建筑电气设备中PLC控制器的功能及性能指标探析

徐梁博 程 奕 吴雨欣 李蒋武

(西华大学，四川 成都 610039)

可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称PLC)现正应用于各种机械设备当中，电气设备也如此。其安全稳定、灵便经济的特点推动着电气设备自动化的不断发展。PLC的性能指标是衡量其性能的参量，由于在电气设备中，不同的工作环境和工作条件所需求的PLC性能不同。为了经济节省，就必须把握其性能参数及其特点，所以探析电气设备PLC的性能指标十分必要。

1 PLC控制器的发展概述

PLC控制器是将计算机软件技术、自动控制技术融为一体的工业化控制器。PLC控制器之前，继电器接触控制器在工业生产中得到应用，但随着工业化进程的不断发展，继电器的“启停开闭”的硬件控制难以达到工业化进程中工业设备的复杂控制要求，继而产生了PLC控制器，其利用计算机的逻辑编程实现复杂的控制要求。目前随着工业化技术的不断发展，PLC技术、数控技术、CAD/CAM技术(计算机辅助设计/计算机辅助制造)和机器人技术成为工业自动化生产的四大支柱。

2 PLC控制器的控制功能

(1)开关量逻辑控制。开关量逻辑控制是PLC最基本的控制功能，目前在单机、多机群控制以及自动化生产控制等方面应用较多。(2)过程控制。模拟量控制即能将温度、湿度、压力、流速等非电量的参数进行控制调节。(3)运动控制。利用高速计数模块以及位置控制模块对单轴或多轴进行控制，使系统实现不同运动方式。例如应用在数控机床、电梯、机器人等设备上。(4)数据处理。PLC控制器能够对数据进行运算、移位、比较、转换、分析等计算处理。比如机器人控制系统、恒温室控制系统等。(5)实时监控。PLC控制器能监控整个系统各部分运行状态，对系统的异常运行情况进行在线调整，并能够修改系统控制源以及设定源值。(6)通信与联网。PLC能与其他PLC和计算机互联，从而形成集中的自动化控制网络，实现设备之间、设备与计算机之间的通信与联网，可实现更为复杂的控制要求，并可远程控制。

3 PLC的控制器性能指标分析

3.1 输入/输出点数

输入输出(I/O)点数即PLC控制器可以接受的输入和输出的信号的端子数，是衡量PLC控制器性能的重要参数。点数越多，可接受信号的端子数就越多，可控制的系统就越庞大。

3.2 扫描速度

扫描速度指扫描1000步用户程序所需要的时间，单位：ms/k步或μs/步。PLC控制器用户手册一般会给出扫描速度，可根据给定参数比较两个控制器的性能。扫描速度越快，其指令反应越迅速。

3.3 存储器容量

PLC控制器的储器容量决定了PLC可以容纳程序字节的数量。在PLC中程序指令是按“步”存放的，一个地址单元可存放一“步”，占用两个字节。一“步”一般占用两个字节，即一个字(约定一个字为16位二进制数，每8位二进制数为一个字节)。例如西门子公司PLC控制器S7—200系列221单元程序储存器容量为4096字节(4KB)，即容量为2000步。

3.4 指令系统条数

PLC控制器的指令系统条数的种类和数量也是性能指标的重要参数。系统指令的种类以及数量越多，其编程的潜力就越大，系统功能就越多，更容易完成复杂多变的控制调节任务。

3.5 内部寄存器的种类和数量

PLC控制器内部有许多用以存放系统实时状态和数据信息的存储器件，例如：内部各种继电器、特殊功能器件、定时器、数据寄存器等。这些器件的配置种类和数量决定PLC硬件功能的强弱。近年来，特殊功能的元件得到PLC厂商的重视，其特殊的控制功能形成产品的重要特色，功能也越来越强。PLC控制器还有一些其他性能指标，例如：扩展模块数量、编程方式、特殊功能模块的种类和数量等。不同的性能指标表达的功能要求不同，PLC的性能应综合各性能参数，不能只追求某一种性能而忽略其他性能参数。

4 结语

综上所述，随着PLC技术的不断发展，其在自动控制系统中将越加重要。因此，在进行PLC控制器的设计、使用中，应充分注重其功能作用和性能指标，根据系统的要求应答相应的功能和性能目标，从而优化自动控制系统，推动我国自动控制系统的不断发展。