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【摘 要】 本文首先概述了PLC技术，然后分析了PLC技术在电气自动化中的应用，最后指出了PLC在电气自动化中的发展趋势。
【关键词】 PLC；电气自动化；应用；发展趋势
目前，随着社会时代和科学技术的不斷变化和进步，电气自动化越来越深入到社会生产生活的各个角落中，影响和改变着人们的生活方式和工作环境。而PLC技术就是电气自动化中的一项新的高新控制技术，它能够有效的提高电气自动化设备设施的工作效率，降低工业生产设备对恶劣环境的要求，极大的推进了电气自动化的发展。
1 PLC技术的概述
1.1 PLC技术的概念。PLC，即Programmable Logic Controller，中文翻译为可编程逻辑控制器，它主要指的是一种将可编程存储器应用在内部系统的存储程序，从而执行面向用户的一系列定时、顺序控制、逻辑运算、算术和计数操作等指令，同时通过模拟或数字形式对各类机械以及生产过程进行输人/输出控制的技术。
1.2 PLC的结构。PLC技术的本质是应用于工业控制的计算机技术，因此，它的硬件结构组成同大多数计算机结构是基本一致的，都包括有：电源，CPU（中央处理器）、存储器、功能模块、通信模块、输人/输出接口电路等等。
1.3 PLC技术的原理。PLC的工作过程主要经历三个阶段：输入采样、用户程序执行和输出刷新。完成这三个阶段既一个扫描周期。可编程逻辑控制器在整个运行期间，都重复执行上述三个步骤。
1.3.1输入采样阶段。在这个阶段，可编程逻辑控制器依次通过扫描来读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内，输入采样完成后，开始用户程序执行和输出刷新的阶段。因为在这两个阶段中，输入状态和数据的变化，并不能使I/O映象区中的相应单元的状态和数据改变，所以对于脉冲信号的输入，则其宽度不能小于一个扫描周期，这样才保证了任何情况下的输入均能被读入。
1.3.2用户程序执行阶段。PLC在这个阶段总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序（梯形图）。在进行每一条梯形图扫描时，PLC先扫描梯形图由各触点构成的左边控制线路，按照先上后下、先左后右的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。
1.3.3输出刷新阶段。当扫描用户程序结束后，可编程逻辑控制器就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是可编程逻辑控制器的真正输出。
1.4PLC技术的特点。PLC技术主要包括有以下几个方面的特点，即：（1）安装方便、简单，便干维护和检修；（2）编程简单，容易使用，通常是采用逻辑图、梯形图以及语句表等语言进行编程；（3）组合灵活、功能完善、实用性强、方便扩展；（4）对运行环境的要求较低，且易学易用；（5）可靠性和抗干扰能力较强。
2 电气自动化
所谓电气自动化主要是指研究与电气工程相关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、实验分析、研制开发以及电子和计算机等领域的一门科学。随着经济的发展和各种科学技术的运用，我国的电气自动化走上了快速发展的道路，电气自动化水平不断提高。目前，电气自动化已经运用于工业生产的各个领域，并且已经在电气自动化中融入了嵌入式网络通信技术等，收到了良好的效果。尤其是PLC技术的应用，显著提升了电气自动化的灵活性和控制性，大大拓展了其应用领域和应用范围。
3 PLC技术在电气自动化中的应用
PLC技术在电气自动化中的应用是非常广泛的，如在中央空调控制系统设计、公路交通系统设计、数控系统设计等方面，都有着比较广泛的应用。
3.1 PLC在中央空调上的应用。中央空调与工农业生产和生活有着密切的关系，无论是在工业生产中，还是在城市居民的日常生活中，都是不可缺少的一种工业系统。例如，在一些对温度要求比较高的电子企业中，中央空调是车间生产的必备设备，一般要借助中央空调来稳定车间内的温度。目前，中央空调冷冻系统的控制方式主要有3种，即早期的继电器控制系统、直接数字式控制器（DDC）以及可编程序控制器（PLC）控制系统。其中，PLC控制系统不仅智能化水平较高，而且具有良好的抗干扰能力，并且对控制系统的结构也没有硬性的要求，运行的可靠性大大提高，使用和维护起来也很方便，目前已经成为中央空调中应用最广泛的控制系统。
