机械电气控制装置中的PLC的应用
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摘 要：本文介绍了PLC的组成结构基本特点以及优势，对我国机械电气控制现状进行分析，最后多方面分析了PLC在电气控制系统中的应用。
关键词：PLC 电气控制系统 控制器 自动化
可编程控制器就是我们常说的PLC，以计算机微处理器作为运行平台，通过对通信技术、计算机应用技术以及自动控制等相关技术的综合运用所形成的一种控制器，具有比较强的通用性。PLC内部的微处理器非常复杂，但在运用过程中，即便是对微处理器内部构造不是很了解的人也可以有效的将其应用到实际运行过程中，由此可见PLC的超强适应性。PLC最初主要是作为继电控制系统的代替品得到应用，随后其应用范围变得日益广泛。凭借自身的自诊功能以及超强的抗干扰能力，PLC逐渐在电气控制系统中也得到应用并改善了系统的安全可靠性，刺痛的常见故障也由于PLC的应用而得到有效控制。
一、PLC概述
1.PLC的组成结构
存储器、输入输出接口、CPU、电源以及外设备编程器等部分构成是PLC的主要组成部分，其各部分通过控制总线、数据总线等连接成一个整体。PLC的外部通过一定的配置设备和合适的控制策略来构成一个完整的控制系统。根据结构，PLC有模块式和固定式两种。
2.PLC的基本特点
2.1重量较轻，体积比较小
一般的PLC控制器体积都比较小，有些PLC的底部尺寸甚至小于100mm，重量也普遍在150g以下，功耗也比较低，因此PLC的安装较为方便。
2.2实用性高
PLC可以应用于各种不同规模的电气控制系统中，并且还具有逻辑功能与数据运算能力。在最近几年的研究中，PLC又增加了很多新的功能，并逐渐应用到了温度以及位置控制领域。
2.3抗干扰能力比较强
由于PLC系统中所采用的集成电路技术比较先进，因此其抗干扰能力也比较强。另外，PLC具备自动检测硬件故障的功能，当系统出现故障时会自动发出警报信号。
3.PLC的优势
PLC是一种工业专用的控制器，采用的是数字运算操作系统，PLC的内部储存器具有储存可编程序的功能，还可以执行系统发布的布尔运算、逻辑运算、过程控制、定时计数、通信控制、运动控制等指令，然后通过模拟信号以及数字信号的输入与输出对机械生产过程进行控制。PLC采用的是模块组合的形式，因此系统可以灵活搭配，并且有着可靠性强、柔性好、编程语言简单易读、抗干扰能力较强等优点。PLC出现故障以后还可以进行在线维修，因此在开关逻辑控制、自动化数字控制、机器人控制系统以及负反馈系统中得到了广泛应用，帮助我国的工业生产提高了经济效益。
二、机械电气控制现状
90年代以后，自动化技术实现了其第三次飞跃。前两次技术飞跃的重点主要是模拟信号，以高速运行的计算机为主。第三次飞跃则是以通信技术、计算机技术以及控制技术三者为主导，PLC就是在自动化技术的第三次技术飞跃过程中出现的。PLC刚一出现就被应用到了汽车工业中，90年代以后，PLC经过多年的发展，其运算、处理速度以及控制功能都获得了很大提升，并逐步朝着控制系统一体化的方向发展。以PLC为基础的控制系统是一种将计算机、控制、智能传感以及数字通讯等各种技术合为一体的综合型技术，是一种全分布式以及开放式的基层系。
三、PLC在电气控制装置中的应用
1.进行开关量逻辑的控制
这是PLC最基本同时也应用得最为广泛的领域，PLC代替传统的继电器电路在开关量逻辑控制技术中实现了顺序与逻辑控制的同步控制。开关量控制技术不仅可以用来控制单台设备，同时也能够用来控制组合机床以及生产线等。
2.控制模拟量
工业生产过程中，速度、温度等都是极易产生的变量，他们的出现会对工业生产造成一定程度的负面影响，而PLC的应用可以解决这一问题。
3.在集中式控制系统中的应用
集中式控制系统的主要组成部分就是一台具有超强功能的PLC中央系统以及其它设备，设备之间通过合适的运行顺序以及组合方式来形成处理程序。从集中式控制系统的构成我们就可以知道该系统与单一控制系统相比制造成本更低，而运行效率则更高。当然，该系统也存在着自身的缺陷，比如当需要改变控制系统中的某个控制对象时，需要首先停止整个运行系统，会对生产造成比较大的影响。
4.在分散控制系统中的应用
在分散控制系统中，PLC需要分开处理所有控制对象，并且PLC之间可以通过信号的传递来实现网络内部的连锁反应，进而完成分散控制系统的控制任务。分散控制系统不同生产线之间通过数据进行连接，因此其采用的是多台机械生产线控制。由于控制对象都是有不同的PLC所控制的，因此假如其中的某一台在运转过程中出现故障，不会影响到其它生产线的正常运转。随着科学技术的不断发展，PLC在分散控制系统中的应用正在努力将其与过程控制结合起来，进而更高效地完成控制任务。
5.在运动控制中的应用
在电气控制系统中，传统控制模式直接对执行机构以及传感器进行作用。而新型的电气控制系统则是通过对运动模块的控制来完成其控制任务。因此，PLC更多的是被应用到运动控制模块中。
6.在数据处理中的应用
PLC可以进行数据的传送、运算以及转换等多种数据处理功能，还可以采集、分析数据。将PLC应用到电气控制系统的数据处理中就可以利用PLC的的通信功能将数据信息传递到系统的智能装置中。当前，PLC主要应用于过程控制等比较大型控制系统的数据处理中。
四、总结
工业的发展促进了电气控制技术与PLC技术的不断进步，而PLC在电气控制系统系统中的应用又为工业的发展提供了更广阔的空间。而PLC自身所具备的超强适应性以及强大的功能也让其不断渗透到更多领域。在制造成本较低并且工作效率较高的强大吸引力下，很多工业企业纷纷将PLC作为电气控制系统的主要控制设备。目前，在我国工业的电气控制系统中，PLC主要应用在进行开关量逻辑控制、集中式控制系统、分散控制系统、运动控制以及在数据处理等方面。
参考文献：
[1]种明.浅谈PLC数控机床改造技术[J].城市建设理论研究（电子版），2013（23）
[2]谢学峰.机械电气控制装置中的 PLC 应用[J].企业导报，2012（16）
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