可编程控制器在电气控制中的应用

刘天友

长白山职业技术学院，吉林白山 134300

0 引言

可编程控制器主要是应用在包括机械工程学科、自动控制器学科以及工业自动化学科等多种工业控制学科领域中的一种可编程的控制器。目前，可编程控制器凭借其具有的控制工作稳定，控制水平高能力强以及抗感染能力高的特点被广泛运用在社会多个不同领域中，极大的提高了人们的生活质量和推动了国家工业领域控制技术的发展。为了能够更加深入的了解可编程控制器在电气控制中的应该效果，本研究对可编程的概念、发展概况、在电气控制中应用概况以及未来的发展前景进行分析。

1 可编程控制器(PLC)简介

1.1 概念

可编程控制器（PLC）是一种通用控制器，其产生的基础是计算机本身具有微处理能力，该控制器通过利用计算器的多种技术对设备运行进行计算、定时和控制，使控制设备能够按照人的需求完成各种运行需要[1]。可编程控制器在刚开始出现时其控制能力仅包括逻辑运算、计数以及顺序控制等几个功能。但是，时下的可编程控制器均在科学技术的不断升级和完善后拥有更多的功能，能够满足包括家庭自动化应用、公共事业应用以及商业和工业等在内的多个不同领域在的应用需求，在为人们生活提供更多便利和推动社会自动化和只能化发展发挥着极大的推动作用。

1.2 发展概况

可编程控制器（PLC）在未出现之前，社会生产各大领域的控制系统大多由继电器和接触器进行控制，虽然该控制系统在设备的控制方面也发挥着一定的控制作用，但是由于该系统除了需要通过固定连接硬件来完成控制目标之外，其体积还非常庞大，在使用过程中还存在耗电大、寿命短以及故障发生率高的缺点。而可编程控制器（PLC）却具有体积小、使用寿命长、故障发生率较低、比较灵活以及操作简单方便的特点，因此，在可编程控制器（PLC）推出后很短一段时间内就直接取代继电器和接触器进控制系统，成为多个控制领域的主要控制设备。

2 可编程控制器在电气控制中的应用

2.1 特点

可编程控制器（PLC）得以在多个不同领域广泛应用的根本原因在于该控制器具有诸多优点：1）编程方式简单且快捷；2）安装和维修操作均比较简单和方便；3）具有极高的抗干扰性能；4）耗电小，能降耗；5）体积小，易携带和移动；6）工作稳定，具有极高的可靠性；7）系统设计、编辑、升级以及调试所需时间少，周期比较短，不影响控制工作。

2.2 主要应用范围

可编程控制器常见控制形式及其在电气控制中的应用方向主要有：1）开关控制。相对于传统的继电器控制方式而言，可编程控制器能够同时实现顺序和逻辑两种控制，且能够在多台设备中同时进行控制[2]；2）分散控制。指的是在不同的控制对象中全部安装可编程控制器，这些可编程控制器通过相互之间传递的信号进行联合控制；3）模拟量控制。其具体应用方向主要于“量”的变化，如流量的变化、温度的变化以及液位的变化等；4）集中式控制。是相对与分散控制而言的一种控制方式。具体是由一个功能强大的可编程控制器对所有设备进行监视和控制。

2.3 典型运用

图1 分时启动电路示意图

图2 I/O 接线示意图

可编程控制器（PLC）在电动机运行控制中主要对电动机启动与停止、正传与反转、连续运行与分时启动等进行控制。但是由于可编程控制器属于工业型控制设备，所以CPU 只能对电平信号进行处理，而这些电平信号能够顺利进入到编程控制器输入接口或者输出接口处的电路，使电平转换得到有效实现，连接至可编程器输入接口处输入构件多数都为开关、传感器或按钮等，而输出接口处则直接与被控制对象连接，被控制对象主要包括电动机、电磁阀、指示灯及接触器等。可编程控制器输入接口或输出接口具有显著性的观点滤波和观点隔离作用。在整个电动机运行控制中，能够进入到内部D/A 转换器或者A/D 转换器，使数字量和模拟量转换得到实现。例如，图1为两台电动机在可编程控制器控制下呈现出分时启动状态时形成的梯形示意图，图2为I/O接线示意图。从梯形示意图中可知，当启动键按下时，①号电动机呈现运行状态，10 秒后，②号电动机能够自动开启，并与①号电动机同时运行，当停止键按下时，两台电动机则同时停止运行。可编程控制器在电机控制方面的应用有很多，涉及工业、商业、楼宇等领域。其中在商业楼宇中应用也较为典型，例如楼宇内电梯主要是由电机驱动，而电机则受控于可编程控制器。通过可编程控制软件，能够实现电梯自动化控制，与接触控制器相比，可编程控制器运行控制更为可靠，结构设计较为简单，外部接线程度有所简化，只有对程序进行修改，就能增加或者更改控制器的控制功能。再者，电梯在运行过程中，可编程控制器能够进行自动化故障检测，并显示清晰的报警信号，使得电梯运行安全性得到有效提高，同时为电梯维护、检修提供很大方便。

3 可编程控制的未来发展方向分析

随着可编程控制器不断发展，其在日常生活领域中的应用越来越广泛。例如，可编程控制器在自动化楼宇照明系统、水循环系统及变电系统等控制上均得到有效应用，不仅能够对这些楼宇系统进行有效控制，同时能够对系统功能进行严密监察和检测，一方面能够使机电设备能源消耗量有所降低，另一方面能够提高机电设备投资效益。在电子技术不断发展背景下，电子产品呈现出多样化状态，日常生活动所使用的冰箱、洗衣机及空调等均通过可编程控制器进行控制。例如，洗衣机在运行过程中，可编程控制器能够对洗衣机的启动、进水、清洗、脱水及排水等功能进行有效控制，实现了洗衣机的全自动化。在科学技术和电子产品不断发展和更新的时代，可编程控制器应用领域将更加广阔，自动化控制程度将不断提高。

4 结论

可编程控制器具有编程简单、维修便捷、耗能量少、运行稳定、抗干扰性强等优点，在电气控制中得到广泛的推广和应用，使得电气运行控制安全性、可靠性得到有效提升，对电气自动化控制发展具有重要意义。

[1]李道霖主编.电气控制与PLC原理及应用[M].电子工业出版社，2004.