摘 要：随着现代社会的发展和科学技术的进步，我国电气设备的自动化建设越来越成熟，因此PLC技术在电气自动控制中的应用越来越广。本文简要介绍了PLC的组成，工作原理和主要特点，阐述了PLC在电气自动控制中的应用，并希望该研究为行业发展提供参考。
关键词：PLC;电气自动控制;应用;
引言
在科学技术的发展过程中，过去的电气自动控制系统存在很多漏洞，随着社会对电气自动控制系统的要求越来越高，传统的电气自动控制系统不能满足我国社会发展的需要。PLC技术由于其功能强大，可靠性高，使用简单方便，编程简单且成本低廉而被广泛用于现代工业技术中。借助PLC技术进行电气设备的设计和使用可以提高整个控制系统的质量，而且可以为控制系统提供更好的技术支持。
1 PLC的概述
1.1 PLC的定义
可编程序控制器，简称PLC，它是一种专为在工业环境下应用而设计的带有数字运算操作的电子系统。它使用可编程存储器来存储和执行一系列操作指令，例如逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术运算，并通过数字和模拟输入和输出来控制各种类型的机械或生产过程[1]。PLC技术基于微处理器，结合了计算机技术，自动控制技术和通信技术。它是一种通用的工业自动控制装置。可编程控制器及其相关外围设备的设计原则是易于与工业控制系统形成一个整体并扩展其功能。随着微处理器，计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已扩展到几乎所有工业领域[2]。
1.2 PLC的组成结构
可编程序控制器实际上是一种工业控制专用计算机，其系统的基本结构与微机基本一致，主要由以下五部分组成[3]：
(1)中央处理单元(CPU)：每套PLC至少应该有一个CPU，以逻辑与数学运算的形式在整个系统中进行控制。
(2)存储器：用户程序存储器用来存放PLC用户程序应用数据；数据存储器用来存储PLC程序执行时的中间状态与信息[2]。
(3)输入输出接口：PLC与电气回路的接口，输入暂存器反映输入信号形状，输出点反映输出锁存器的状态，完成数、电信号之间的转换。
(4)通信接口：实现PLC与外部设备之间的数据交换，例如键盘与显示口。
(5)电源：包括系统电源、备用电源、掉电保护电源。
1.3 PLC的工作原理
PLC的工作采用循环扫描方式，当PLC投入运行后，其工作过程一般分为输入采样、用户程序执行、输出刷新三个阶段[4]。完成上述三个阶段称为一个扫描周期，扫描周期的长短与用户程序的长短和PLC的扫描速度有关，在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
1.4 PLC的主要特点
(1)体积小，重量轻，能耗低。很小的体积以至于很容易被装入机械内部，所以它是实现机电一体化的理想控制器。
(2)抗干扰能力强，可靠性高。采用了现代大规模集成电路技术，并且内部电路采用了先进的抗干扰技术，因此具有很高的可靠性，同时它具备硬件故障自我检测功能，当出现故障时可及时发出警报，此外，工程技术员还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护[5]。
(3)硬件配套齐全，适用性强，功能完善。品种齐全的硬件装置供用户选择，工程技术员能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统,同时PLC具有较强的带负载能力，能直接驱动一般的电磁阀和交流接触器，并且现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域[6]。
(4)编程简单易学。配备了梯形图语言,梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图中的电路符号相当接近，工程技术员只用PLC的少量开关量逻辑制指令就可以方便地实现继电器电路的功能，这就为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制提供了非常有利的条件。
(5)容易改造。梯形图程序一般采用顺序控制设计。这种编程具有规律可寻，很容易掌握。对于复杂的控制系统，梯形图的设计时间比继电器系统电路图的设计时间要少得多，此外存储逻辑代替接线逻辑，极大程度地减少了控制设备外部的接线，使得控制系统设计及建造的周期大大缩短，同时维护也变得非常容易。
2 PLC技术在电气自动控制系统中的应用
2.1 数控系统应用
在当今世界，以数控技术为核心的先进制造技术的发展已成为加快经济发展、提高世界各国综合国力和国家地位的重要途径。随着电动自动控制系统在我国数控领域的应用越来越广，它在数控领域具有重要的影响。借助PLC技术，我们可以利用其编程优势来提高数控精度，优化和完善电子设备的功能，同时可以有效地提高电子设备的存储容量响应速度和智能水平。在数控机床中，PLC技术不仅可以增强各种加工信息的传递，而且可以减少系统的操作误差，提高信息输入效率[7]。
2.2 闭环控制应用
采用现代自动化控制技术对减轻劳动强度、优化生产工艺、提高劳动生产率和降低生产成本起着很重要的作用。传统的电气工程领域中，自动化普及应用程度并不高，更多的是采用人工的方式来启停电气设备，这样不仅会使得设备的安全性与可靠性得不到保障，而且还降低了工作效率，但是PLC在模拟量闭环控制系统中的应用，有效的解决了这样的问题。在工业生产以及日常生活的应用中，常需要用闭环控制方式来控制温度、压力、流量等连续变化的模拟量。
2.3 开关量控制应用
传统的电气自动化控制系统主要是通过电磁性继电器来实现开关量的控制操作，这严重影响了工作效率，随着现代技术的发展，为发挥出PLC在电气设备控制系统中的有效开关量控制，对系统的运行过程、运动控制等过程进行科学严格化的监控，便于全面掌握开关量控制技术。借助PLC技术加强对开关量的控制，对开关量控制过程中的数据进行处理，并进行相关的逻辑运算，再将所得数据运用到电气自动化的开关量控制过程中，保证系统的可持续进行[8]。
3 结束语
随着科技进步以及全球化，结合PLC技术的电气自动控制系统将呈现多元化的发展，借助PLC的优势，可以保证电气自动化系统的安全性与可靠性，提高工作效率，随着PLC技术的不断发展，也会使电气自动化的应用更加广泛，我们应该从通信技术和计算机技术中吸取更多的经验融入到PLC技术中。
4 参考文献
[1] 汪晓平. PLC 可编程控制器系统开发实例导航[M]. Ren min you dian chu ban she, 2004.
[2] 周美兰, 周封, 王岳宇. PLC 电气控制与组态设计[M]. 科学出版社, 2003.
[3] 李宗宝.PLC控制原理分析及其在工业中的应用[J].中国高新技术业,2009(2).
[4] 李定川.PLC结构原理功能与应用[J].智慧工厂.2015(12):46-47.
[5] 李国屏.谈PLC可编程控制器的原理和工业应用[J].宁波职业技术学报, 2005(04):25-27.
[6] 张海燕. 浅谈 PLC 的发展与应用[J]. 机械管理开发, 2010, 25(6): 96-97.
[7] 杨盛松.PLC技术在电气自动控制中的应用研究[J].智能城市,2019(6).
[8] 赵江涛.PLC在电气自动控制中的应用实践[J].科技风,2019(1).