3.2 PLC在公路交通系统上的应用。随着城市的快速发展，公路交通系统在很大程度上决定了城市的秩序，尤其是交通秩序，立交桥等城市交通系统的复杂化，使交通信号灯的控制更加困难。传统的交通信号灯的控制方式，已经不适应公路交通系统快速发展的需要。因此，现在很多城市将PLC技术应用到交通信号灯系统设计中，形成了PLC型交通信号灯控制器，对交通信号灯的控制能力大大增强，使其对城市发展的适应力能力明显地提高。这是因为PLC控制器对外部环境的适应力很强，并且内部也具有丰富的定时器资源，对城市交通发展中常用的“渐进式”信号灯能够进行精确的控制，特别是能够实现对岔路口的控制。目前，国内使用的PLC交通信号灯控制系统在内部具有实时时钟，通过PLC编程控制可以对交通信号进行全天候的无人管理。由于PLC控制器自身具有联网通讯的功能，这样就能够帮助交通部门对各个信号灯进行局域网式的统一调度和管理，最大程度地缩小车辆信号灯的等候时间，从而更加科学地对城市交通进行管理。
3.3 PLC在数控系统中的应用。随着我国工业技术的发展，数控技术已经成为工业生产中一种不可缺少的技术，而数控技术的实现与PLC应用有着密切的关系。目前常见的数控系统主要有3种，即点位控制系统、直线控制系统、连续控制系统。在工业生产中，数控系统主要用于机械加工，其中点位控制一般用于孔加工机床，如钻孔机床、镗孔机床等，其是为了在加工过程中实现由一个位置向另一个位置的精确移动，一般来说并不考虑加工物体的运动轨迹，移动过程中一般不进行加工。目前，数控系统的实现主要有2种方式，即全功能数控装置和单板机控制，这2种控制系统都应用了PLC，只不过在功能和应用范围上有很大的区别。 全功能数控装置的功能非常完善，但是价格非常昂贵，对于一些企业来说这种装置的许多功能完全是多余的。为了满足一般企业的发展需要，市场上出现了基于PLC的单板机数据系统，其是为了解决传统单片机中长期存在的设计硬件电路、接口电路、驱动电路和抗干扰问题，不仅能根据生产需要调整机床功能，还能根据技术进步对机床功能进行升级，这一点满足了很多中小企业的发展需要，增加了企业经营管理的灵活性。
3.4 PLC在电池生产线控制系统。随着我国电池产业的快速发展，电池生产线中也开始应用PLC控制技术，不仅有效增加了对生产过程中各个环节的控制，也提高了产品的质量。如FDK全自动碱性高能电池生产线，全线采用了PLC、变频器、步进电机、触摸屏等高科技产品，可以精确地控制设备的运行。这种电池生产线运用PLC控制系统，在生产过程中对各个节点，尤其是可能影响电池质量的一些环节，如人工环节等进行有效的控制，当生产过程中出现故障时，能够及时排除。目前，国内一些较大的电池生产厂家，其生产系统中都使用了这一技术。
4 PLC在电气自动化中的发展趋势
伴随着科技的发展，全球工业计算机控制领域已经发生巨大变革，PLC几乎到处都有，对于PLC控制器的核心—控制软件来讲，开放式的编程组态工具软件以及开放式通信网络技术的突破，将PLC推向了更加开放的工业控制行业。
PLC控制系统在高端应用方面，将和工业PC控制系统相媲美，因为这两者在微处理器和内存芯片方面十分相似，将来的发展趋势是将更多的功能进一步集成到一个控制箱内，以方便用户的操作和使用，像顺序控制和过程控制将会采用功能化方式进行处理，其他类似运动控制等也能够共享到相同的控制结构体系中。可以相信，PLC技术的发展继续沿着开放式控制系统的方向，尤其是基于工业PC的控制系统。为了更好的提供用户使用，PLC在人机界面方面要做的完美、通信设备要更加完备、现场总线通信能力要更加的成熟，这样才能更好地适应各种不同工业控制场合的需求。除了在灵活性方面比传统PLC具有截然不同的优势外，还要做到能够缩短系统投放到市场的周期，并能降低系统投资费用，提高从工厂底层到企业办公自动化的数据信息流动效率等，这将是PLC未来发展不可抵挡的趋势。
参考文献：
[1]吴舸.刍议PLC在电气自动化中的应用与发展趋势[J].中国电子商务，2010（3）
[2]马艳洁.PLC在电气自动化中的应用研究[J].现代商贸工业，2012（10）.
