本文選自省級(jí)期刊《工業(yè)設(shè)計(jì)》，《工業(yè)設(shè)計(jì)》雜志是目前國內(nèi)唯一專業(yè)報(bào)道工業(yè)設(shè)計(jì)的綜合性期刊。《工業(yè)設(shè)計(jì)》雜志為月刊，國內(nèi)外公開發(fā)行，內(nèi)頁128P國內(nèi)統(tǒng)一刊號(hào)：CN23-1516/T，國際標(biāo)準(zhǔn)刊號(hào)：ISSN1672-7053，全彩精印。

　　摘要：21世紀(jì)是高速發(fā)展是時(shí)代，計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，可編程邏輯控制器（PLC）結(jié)合其他最先進(jìn)的技術(shù)手段的方式得到廣泛應(yīng)用。其中，電氣控制與PLC技術(shù)的結(jié)合打破傳統(tǒng)的單獨(dú)電氣控制概念和PLC的概念，使其各自性能得到進(jìn)一步的完善和互通有無。

　　關(guān)鍵詞：電氣控制,PLC,融合,研究

　　PLC（ProgrammableLogicController）中文翻譯為可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器可看作是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，是依托計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、通訊技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)而發(fā)展的通用控制器。它是一種進(jìn)行儲(chǔ)存、邏輯運(yùn)算、控制程序、控制時(shí)間、記錄數(shù)據(jù)和進(jìn)行算術(shù)計(jì)算，可通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制等的機(jī)械或生產(chǎn)過程。按輸入和輸出點(diǎn)數(shù)多少，分為：超小型、小型、中型、大型和超大型。按結(jié)構(gòu)形式分為：整體式和模塊式。

　　電氣控制，是指電氣設(shè)備一次、二次控制回路，分為高壓電氣設(shè)備與低壓電氣設(shè)備。其主要功能是設(shè)備運(yùn)行的可靠與安全，具體有自動(dòng)控制、保護(hù)、控制、監(jiān)視和測(cè)量等功能。

　　最初單獨(dú)的PLC技術(shù)只是一種作為代替繼電器接觸器控制系統(tǒng)的控制器。當(dāng)PLC技術(shù)和電氣控制的融合使其各自的優(yōu)點(diǎn)顯現(xiàn)。PLC技術(shù)展現(xiàn)了其自身強(qiáng)大的抗干擾能力和自診斷能力等。其結(jié)合使電氣控制系統(tǒng)的可靠性得以提高，對(duì)解決電氣控制系統(tǒng)中經(jīng)常性出現(xiàn)的故障得以有效的解決。本文將對(duì)電氣控制和PLC的融合性研究進(jìn)行闡述和分析。

　　一、PLC（可編程邏輯控制器）獨(dú)有體積小和重量輕的的優(yōu)點(diǎn)，小型的PLC底部尺寸＜100mm，重量＜150g使其很容易安裝，電氣控制容易組裝，易于一體化。PLC應(yīng)用于各種的電氣控制場(chǎng)所，PLC技術(shù)的數(shù)據(jù)應(yīng)用能力可應(yīng)用于數(shù)字控制領(lǐng)域中。電氣控制中的PLC技術(shù)在內(nèi)部結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝方面都采用了抗干擾技術(shù)，提高系統(tǒng)的可靠性。由于PLC外部設(shè)置外部檢測(cè)系統(tǒng)，因此在電氣控制系統(tǒng)中，采用PLC技術(shù)除了能檢測(cè)自身的故障和錯(cuò)誤外，還可以檢測(cè)電氣系統(tǒng)中除PLC之外部分的故障和錯(cuò)誤。PLC技術(shù)之所以在電氣控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，進(jìn)行其融合性研究，其中一個(gè)原因就是PLC的安裝簡(jiǎn)單和方便，工作人員不需要太繁雜的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，其安裝簡(jiǎn)單方便和指令顯示簡(jiǎn)單明了。通過PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就能控制并操作PLC技術(shù)在電氣控制中的應(yīng)用。PLC技術(shù)在電氣控制中應(yīng)用時(shí)，由于PLC通過存儲(chǔ)邏輯替代了接線邏輯，減少了其外在接線的繁雜性。為可編程邏輯控制器的維修和后期改造等提供了方便，減少了工作時(shí)間，提高了工作效率。

　　二、當(dāng)可編程邏輯控制器投入電氣控制系統(tǒng)開始運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段：

　　（一）輸入采樣階段。在這個(gè)階段，其工作方式為以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。前面兩個(gè)階段中，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)始終不會(huì)改變。

