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摘 要 PLC控制技术在现代工业生产中具有广泛的应用，尤其是在电气控制系统中。本文将从PLC在电气控制系统中的应用介绍的其技术、产品的特点，以及随着电气控制系统的发展PLC的应用领域的变化，另外，本文也将分析PLC控制系统在硬、软件设计中的应考虑的问题及要点。
关键词 PLC；电气控制系统；应用领域；特点；设计
中图分类号：TB9 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）11-0000-00
1 概述
PLC因为其本身的可编程、便于操作、易于扩展等性能在工业电气控制系统中几乎完全取代了早期以继电器为核心的控制系统，成为现代工业生产体系重要组成部分，在促进着工业发展同时，科技也带PLC技术极大改变，其市场上PLC产品实现的功能越来越全面也更加多样化，本文将重点讨论PLC在电气控制系统的应用。
2 PLC的定义与特点
2.1 PLC的定义与工作原理
PLC是英文Programmable Logic Controller即可编程逻辑控制器的缩写。PLC是一种采用一类面向过程、面向现场问题的可编程的存储器专为在工业环境应用而设计的数字运算操作的电子系统，其使用相对高级、“自然”的编程语言，使用简单且灵活；另外，PLC具有实时性，一般在设计时考虑与工业控制的统一性，具有功能易于扩充等特点。
PLC的基础硬件由电源、CPU、I＼O 接口电路、功能模块、通信模块等构成，与一台微型计算机相同。PLC在其内部存储程序以执行相应的逻辑运算、顺序控制、定时、计数以及算术操作等面向用户的操作指令，PLC一般通过数字或模拟I/O控制各类机械或生产过程，对于工业生产控制起到核心作用。
PLC对用户程序按照其存入存储器的顺序进行扫描读取后一一执行以实现系统的控制任务；这即是PLC控制器的工作原理。早期的PLC主要的主要作用是代替继电器实现逻辑控制，但随着科技的发展PLC技术也使得PLC的功能日益强大，其在工业各方面都得到了广泛的应用，大大超出早期逻辑控制的范畴。
2.2 PLC控制技术特点
PLC控制器采用的模块一般体积小且重量轻可即插即用，而且连接方便简单，因而建立一个PLC控制系统的时间相对很，另外，PLC的用户界面简单明了，用户容易掌握，而且用户可以通过PLC 的运行和故障的指示装置检查系统故障，一旦发生故障用户即时采取措施恢复，如更换模块等，因此PLC控制器具有易安装、维修，操作简单等优点。
而PLC技术具有适应性强、抗干扰能力强、可靠性高以及功能模块易于扩充等特点，下面将这些特点作一一介绍。PLC 不但适用于各种规模的工业控制场合，而且易于组合成各个控制系统，而且PLC因其本身具有抗电磁干扰、抗冲击、抗振等特点而对于外界具有很强的适应能力；另外，PLC的各个模块之间也采用了屏蔽可防彼此的辐射而且其硬件具有自我检测功能而大大提高了其可靠性；目前PLC产品丰富而且通用性强，其接口模块也十分丰富，几乎在所有的工业现场都可以找到相应信号的模块，大大方便了操作；此外，PLC的编程语言一般为梯形图语言，表达形式与继电器电路相近，简单、便于理解、易学、易用。
3 PLC在电气控制系统中的应用
3.1 电气控制系统的发展
传统的电气控制系统的核心是继电器，系统通过某种自动方式根据用户指令或者被控器械发出的信号执行相应的动作。电气控制系统由输入、输出、控制三部分组成，而其中控制部分由继电器与触点组成，开关、传感器及按钮等组成其输入设备，指示灯、接触器、电磁阀等组成其输部分；这三个基本组成部分按照一定的线路相连组成电气系统，但是由于控制部分继电器与触点在接线、操作方便不便、复杂、效率、可靠性等各方面的性能低下，而不得不考虑应用开发新的性能更加高的系统，PLC系统就应运而生，并得到广泛应用。
PLC控制系统是同样由输入、控制、输出三部分组成，但是其控制部分是可编程控制器，也就是以PLC为核心的控制系统；能在实现传统电气控制系统的功能的基础上还可以进行编程逻辑控制增加或更新系统的功能；而连接这三部分的接线方面则较继电器繁复大大减轻。
3.2 PLC在电气控制系统中的应用
上文提到，可编程序控制器即PLC控制器是将相关的控制处理规则存于相应的存储器并以微处理技术为基础，应用于以控制开关量为主的多种工业控制领域和各种新型工业控制领域。PLC在电气控制系统中的应用的领域包括在：模拟量、开关逻辑、过程、运动、通信及联网以及数据处理等方面的控制。
