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《电气控制技术》课程综述

摘要：电气控制技术是一门以电子技术、计算机应用技术为基础，以计算机控

制技术为核心，综合可编程控制技术、单片机技术、计算机网络技术，从而实现

生产技术的精密化、生产设备的信息化、生产过程的自动化及机电控制系统的最

佳化的专门学科。人事部门的调查统计数据表明，2001年～2005年计算机控制

技术专业人才需求已进入社会总体需求前五名的行业。

关键词：PLC应用程序

一．可编程控制器的概念

可编程逻辑控制器，是一种采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，

执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数

字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC是一种专门为在工业

环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，

用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指

令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展

其功能的原则而设计。

二．PLC特性及应用领域

1.使用方便，编程简单

采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此

系统开发周期短，现场调试容易。另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆

动硬件。

2.功能强，性能价格比高

一台小型PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的功能，可

以实现非常复杂的控制功能。它与相同功能的继电器系统相比，具有很高的性能

价格比。PLC可以通过通信联网，实现分散控制，集中管理。

3.硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强

PLC产品已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供

用户选用，用户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。

PLC的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。PLC有较强的带负载

能力，可以直接驱动一般的电磁阀和小型交流接触器。硬件配置确定后，可以通

过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。

4.可靠性高，抗干扰能力强

传统的继电器控制系统使用了大量的中间继电器、时间继电器，由于触点接

触不良，容易出现故障。PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩

下与输入和输出有关的少量硬件元件，接线可减少到继电器控制系统的

1/10-1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。PLC采取了一系列硬件和软

件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可

以直接用于有强烈干扰的工业生产现场，PLC已被广大用户公认为最可靠的工业

控制设备之一。

5.系统的设计、安装、调试工作量少

PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、

计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。PLC的梯形图程

序一般采用顺序控制设计法来设计。这种编程方法很有规律，很容易掌握。对于

复杂的控制系统，设计梯形图的时间比设计相同功能的继电器系统电路图的时间

要少得多。PLC的用户程序可以在实验室模拟调试，输入信号用小开关来模拟，

通过PLC上的发光二极管可观察输出信号的状态。完成了系统的安装和接线后，

在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决，系统的调试时间

比继电器系统少得多。

6.维修工作量小，维修方便

PLC的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。PLC或外部的输入装置

和执行机构发生故障时，可以根据PLC上的发光二极管或编程器提供的信息迅速

地查明故障的原因，用更换模块的方法可以迅速地排除故。

目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制

造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况主要分为如

下几类：

1．开关量逻辑控制

取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控

制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机

床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。

2．工业过程控制

在工业生产过程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变

化的量（即模拟量），PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算

法程序来处理模拟量，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多

的一种调节方法。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制