　　（二）用戶程序執(zhí)行階段。此階段中，其工作方式是掃描用戶程序(梯形圖)。并且，其順利大體上是按照從上到下的，其中具體工作時(shí)，先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算。用戶程序執(zhí)行階段過程中，與輸入采用階段相同的是輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而不同的是其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化。

　　（三）輸出刷新階段。此階段的工作方式為當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，可編程邏輯控制器就進(jìn)入輸出刷新階段。這個(gè)過程中，可編程邏輯控制器的最后輸出過程是CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。

　　三個(gè)工作狀態(tài)循環(huán)運(yùn)行，重復(fù)輸入采樣階段、用戶程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段三個(gè)過程。每進(jìn)行這三個(gè)階段就是一個(gè)周期。

　　實(shí)際工廠或單位應(yīng)用中，很多機(jī)械設(shè)備的工作流程也可分為一系列不斷重復(fù)的順序動(dòng)作，因此綜上所述可得出：機(jī)械設(shè)備和PLC技術(shù)的工作流程和工作形式類似，電氣控制和PLC技術(shù)可得到很好的配合和互通有無，簡(jiǎn)單方便、提高工作效率，減少故障和開發(fā)研究的費(fèi)用。

　　三.在電氣控制系統(tǒng)中可編程邏輯控制器替代了傳統(tǒng)的相對(duì)繁雜的繼電器電路并使其功能得到擴(kuò)展，應(yīng)用范圍得到大大增加。使PLC不僅僅適用于于單獨(dú)的機(jī)械設(shè)備，也可應(yīng)用于復(fù)雜的流水線和組合機(jī)床等設(shè)備。可編程邏輯控制器可控制電氣控制系統(tǒng)中的如溫度、速度、流量、液位、壓力等模擬量。PLC技術(shù)也做成一臺(tái)大型的集中式控制系統(tǒng)，在電氣控制系統(tǒng)中對(duì)多個(gè)設(shè)備進(jìn)行組合控制。其工作主要有中心的一個(gè)PLC完成，同時(shí)整個(gè)系統(tǒng)也由中心的PLC關(guān)系到系統(tǒng)的每個(gè)部分，如果其中一個(gè)控制對(duì)象的程序需要改變，則需要停止中心PLC的控制，同時(shí)其他控制對(duì)象也隨之停止運(yùn)行。當(dāng)PLC承擔(dān)著分散控制系統(tǒng)時(shí)，每一個(gè)控制對(duì)象都需要擁有一臺(tái)PLC。并且，每臺(tái)PLC之間有著聯(lián)系，可通過傳遞信號(hào)發(fā)生關(guān)聯(lián)的響應(yīng)和接受指令。分散控制系統(tǒng)比集中控制系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單方便且安全可靠，其原因是與集中控制系統(tǒng)不同的是每個(gè)控制對(duì)象都有專屬的PLC，如一臺(tái)PLC發(fā)生故障或停止工作時(shí)，其他將不會(huì)受到影響繼續(xù)工作PLC不僅用于工業(yè)生產(chǎn)的大型機(jī)器設(shè)備中，也可用于生活中常用的小型的生產(chǎn)，如電梯等。這種電氣控制和PLC的融合則是得益于PLC可對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)或者直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。打破傳統(tǒng)的技術(shù)，可以采取專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，如全自動(dòng)洗衣機(jī)、自動(dòng)售貨機(jī)、交通燈等。在大型控制系統(tǒng)中，由于PLC具有通信的功能，因此PLC技術(shù)所具體有的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)排序等的功能，可把這些信息傳送到其他部分，可進(jìn)行查閱、分析，甚至可以打印成表格。這種可以方便研究和檢測(cè)工作狀態(tài)，利于工作人員監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行，及時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

　　電氣控制和PLC技術(shù)進(jìn)行相結(jié)合之前，往往都需要對(duì)軟硬件進(jìn)行反復(fù)的調(diào)試和試驗(yàn)。一般情況下，需要把PLC系統(tǒng)拿到實(shí)際的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試，并針對(duì)問題進(jìn)行改進(jìn)，然后再次到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試改進(jìn)，直至完全合適，這樣可收到良好的融合效果。

　　電氣控制自始以來都是工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重點(diǎn)項(xiàng)目，在國民生活中有著重要的作用。隨著PLC價(jià)格的降低以及PLC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，采用PLC可編程控制程序的綜合保護(hù)裝置，它能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對(duì)自動(dòng)化的需要。在當(dāng)今21世紀(jì)各方面全速發(fā)展的現(xiàn)在，將電氣控制和PLC技術(shù)的相結(jié)合的進(jìn)一步深化將進(jìn)一步加深工業(yè)化進(jìn)程，對(duì)工業(yè)、經(jīng)濟(jì)和生活產(chǎn)生更好的發(fā)展。

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