其中对于模拟量的控制是指在工业生产中需要将生产环境中各种不同的、对工业生产有影响的连续变化的物理量，如：温度、温度、流量等，实现模拟信号与数字信号的相互转换利用PLC对这些模拟量进行可编程控制处理；开关量逻辑控制是PLC控制技术取代继电器电路控制的最基本的应用领域也是最广泛的，PLC在实现顺序与逻辑控制的同时不但可用于单台设备的控制也可用于多台设备自动化流水生产线的控制，如：印刷机、组合机床、电镀流水线等都有应用；过程控制是指PLC对各种模拟量，如：流量、温度、压力等的闭环控制，一般在冶金、化工及热处理等方面应用较多；运动控制是指PLC利用专用的运动控制模块对物体的各种简单运动进行控制，常用于机床、机器人等方面；通信控制是指对PLC模块之间的通信以及与其它设备通信的控制；另外，PLC的数据处理功能常与通信功能结合应用于大型工业控制系统中。
3.3 PLC电气控制系统的设计
电气控制系统的性能决定着工业生产机械与设备的正常、可靠运行；作为生产机械不可或缺的一部分，电气控制系统必须满足操作维护简单、安全可靠、成本相对合理等要求，因而在进行设计时，不但要求掌握一定的机械结构知识，而且要在此前提下要求设计出的控制系统能够满足上面提到的各项基本特性，并保证成本能在相应范围内将控制系统设计实现。PLC电气控制系统的设计由于两部分构成，即硬件设计、软件设计；这两部设计常同时进行以提高系统开发速度。
硬件设计一般需考虑到器件、设备的可靠性及其它性能与成本之间的关系，以及系统功能的可扩展性避免在遇到特殊状况而使系统无法再使用，并在此基础上选取合适的材料、器械进行系统设计图样等的绘制；软件设计则是指按照相关要求或者用户需求用相应的语言编写应用程序对其加以实现，在编程中要求运用合适的算法设计出具有较强可读性、指令的条数少且运行效率高的程序。
4 总结
本文从PLC的基本概念及其发展进行了介绍，并分析了PLC技术的特点；然后介绍了电气系统的发展，同时对PLC在电气控制系统的应用进行了地阐述，并根据其特性介绍了其具体的应用领域；最后对设计PLC系统在硬件与软件方面要点加以分析。相信随着科技的进步，PLC技术也将越来越完善，使PLC控制器的性能提高、功能加强，适用面更广。
参考文献
[1]张海燕.浅谈PLC的发展与应用[J].机械管理开发，2010（6）.
[2]陈小飞.可编程控制器在电气控制中的应用研究[J].中国新技术新产品，2011（14）.
关键词 PLC；电气控制系统；应用领域；特点；设计
中图分类号：TB9 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）11-0000-00
1 概述
PLC因为其本身的可编程、便于操作、易于扩展等性能在工业电气控制系统中几乎完全取代了早期以继电器为核心的控制系统，成为现代工业生产体系重要组成部分，在促进着工业发展同时，科技也带PLC技术极大改变，其市场上PLC产品实现的功能越来越全面也更加多样化，本文将重点讨论PLC在电气控制系统的应用。
2 PLC的定义与特点
2.1 PLC的定义与工作原理
PLC是英文Programmable Logic Controller即可编程逻辑控制器的缩写。PLC是一种采用一类面向过程、面向现场问题的可编程的存储器专为在工业环境应用而设计的数字运算操作的电子系统，其使用相对高级、“自然”的编程语言，使用简单且灵活；另外，PLC具有实时性，一般在设计时考虑与工业控制的统一性，具有功能易于扩充等特点。
PLC的基础硬件由电源、CPU、I＼O 接口电路、功能模块、通信模块等构成，与一台微型计算机相同。PLC在其内部存储程序以执行相应的逻辑运算、顺序控制、定时、计数以及算术操作等面向用户的操作指令，PLC一般通过数字或模拟I/O控制各类机械或生产过程，对于工业生产控制起到核心作用。
PLC对用户程序按照其存入存储器的顺序进行扫描读取后一一执行以实现系统的控制任务；这即是PLC控制器的工作原理。早期的PLC主要的主要作用是代替继电器实现逻辑控制，但随着科技的发展PLC技术也使得PLC的功能日益强大，其在工业各方面都得到了广泛的应用，大大超出早期逻辑控制的范畴。
2.2 PLC控制技术特点
PLC控制器采用的模块一般体积小且重量轻可即插即用，而且连接方便简单，因而建立一个PLC控制系统的时间相对很，另外，PLC的用户界面简单明了，用户容易掌握，而且用户可以通过PLC 的运行和故障的指示装置检查系统故障，一旦发生故障用户即时采取措施恢复，如更换模块等，因此PLC控制器具有易安装、维修，操作简单等优点。
