摘 要：随着科学技术的不断发展，在现代化工业生产当中对电子计算机以及数控技术的应用越来越广泛，其中PLC由于可靠性高、操作简单、维护方便等优点被广泛应用在工业生产的各个领域。因此本文对PLC电气控制生产系统的发展与应用进行探讨。
关键词：PLC电气控制生产系统；发展；应用
1.PLC电气控制系统的设计
PLC是可编程控制器的简称，主要是由CPU中央处理器、储存器、输入/输出模块、扩展模块以及电源组成的数字式电子控制设备。它是由模仿原继电器的控制原理发展而来的，在电气控制技术和计算机技术的基础上将自动化与计算机、通信技术融合成一体的现代化工业控制装置。目前PLC电气控制生产系统已将广泛应用在机械制造、石油化工、采矿业以及电力设施等行业。
PLC电气控制生产系统主要包括信息采样、输入选择、内部处理、输出执行四个阶段，这些过程统称为扫描周期。对PLC电气控制生产系统的设计根据其控制结构的不同可以分为单机控制系统、集中控制系统、分布控制系统、远程控制系统以及就地控制系统。其中单机控制系统是利用一台PLC电子装置控制，其输入/输出点数和存储器的容量都比较小，它可以选择任何类型的PLC作为一种小型的控制系统；集中控制系统是利用一台PLC控制多台电子装置，而且各个设备的分布比较集中彼此之间在动作上具有一定的顺序关系，适合简单的流水线控制；分布式控制系统是利用多台分别PLC控制相应的电子装置，彼此之间可以通过信号进行内部连锁响应，而且其中一台PLC电子装置出现故障，其他的电子设备会正常运行不会受到任何影响，因此比较适宜在大型集中生产的企业中应用；如果控制对象的分布比较分散可以采用远程控制系统，即I/O系统放置在被控制设备附近，I/O系统与PLC通过双绞线连接或者同轴电缆进行传递；就地控制系统是指每个控制对象都配备一台具有控制程序的PLC，然后用一台PLC通过同轴电缆进行连接。
2.PLC电气控制生产系统的发展
研究PLC电气控制生产系统的发展与应用，需要从PLC电子装置的物理结构、控制功能、指令、编程方式、存储量以及响应时间等多方面进行综合考虑。
基于对PLC电气控制生产系统的认识，输入模块是系统对现场设备发出的信号进行检查然后再转化成PLC内部的电平信号，这种信号按照电压分为直流式和交流式，按照电路形成分为汇点输入式和分隔输入式。在工业生产中用户事先已将将生产过程的一些工艺要求编制到控制程序里然后存入PLC电气控制生产系统的用户程序存储器当中，所以在不需要采取任何特殊措施就能够直接适应于工业自动化生产的环境。在对输入模块进行配置，需要考虑信号电压的大小、传输的距离以及供电方式。输出模块则是将PLC的内部信号转化成外部过程的控制信号，从而能够驱动外部负载。输入、输出模块是PLC与被控制对象的之间的接口，按照输入/输出信号性质的不同，可以分为开关量和模拟量模块。另外合理的选择I/O点数不仅能够满足系统控制的要求，而且还能使系统总投资量降到最低，具体通过把各自输入/输出设备和被控制设备详细列出，然后再根据常用电气元件所需的PLC的I/O点数，计算出实际所需要的I/O点数然后进行合理分配。此外，PLC电气控制生产系统对环境因素也有一定的要求，具体的安装条件如下表1所示：
由于PLC电气控制生产系统及其外部电路都是由半导体集成电路构成，温度以及湿度的变化都会影响到这些元器件的可靠性以及使用寿命，通常情况下PLC及其外部电路安装的适宜温度为0～55℃，湿度一般保持在35%～80%，而且进行安装时周围不能混有灰尘、腐蚀性气体以及导电性粉末等，由于这些有害成分过多的积累也会引起PLC及其外部电路产生不良反应，例如导电性粉末会使电路的绝缘性能变差或者引发短路，尘埃会影响。因此要将PLC电气控制生产系统设计成密闭形式，并且在其中注入高压洁净空气，充分避免外界灰尘、腐蚀性气体以及导电性粉末等进入PLC电气控制生产系统的电子设备内。在另外PLC电气控制生产系统还容易受到振动和冲击的影响，通常情况下PLC电气控制生产系统能忍受的振动和冲击的频率为10～55Hz，如果超过这个极限就有可能造成PLC电气控制生产系统的电气元件损坏或者产生误动作，所以需要在安装的过程中尽量避免存在振动和冲击的场合。另外还应该尽量避免信号经过输入/输出传递时产生的干扰，例如将输入、输出信号与动力线分开分布，并且保持20cm以上的距离，但如果距离受限可将邻近的动力线穿入套管中并接地起到屏蔽作用。
随着科学技术的不断发展，PLC电气控制生产系统功能的不断提高和完善，尤其是微处理器技术的发展应用为PLC电气控制生产系统的发展奠定了坚实的基础。从技术角度来分析，PLC电气控制生产系统的应用将会向着中央处理器的运算更加快速、储存容量更大以及智能化的方向发展，从操作性来分析将会出现更加完美的人机配合界面，而且配套的通信系统也使PLC电气控制生产系统能够更加适应各种环境的控制需求。
3.结束语
综上所述，PLC电气控制生产系统是专门为工业生产的环境下设计的，其显著特点就是可靠性高、操作简单、维护方便。PLC电子设备在软硬件上都具有一定的抗干扰措施，不仅提高工作效率的同时也降低了故障的发生概率。因此在工业生产中有着非常广泛的发展和应用前景。本文主要介绍了PLC电气控制生产系统的结构设计，对其功能模块以及运用环境进行了细致的分析研究，从而能够满足工业生产对PLC电气控制生产系统在性能以及可靠性方面的需求，为PLC电气控制生产系统未来的发展提供更加广阔的空间。
参考文献：
[1]吴洪洋；何湘宁；吕晓东.PLC控制中通信协议宏的应用[J].电气传动，2005.
[2]张桂臣.基于PLC的主机遥控系统的实现[D].大连海事大学，2006.
[3]汪小澄；张峰.PLC控制网络的组建与监控[J].计算机应用，2010.
[4]冯辉宗；陈勇；刘飞.自动控制中的网络技术[J].重庆邮电学院学报，2010.
[5]郭宗仁；王志凯；李琰.PLC分级递阶智能控制系统的实现与应用[J].电子学，2005.