[3]李鹏.浅析PLC技术在电气自动化系统中的应用研究[J].電子制作，2013（2）.
【关键词】 PLC；电气自动化；应用；发展趋势
目前，随着社会时代和科学技术的不斷变化和进步，电气自动化越来越深入到社会生产生活的各个角落中，影响和改变着人们的生活方式和工作环境。而PLC技术就是电气自动化中的一项新的高新控制技术，它能够有效的提高电气自动化设备设施的工作效率，降低工业生产设备对恶劣环境的要求，极大的推进了电气自动化的发展。
1 PLC技术的概述
1.1 PLC技术的概念。PLC，即Programmable Logic Controller，中文翻译为可编程逻辑控制器，它主要指的是一种将可编程存储器应用在内部系统的存储程序，从而执行面向用户的一系列定时、顺序控制、逻辑运算、算术和计数操作等指令，同时通过模拟或数字形式对各类机械以及生产过程进行输人/输出控制的技术。
1.2 PLC的结构。PLC技术的本质是应用于工业控制的计算机技术，因此，它的硬件结构组成同大多数计算机结构是基本一致的，都包括有：电源，CPU（中央处理器）、存储器、功能模块、通信模块、输人/输出接口电路等等。
1.3 PLC技术的原理。PLC的工作过程主要经历三个阶段：输入采样、用户程序执行和输出刷新。完成这三个阶段既一个扫描周期。可编程逻辑控制器在整个运行期间，都重复执行上述三个步骤。
1.3.1输入采样阶段。在这个阶段，可编程逻辑控制器依次通过扫描来读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内，输入采样完成后，开始用户程序执行和输出刷新的阶段。因为在这两个阶段中，输入状态和数据的变化，并不能使I/O映象区中的相应单元的状态和数据改变，所以对于脉冲信号的输入，则其宽度不能小于一个扫描周期，这样才保证了任何情况下的输入均能被读入。
1.3.2用户程序执行阶段。PLC在这个阶段总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序（梯形图）。在进行每一条梯形图扫描时，PLC先扫描梯形图由各触点构成的左边控制线路，按照先上后下、先左后右的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。
1.3.3输出刷新阶段。当扫描用户程序结束后，可编程逻辑控制器就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是可编程逻辑控制器的真正输出。
1.4PLC技术的特点。PLC技术主要包括有以下几个方面的特点，即：（1）安装方便、简单，便干维护和检修；（2）编程简单，容易使用，通常是采用逻辑图、梯形图以及语句表等语言进行编程；（3）组合灵活、功能完善、实用性强、方便扩展；（4）对运行环境的要求较低，且易学易用；（5）可靠性和抗干扰能力较强。
2 电气自动化
所谓电气自动化主要是指研究与电气工程相关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、实验分析、研制开发以及电子和计算机等领域的一门科学。随着经济的发展和各种科学技术的运用，我国的电气自动化走上了快速发展的道路，电气自动化水平不断提高。目前，电气自动化已经运用于工业生产的各个领域，并且已经在电气自动化中融入了嵌入式网络通信技术等，收到了良好的效果。尤其是PLC技术的应用，显著提升了电气自动化的灵活性和控制性，大大拓展了其应用领域和应用范围。
3 PLC技术在电气自动化中的应用
PLC技术在电气自动化中的应用是非常广泛的，如在中央空调控制系统设计、公路交通系统设计、数控系统设计等方面，都有着比较广泛的应用。
3.1 PLC在中央空调上的应用。中央空调与工农业生产和生活有着密切的关系，无论是在工业生产中，还是在城市居民的日常生活中，都是不可缺少的一种工业系统。例如，在一些对温度要求比较高的电子企业中，中央空调是车间生产的必备设备，一般要借助中央空调来稳定车间内的温度。目前，中央空调冷冻系统的控制方式主要有3种，即早期的继电器控制系统、直接数字式控制器（DDC）以及可编程序控制器（PLC）控制系统。其中，PLC控制系统不仅智能化水平较高，而且具有良好的抗干扰能力，并且对控制系统的结构也没有硬性的要求，运行的可靠性大大提高，使用和维护起来也很方便，目前已经成为中央空调中应用最广泛的控制系统。
