美国产品和欧洲产品。

（1）日本产品。日本的可编程序控制器技术引自美国，而不同于美国产品多为大中型产品，日本可编程序控制器产品主要为小型可编程序控制器产品，约占据了世界产量的70%。日本有多家公司都生产制造可编程序控制器产品，如三菱、东芝、欧姆龙等，三菱是进入中国市场比较早的可编程序控制器品牌，而欧姆龙的可编程序控制器产品规格相对更加齐全。

（2）美国产品。美国的可编程序控制器产品与欧洲的可编程序控制器产品相比差异很大，这是因为二者的技术是在没有相互沟通的情况下，在相对独立的状态下研究开发出的。作为可编程序控制器的生产大国，据不完全统计，美国拥有可编程序控制器公司100余家。如通用公司、莫迪康公司、德州仪器公司、ABB公司等，而ABB公司占据了美国可编程序控制器市场约50%的最大份额，是美国最大的可编程序控制器制造商。通用公司的可编程序控制器产品系列相对更加齐全。

（3）欧洲产品。在欧洲，德国和法国是主要可编程序控制器产地。在德国的知名品牌有西门子、AEG等公司生产的PLC产品，法国的知名品牌有TE公司生产的PLC产品。西门子公司是欧洲主要的PLC生产公司，占据有相当大的市场份额。

5 结语

PLC技术在电气自动控制中的运用，对国内电气自动控制的发展起到了促进的作用。而电气自动控制的持续发展，也有力地推进了PLC技术在工业生产领域的广泛应用。相比于传统技术，PLC技术具有反应速度快、操作简单、功能完善、安全性高等特点，大幅提升了工作效率。

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