刍议西门子PLC在电气控制中的应用

王营

（大连智云自动化装备股份有限公司，辽宁 大连 116000）

一、PLC可编程控制器技术的综述

PLC可编程控制器全称为Programmable Logic Controller（简称为PLC技术），是上世纪中期美国科学家对传统的继电器设备进行改造创新，研发推出了PLC可编程控制器，并在短时间内普遍被各个国家的不同行业领域推广使用。PLC可编程控制器融合了互联网信息传播技术、通讯控制技术、信号处理技术和计算机数据处理技术，本质上是存储器电气设备具有了数据统计、计算和编程功能，根据操作人员输入的指令，完成计算、统计、定时、顺序排列、逻辑演示、信息存储等任务，最终实现自动化控制和生产。PLC可编程控制器的推广使用，提高了工业生产的效率，解放了人力资源，有利于企业盈利收益的提高。

数据统计和实践证明，西门子PLC可编程控制器技术在电气工程自动化系统中的应用，其工作原理是借助信号处理、通讯控制技术实施对机械设备的自动化操作。西门子PLC可编程控制器技术在电气自动化系统中的推广应用，提高了劳动生产效率，增加了盈利收益。

二、西门子PLC可编程控制器技术的特色与优势

西门子PLC可编程控制器的特色优势包括：

一是，质量轻和体积小。在各种类型的西门子PLC可编程控制器中，最小型的控制器能耗低，质量小于150克，控制器底部规格小于100毫米，便于安装在电气设备和电气设施中，实现机电一体化控制。

二是，西门子PLC可编程控制器适用范围广。西门子PLC可编程控制器拥有杰出高效的计算功能和逻辑演示功能，被广泛使用在位置控制和温度控制等劳动生产活动中。

三是，西门子PLC可编程控制器不易受外界影响和干扰，运行较为稳定。西门子PLC可编程控制器融合了抗干扰工艺和电路集成工艺，其在工业生产中具有运行稳定的优势，而被大规模广泛投入使用。西门子PLC可编程控制器能够对电气设备故障实施分析和检测，并在确认故障后，向自动化系统发出警告，同时还具有防范系统被盗写、被篡改的防攻击保护机制。

由于西门子PLC可编程控制器的不易受外界影响和干扰，适用范围广，质量轻和体积小，使用便于理解的计算机编程语言等优势特色，被普遍使用在工业生产的电气自动化系统应用控制中。

三、PLC可编程控制器技术的运行流程

现场信息的输入：在系统软件的控制下，按照顺序对输入点进行扫描，并读取输入点的状态。程序的执行：对用户程序中的指令按顺序扫描，并根据输入的状态及指令进行逻辑性运算。

控制信号的输出：根据以上逻辑运算的结果，输出状态寄存器向各个输出点同时发出相应的信号，以实现所需的逻辑控制功能。以上过程完成后，再重新开始，并反复执行，每执行一次即完成一个扫描周期。

四、电气工程自动化系统中PLC可编程控制器技术的应用

（一）开关量逻辑的控制

这是西门子PLC控制技术中最基本、最广泛的应用领域。替代了传统的继电器电路，并同时实现顺序控制及逻辑控制，既适用于单台设备的控制，也可以应用于自动化流水线中，如生产线、组合机床、磨床、镗床和龙门刨床等。

（二）控制模拟量

在实际工业生产过程中，会出现很多连续变化的物理量，如温度、速度、流量、液位、压力等模拟量。这些模拟量可通过数字量之间D/A转换和A/D转换得以实现，确保编程器对模拟量实现处理。

（三）集中式控制系统

集中式控制系统主要采用一台功能较强大的西门子PLC监视系统、对多个设备进行控制，已形成“中央集中式”的计算机控制体系。在该项系统中，每个设备之间的连锁、联络关系以及运行顺序等都由中央西门子PLC来统一完成。可见，集中式控制系统比单机控制系统的成本低，更经济实惠。但如果其中一个控制对象的程序需要做出改变，就要停止中央西门子PLC的控制，同时其他控制对象也随之停止运行。

（四）分散控制系统

在分散控制系统中，每一个控制对象都需要设置一台西门子PLC，每台西门子PLC之间能通过信号的传递而产生内部响应、发令或连锁等，或者可由上位机通过数据通信总线完成通信任务。分散控制系统中采取多台机械生产线控制的方式，每条生产线之间都有数据相连接，由于每个控制对象都是由自身的西门子PLC来控制，所以如果某台西门子PLC运行停止，对其他西门子PLC不会产生影响。

（五）运动控制

西门子PLC能够对圆周运动或者直线运动进行控制。在控制机构的配置中，过去进行的为直接应用于传感器及执行机构中，而现在则可以采取专用的运动控制模块。例如多轴位置的控制模块、伺服电机其单轴、可驱动步进电机等，西门子PLC可广泛应用于机器人、机械、电梯、机床等多种场合。

（六）数据处理的应用

西门子PLC在数据处理过程中，具备数据传送、数据转换、数学运算、查表、排序及操作等功能，并完成对数据的采集、分析与处理。这些数据可以与存储于存储器中的数据同时具备参考价值，并完成控制操作。另外，这些数据也可以通过通信功能的实现而传输到智能装置中，或者打印成表。

五、结论

综上所述，西门子PLC可编程控制器在工业生产电气自动化系统控制中的应用，提高了工业生产的效率和质量，有利于保证电气自动化系统的可靠、安全运行。作为电气系统设计人员应树立科学的电气设计意识理念，对 PLC可编程控制器的工作环境全面分析，结合不同情况和不同需求，优化西门子PLC可编程控制器设计方案，保证PLC可编程控制器无故障、安全工作运行，为企业生产与发展做出有益贡献。