3.2 PLC在公路交通系统上的应用。随着城市的快速发展，公路交通系统在很大程度上决定了城市的秩序，尤其是交通秩序，立交桥等城市交通系统的复杂化，使交通信号灯的控制更加困难。传统的交通信号灯的控制方式，已经不适应公路交通系统快速发展的需要。因此，现在很多城市将PLC技术应用到交通信号灯系统设计中，形成了PLC型交通信号灯控制器，对交通信号灯的控制能力大大增强，使其对城市发展的适应力能力明显地提高。这是因为PLC控制器对外部环境的适应力很强，并且内部也具有丰富的定时器资源，对城市交通发展中常用的“渐进式”信号灯能够进行精确的控制，特别是能够实现对岔路口的控制。目前，国内使用的PLC交通信号灯控制系统在内部具有实时时钟，通过PLC编程控制可以对交通信号进行全天候的无人管理。由于PLC控制器自身具有联网通讯的功能，这样就能够帮助交通部门对各个信号灯进行局域网式的统一调度和管理，最大程度地缩小车辆信号灯的等候时间，从而更加科学地对城市交通进行管理。
3.3 PLC在数控系统中的应用。随着我国工业技术的发展，数控技术已经成为工业生产中一种不可缺少的技术，而数控技术的实现与PLC应用有着密切的关系。目前常见的数控系统主要有3种，即点位控制系统、直线控制系统、连续控制系统。在工业生产中，数控系统主要用于机械加工，其中点位控制一般用于孔加工机床，如钻孔机床、镗孔机床等，其是为了在加工过程中实现由一个位置向另一个位置的精确移动，一般来说并不考虑加工物体的运动轨迹，移动过程中一般不进行加工。目前，数控系统的实现主要有2种方式，即全功能数控装置和单板机控制，这2种控制系统都应用了PLC，只不过在功能和应用范围上有很大的区别。 全功能数控装置的功能非常完善，但是价格非常昂贵，对于一些企业来说这种装置的许多功能完全是多余的。为了满足一般企业的发展需要，市场上出现了基于PLC的单板机数据系统，其是为了解决传统单片机中长期存在的设计硬件电路、接口电路、驱动电路和抗干扰问题，不仅能根据生产需要调整机床功能，还能根据技术进步对机床功能进行升级，这一点满足了很多中小企业的发展需要，增加了企业经营管理的灵活性。
3.4 PLC在电池生产线控制系统。随着我国电池产业的快速发展，电池生产线中也开始应用PLC控制技术，不仅有效增加了对生产过程中各个环节的控制，也提高了产品的质量。如FDK全自动碱性高能电池生产线，全线采用了PLC、变频器、步进电机、触摸屏等高科技产品，可以精确地控制设备的运行。这种电池生产线运用PLC控制系统，在生产过程中对各个节点，尤其是可能影响电池质量的一些环节，如人工环节等进行有效的控制，当生产过程中出现故障时，能够及时排除。目前，国内一些较大的电池生产厂家，其生产系统中都使用了这一技术。
4 PLC在电气自动化中的发展趋势
伴随着科技的发展，全球工业计算机控制领域已经发生巨大变革，PLC几乎到处都有，对于PLC控制器的核心—控制软件来讲，开放式的编程组态工具软件以及开放式通信网络技术的突破，将PLC推向了更加开放的工业控制行业。
PLC控制系统在高端应用方面，将和工业PC控制系统相媲美，因为这两者在微处理器和内存芯片方面十分相似，将来的发展趋势是将更多的功能进一步集成到一个控制箱内，以方便用户的操作和使用，像顺序控制和过程控制将会采用功能化方式进行处理，其他类似运动控制等也能够共享到相同的控制结构体系中。可以相信，PLC技术的发展继续沿着开放式控制系统的方向，尤其是基于工业PC的控制系统。为了更好的提供用户使用，PLC在人机界面方面要做的完美、通信设备要更加完备、现场总线通信能力要更加的成熟，这样才能更好地适应各种不同工业控制场合的需求。除了在灵活性方面比传统PLC具有截然不同的优势外，还要做到能够缩短系统投放到市场的周期，并能降低系统投资费用，提高从工厂底层到企业办公自动化的数据信息流动效率等，这将是PLC未来发展不可抵挡的趋势。
参考文献：
[1]吴舸.刍议PLC在电气自动化中的应用与发展趋势[J].中国电子商务，2010（3）
[2]马艳洁.PLC在电气自动化中的应用研究[J].现代商贸工业，2012（10）.
[3]李鹏.浅析PLC技术在电气自动化系统中的应用研究[J].電子制作，2013（2）.