摘 "要：PLC為一種工業(yè)控制器，主要以中央處理器為核心，并綜合了自動控制技術和計算機，在電氣自動化發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。本文在分析PLC結構與特征的基礎上，介紹了PLC的基本原理，闡述了PLC在電氣自動化中的應用。

關鍵詞：PLC;電氣自動化;應用

中圖分類號：F407.61 " " "文獻標識碼：F " " "文章編號：1674-3520（2014）-11-00-01

近年來，隨著科學技術的發(fā)展，控制系統(tǒng)在各工業(yè)生產領域得到了進一步完善，尤其是可編程邏輯控制器（PLC）在工業(yè)自動化中的應用，使傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中存在的維修麻煩、耗材等弊端得到有效解決[1]。當前，隨著PLC在自動化領域應用越來越廣泛，采用PLC對電氣設備實現自動控制后，適應于工業(yè)生產需求，并具有通迅設備和人機界面操作簡單、可靠性增強、成本降低及維修簡單等優(yōu)點，在電氣自動化中得到了進一步推廣應用。

一、PLC結構與特征分析

可編程邏輯控制器（PLC）是一種具有微處理機的數字電子設備，專用于工業(yè)控制中。其硬件結構基本與微型計算機相同。其基本組成部分包括了電源模塊、存儲器及中央處理器（CPU）。其中，電源模塊能夠保障系統(tǒng)的正常運行，在整個系統(tǒng)中起著非常重要的作用;存儲器主要分為用戶程序存儲器和系統(tǒng)程序存儲器，即存放應用軟件的存儲器和存放系統(tǒng)軟件的存儲器。中央處理器（CPU）主要作用在于能對用戶程序中是否存在錯誤語法進行診斷，并能隨時檢查存儲器、I/O的狀態(tài)。近年來，大型PLC還采用了雙CPU構成冗余系統(tǒng)，使PLC的可靠性得到了進一步提高。這樣以來，整個系統(tǒng)運行時不會受到個別CPU故障的影響。

PLC技術相對于傳統(tǒng)控制系統(tǒng)來說具有很大的優(yōu)勢。主要體現在以下幾個方面：一是編程簡單。編程語言采用的是邏輯圖、梯形圖等，比較簡明，有利于現場調試，并且系統(tǒng)開發(fā)周期較短;二是程序可實現在線修改，無需拆動硬件就可以改變控制方案;三是性能價格比高，功能較強，可實現較復雜的控制功能;四是通過通信聯網，可實現集中管理和分散控制;五是抗干擾性和適應性強、方便維修。

二、PLC的技術原理

首先，輸入采樣。在輸入采樣這個步驟中，PLC主要通過掃描的方式讀取采樣數據，然后利用I/O映像區(qū)中所對應的單元存儲這些讀取的數據。在數據采樣輸入后，將繼續(xù)對轉入用戶執(zhí)行輸出刷新操作。盡管在這個階段中所輸入的數據狀態(tài)可能發(fā)生變化，I/O映像區(qū)中處理單元所接收的數據也不會發(fā)生改變。因此，如果輸入數據時以脈沖信號的形式輸入，要確保信號的寬度要大于掃描周期，才能保證在任何情況下都能讀入所輸入的數據信息[2]。

其次，程序執(zhí)行。PLC在對用戶程序進行掃描時，主要是以自上而下的順序，并在掃描過程中按照路線和固定的順序進行運算。而用戶程序的各個觸電會構成掃描線路，其掃描順序遵循的是由上至下，由左至右。進而得出運算結果，并對I/O映像區(qū)中的狀態(tài)或邏輯線圈在存儲區(qū)中的狀態(tài)根據該結果來完成刷新操作，以此來確定對于用戶程序中的處理指令是否執(zhí)行。

最后，系統(tǒng)輸出刷新。PLC在此階段完成的操作是用戶程序執(zhí)行完之后的刷新。系統(tǒng)的中央處理器會在刷新過程中根據前一階段輸入的數據或I/O映像中相應的狀態(tài)進行鎖存電路，最后完成對其他外設的驅動，而PLC真正要完成的任務是這一過程中的輸出。

三、PLC在電氣自動化中的應用

（一）PLC在數控系統(tǒng)中的應用

數控系統(tǒng)包括三種控制系統(tǒng)，即：一是連續(xù)控制系統(tǒng);二是直線控制系統(tǒng);三是點位控制系統(tǒng)。通常在機械加工過程中點位系統(tǒng)主要是在孔加工機床上實現精確移動，并能夠準確控制移動部件的終點位置。一般實現數控系統(tǒng)點位控制主要包括兩種方法，即：一是采用全功能的數控設備實現控制;二是采用單片機實現控制。前者要求裝備非常完善，但價格相對來說較昂貴。后者除了開發(fā)軟件之外還要研究其設計硬件，尤其是解決現場干擾問題要引起重視。

（二）PLC在消防系統(tǒng)中的應用

近年來，PLC可編程序控制器逐漸在消防水泵中得到了廣泛應用。在消防系統(tǒng)中，消防控制功能不變的情況下，PLC能夠避免因人為管理疏漏而導致的設備故障。消防水泵在消防設備中發(fā)揮著至關重要的作用，而PLC在消防水泵中主要用于設定泵組的啟動時間，并通過巡檢對開關進行控制和轉換。通常消防泵在自動狀態(tài)下會轉換開關到巡檢狀態(tài)，第一臺泵在沒有消防用水需求的情況下會自動根據設備確定啟動時間，并且巡檢周期可任意進行選擇。

（三）PLC在中央空調系統(tǒng)的應用

中央空調主要經歷了繼電器控制方式、直接數字式數控制器及可編程序控制器這三種控制方式。由于最早的繼電氣控制方式耗能高、系統(tǒng)較復雜且發(fā)生故障的可能性多，因而阻礙了其發(fā)展，逐漸被淘汰。隨后中央空調采用了直接數字式數控制器作為主要的控制方式，但該控制方式抗干擾能力較弱，在應用發(fā)展上受到了分級分步結構方式的限制[3]。隨即，PLC應用于中央空調控制系統(tǒng)中，該控制方式彌補了前兩者的缺點，具有抗干擾能力強、使用方便運行可靠等優(yōu)點，在中央空調控制系統(tǒng)中得到了廣泛應用。

（四）PLC在交通系統(tǒng)中的應用

PLC在交通系統(tǒng)中主要用于控制交通信號燈，其主要優(yōu)點在于能夠截取PLC對環(huán)境適應性較好，并且可以利用內部定時器資源，可用于控制漸進式信號燈，特別是在多岔路口使用，在管理一條道路上的信號燈時可組成局部網絡系統(tǒng)，這樣以來，不但實現了科學化的交通管理，還縮短了車輛等候時間，為管理業(yè)提供了方便。

總之，PLC可編程邏輯控制器與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)相比，不僅解決了過去可靠性低、高耗能及操作不便等各種弊端，還降低了成本，優(yōu)化了結構，為維修工作提供了方便。PLC在我國電氣自動化建設中將發(fā)揮著越來越重要的作用，這為我國全面實現經濟建設和可持續(xù)發(fā)展提供了有力的技術支持。

參考文獻：

[1]劉松林.可編程邏輯控制器的結構原理及其故障維修要素[J].現代企業(yè)教育，2011（16）：52-54

[2]陳海梅.PLC在電氣自動化中的應用現狀及發(fā)展前景概述[J].科技與生活，2011，（3）：115-116

[3]劉偉光.PLC在電氣自動化系統(tǒng)中的應用與發(fā)展[J].黑龍江科技信，2011，（19）：17-18