PLC與傳統繼電器控制優勢探討

摘要：PLC全稱為可編程控制器，是如今自動化領域中使用較為頻繁的設備。目前，一些工業企業，在諸多機械設備的電氣控制的選擇方面仍然采用較為傳統的電器控制系統，通過繼電器觸點通斷的組合實現自控。但是這類系統往往有線路復雜，通斷觸點多，以及長期使用之后導致觸點容易損壞的現象發生，并且如果單個繼電器中一對觸點接觸不良，就有可能使得整個系統的運行受到影響。利用PLC取代傳統繼電器控制系統，不僅能提高生產效率，而且可以加速產品的更新換代。

關鍵詞：PLC；繼電器控制系統；可編程控制器

中圖分類號：TM571 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）16-0083-02

在傳統設備的控制系統之中，完成控制任務通常是把電氣原件鏈接起來，然后利用繼電器當中的線路得以實現。此等傳統的系統，可稱為“繼電器控制系統”。但伴隨著市場經濟的快速發展，電氣設備也進行著日新月異的更迭，工業生產自動化控制系統的全部設備皆有深刻的巨大變化。在這些大環境背景下，PLC（可編程控制器）應運而生。對比傳統的繼電器控制，擁有著不可同日而語的優勢。

1 PLC與傳統繼電器控制系統的比較

PLC（可編程控制器）是在傳統繼電器控制系統的基礎上，加以改進而發展出來的產物，其控制系統主要是由其與用戶輸入及輸出設備的連接而形成。二者間的區別可以在六個方面得到體現。

1.1 控制功能的區別

采取硬接線的方式，完成控制的功能是傳統繼電器控制功能的內涵。但是傳統的繼電器系統往往有線路復雜，通斷觸點多，功耗大，體積大，以及長期使用之后導致觸點容易損壞的弊端。而且，對于繼電器當中的觸點有著很大的局限性，一般來說，一個繼電器的觸點大至是四對至八對，故而在擴展性與靈活性上表現得很差。而PLC利用的是其存儲器的邏輯，主要利用軟接線的方式，通過控制程序來完成控制功能，故而，只要改變了PLC存儲器之中的程序就能改變控制邏輯。并且，PLC的控制系統中每個繼電器的觸點數從理論出發而言并沒有限制，體積小，功耗小，在擴展性與靈活性上比之傳統的繼電器控制系統有著巨大的優勢。

1.2 工作方式

當接通電源的時候，傳統繼電器控制系統之中的各個繼電器皆屬于受制約的態勢，但PLC則屬于處在一種保持著定期循環的狀態，因此PLC的控制系統中的繼電器其受到的制約時間顯得十分有限。

1.3 限時區別

傳統繼電器一般都是利用時間繼電器的滯后動作所進行限時，所以往往定時精度有所偏差，在受到環境溫度以及適度的影響背景下，定時的時間會發生變化。而關于PLC的則主要采用半導體集成作為定時器，時鐘的信號由時鐘內部的振蕩器負責傳輸，故而精準度十分高，其定時時間也不會受到環境方面的影響。用戶可以根據自身所需，在程序之中進行定時值設置，最后由軟件與硬件計數器來對時間定時控制。

1.4 控制區別

傳統繼電器主要利用觸點的機械化運轉來實現其工作意義，繼電器觸點的開啟以及關閉的時間常常在不到一百毫秒，工作頻率低，另外其觸點時常呈現出抖動的狀態。PLC則是通過程序當中的指令對電路實施控制，所以，速度常常會極快。一般情況下，用戶所發的指令用到的時間都會以微秒來計算。并且，因為PLC內部有著非常嚴謹的同步功能，所以，絕對不會出現抖動的狀態發生。

1.5 施工和設計

傳統繼電器如若對一項工程進行控制，其施工、邏輯設計以及調試皆必須依次而行，而且它的耗時極長，在使用過程中的修改方面也會面臨不小的困難。而PLC如若對一項工程進行控制，在設計完系統后，控制邏輯的設計以及現場施工都可以同時進行，并且在修改與調試方面都很輕松。

1.6 可靠性與可維護性

繼電器系統一般都采用了許許多多的觸點，連線十分復雜，在觸點面臨開啟以及關閉的時候，時常會被電弧所損害，而且在磨損方面十分嚴重，使用的時間短，在可靠性以及可維護性方面表現得很差。而PLC主要使用的是微電子的技術，絕大數的開關開啟以及關閉的動作都是由沒有觸點的半導體電路完成的，不僅體積小，而且使用的時間很長，可靠程度高。因為PLC控制系統的內部具有自診功能，所以在維護方面更為便捷。