而PLC技术具有适应性强、抗干扰能力强、可靠性高以及功能模块易于扩充等特点，下面将这些特点作一一介绍。PLC 不但适用于各种规模的工业控制场合，而且易于组合成各个控制系统，而且PLC因其本身具有抗电磁干扰、抗冲击、抗振等特点而对于外界具有很强的适应能力；另外，PLC的各个模块之间也采用了屏蔽可防彼此的辐射而且其硬件具有自我检测功能而大大提高了其可靠性；目前PLC产品丰富而且通用性强，其接口模块也十分丰富，几乎在所有的工业现场都可以找到相应信号的模块，大大方便了操作；此外，PLC的编程语言一般为梯形图语言，表达形式与继电器电路相近，简单、便于理解、易学、易用。
3 PLC在电气控制系统中的应用
3.1 电气控制系统的发展
传统的电气控制系统的核心是继电器，系统通过某种自动方式根据用户指令或者被控器械发出的信号执行相应的动作。电气控制系统由输入、输出、控制三部分组成，而其中控制部分由继电器与触点组成，开关、传感器及按钮等组成其输入设备，指示灯、接触器、电磁阀等组成其输部分；这三个基本组成部分按照一定的线路相连组成电气系统，但是由于控制部分继电器与触点在接线、操作方便不便、复杂、效率、可靠性等各方面的性能低下，而不得不考虑应用开发新的性能更加高的系统，PLC系统就应运而生，并得到广泛应用。
PLC控制系统是同样由输入、控制、输出三部分组成，但是其控制部分是可编程控制器，也就是以PLC为核心的控制系统；能在实现传统电气控制系统的功能的基础上还可以进行编程逻辑控制增加或更新系统的功能；而连接这三部分的接线方面则较继电器繁复大大减轻。
3.2 PLC在电气控制系统中的应用
上文提到，可编程序控制器即PLC控制器是将相关的控制处理规则存于相应的存储器并以微处理技术为基础，应用于以控制开关量为主的多种工业控制领域和各种新型工业控制领域。PLC在电气控制系统中的应用的领域包括在：模拟量、开关逻辑、过程、运动、通信及联网以及数据处理等方面的控制。
其中对于模拟量的控制是指在工业生产中需要将生产环境中各种不同的、对工业生产有影响的连续变化的物理量，如：温度、温度、流量等，实现模拟信号与数字信号的相互转换利用PLC对这些模拟量进行可编程控制处理；开关量逻辑控制是PLC控制技术取代继电器电路控制的最基本的应用领域也是最广泛的，PLC在实现顺序与逻辑控制的同时不但可用于单台设备的控制也可用于多台设备自动化流水生产线的控制，如：印刷机、组合机床、电镀流水线等都有应用；过程控制是指PLC对各种模拟量，如：流量、温度、压力等的闭环控制，一般在冶金、化工及热处理等方面应用较多；运动控制是指PLC利用专用的运动控制模块对物体的各种简单运动进行控制，常用于机床、机器人等方面；通信控制是指对PLC模块之间的通信以及与其它设备通信的控制；另外，PLC的数据处理功能常与通信功能结合应用于大型工业控制系统中。
3.3 PLC电气控制系统的设计
电气控制系统的性能决定着工业生产机械与设备的正常、可靠运行；作为生产机械不可或缺的一部分，电气控制系统必须满足操作维护简单、安全可靠、成本相对合理等要求，因而在进行设计时，不但要求掌握一定的机械结构知识，而且要在此前提下要求设计出的控制系统能够满足上面提到的各项基本特性，并保证成本能在相应范围内将控制系统设计实现。PLC电气控制系统的设计由于两部分构成，即硬件设计、软件设计；这两部设计常同时进行以提高系统开发速度。
硬件设计一般需考虑到器件、设备的可靠性及其它性能与成本之间的关系，以及系统功能的可扩展性避免在遇到特殊状况而使系统无法再使用，并在此基础上选取合适的材料、器械进行系统设计图样等的绘制；软件设计则是指按照相关要求或者用户需求用相应的语言编写应用程序对其加以实现，在编程中要求运用合适的算法设计出具有较强可读性、指令的条数少且运行效率高的程序。
4 总结
本文从PLC的基本概念及其发展进行了介绍，并分析了PLC技术的特点；然后介绍了电气系统的发展，同时对PLC在电气控制系统的应用进行了地阐述，并根据其特性介绍了其具体的应用领域；最后对设计PLC系统在硬件与软件方面要点加以分析。相信随着科技的进步，PLC技术也将越来越完善，使PLC控制器的性能提高、功能加强，适用面更广。
参考文献
[1]张海燕.浅谈PLC的发展与应用[J].机械管理开发，2010（6）.
[2]陈小飞.可编程控制器在电气控制中的应用研究[J].中国新技术新产品，2011（14）.