2 PLC替代繼電器的設計方法以及步驟

2.1 系統的了解被控對象

系統充分地了解被控設備在機械功能以及工藝過程中的狀況，并且研究繼電器的控制原理，掌握它的結構、性能以及工作的基本原理，為最終的程序設計和調試奠定基礎。

2.2 確定PLC輸入點數

在了解了以上電路原理圖的基礎之上，進行PLC控制系統的輸出負載以及輸入信號，出于便捷的考慮，可以將繼電的原理圖，還有輸入期間和輸出器件進行分類。在大多數的情況之下，繼電器的按鈕、線路開啟與關閉按鈕、行程的開啟與關閉按鈕、壓力的開啟與關閉按鈕以及觸點等等皆可以作為PLC的輸入信號，清楚了這些，再對輸入信號進行編制并且做成表格，使之能夠清楚PLC控制系統的輸入點數，畫出連接圖以及輸入點分配。

2.3 確定PLC的輸出點數

在負責控制電路的繼電器執行原件當中，例如電磁閥以及電磁鐵線圈都是PLC的輸出負載，其個數則為PLC的輸出點數，進行輸出點分配以及畫出連接圖。

2.4 編制PLC梯形圖、寫出相應指令表

根據電路中的輸入點以及輸出點的分配圖，輸入期間與輸出期間的分類列表，列出傳統繼電器控制系統與PLC控制系統的梯形圖，并且要寫出梯形圖中相應的指令表，以此為PLC最終替代繼電器系統作出最后的步驟總結。

3 PLC控制系統替代傳統繼電器控制系統的改造中應該注意的問題

盡管傳統的繼電器控制電路圖與PLC控制系統的梯形圖其結構非常相似，但二者畢竟屬于兩種不同的控制方式，故而在進行設備改造時還需要注意以下兩點；endprint

3.1 程序翻譯時要遵循PLC程序的編寫規則

在傳統的繼電器電路圖中，許多節點的觸點、電路以及輸出原件的放置是十分隨意的，但是在PLC控制系統的梯形圖中，觸點要在梯形輸出線圈的左邊，而線圈則必須放置右邊；而在傳統的繼電器電路圖中，其觸點既能夠出現在水平線路上，同時亦可以出現在垂直線路中；觸點在梯形圖中只能顯現在水平線上。在對梯形圖內容進行表達方面，應該盡量簡練，避免或者減少特殊的結構語句，直譯時需要仔細分析傳統繼電器的電路圖，在已經保障輸入信號以及輸出原件有所對應的邏輯關系基礎之上，進行局部的調整，把有并聯觸點的部分以及串聯觸點比較多的部分放在程序上方的左邊，把僅有串聯的觸點放在中間，如此一來，既可以簡化程序，也可以加快程序的運行速度。

3.2 盡量減少PLC控制系統的輸入與輸出點數

在價格方面，PLC控制系統與輸入、輸出點的數量密切相關，這就意味著減少點數便能降低改造的成本。一般而言，每一個輸入及輸出信號都需要占據PLC控制系統的一個點，但在傳統繼電器的電路圖中，幾個輸入原件的觸點——串聯與并聯電路總是作為整體呈現，故而可以將其作為整體連接至PLC控制的單個輸入點上。如一些元件的觸點要是在傳統繼電器電路圖中僅僅出現一次且只與某個輸出端的負載形成串聯，那么便可不必將其單獨作為PLC控制系統的輸入信號，可以將它與輸出負載串聯之后，連接至PLC的輸出端。傳統繼電器控制電路中，較為簡單與相對獨立的部分，仍然可以繼續延用繼電器控制，如此也可減少PLC的點數。

4 結語

隨著電氣設備日新月異的更迭發展中，PLC控制系統也在不斷成熟，其可靠性與低價性也尤其突出。事實證明，PLC控制系統不僅能夠有效地解決傳統繼電器控制方面的不足，其自身的控制效果也明顯優于傳統繼

電器。

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作者簡介：馮罕剛（1957—），男，廣東肇慶人，肇慶市技師學院教研督導室電工工藝一級實習指導教師，研究方向：電氣自動化。endprint