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与继电器控制系统的区别

继电器控制系统虽有较好的抗干扰能力,但使用了大量的机械触点,使设备连线复杂，且触点在开闭时易受电弧的损害,寿命短，系统可靠性差。

PLC的梯形图与传统的电气原理图非常相似，主要原因是PLC梯形图大致上沿用了继电器控制的电路元件符号和术语,仅个别之处有此不同。同时,信号的输入/输出形式及控制功能基本上也是相同的;但PLC的控制与继电器的控制又有根本的不同之处,主要表现在以下几个方面:

1.控制逻辑

继电器控制逻辑采用硬接线逻辑,利用继电器机械触点的串联或并联,及时间继电器等组合成控制逻辑,其接线多而复杂、体积大、功耗大、故障率高,一旦系统构成后,想再改变或增加功能都很困难。另外,继电器触点数目有限,每个只有4～8对触点,因此灵活性和扩展性很差。而PLC采用存储器逻辑,其控制逻辑以程序方式存储在内存中,要改变控制逻辑,只需改变程序即可,故称做“软接线”,因此灵活性和扩展性都很好。

2.工作方式

电源接通时,继电器控制线路中各继电器同时都处于受控状态,即该吸合的都应吸合，不该吸合的都因受某种条件限制不能吸合,它属于并行工作方式。而PLC的控制逻辑中,各内部器件都处于周期性循环扫描过程中，各种逻辑、数值输出的都是按照在程序中的前后顺序计算得出的,所以它属于串行工作方式。

3.可靠性和可维护性

继电器控制逻辑使用了大量的机械触点，连线也多。触点开闭时会受到电弧的损坏,并**械磨损,寿命短,因此可靠性和可维护性差。而PLC采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成,体积小、寿命长、可靠性高。PLC还配有自检和监督功能，能检查出自身的故障,并随时显示给操作人员;还能动态地监视控制程序的执行情况,为现场调试和维护提供了方便。

4.控制速度

继电器控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，触点的开闭动作一般在几十豪秒数量级。另外,机械触点还会山现抖动问题;而PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制,属于无触点控制，速度快，一般一条用户指令的执行时间在微秒数量级,且不会出现抖动。

5.定时控制

继电器控制逻辑利用时间继电器间控制。一般来说,时间继电器存在定时精度不高,定时范围窄,且易受环境湿度和温度变化的影响，调整时问困难等问题。PLC使用半导休集成电路做定时器,时基脉冲由晶体振荡器产生,精度相当高,且定时时间不受环境的影响,定时范围小可为0.001s,长几乎没有限制,用户可根据需要在程序中设置定时值,然后由软件来控制定时时间。

6.设计和施工

使用继电器控制逻辑完成一项控制工程,其设计、施工、调试必须依次进行,周期长,而且修改困难。工程越大,这一点就越**。而用PLC完成一项控制工程,在系统设计完成以后，现场施工和控制逻辑的设计(包括梯形图设计)可以同时进行,，且调试和修改都很方便。

从以上几个方面的比较可知,PLC在性能上比继电器控制逻辑优异,特别是可靠性高、通用性强、设计施工、调试修改方便,而且体积小、功耗低、使用维护方便。但在很小的系统中使用时,价格要**继电器系统。

PLC控制系统设计的一般步骤与传统的继电器——接触器控制系统的设计相比较，组件的选择代替了原来的器件选择，程序设计代替了原来的逻辑电路设计。

（1）根据工艺流程分析控制要求，明确控制任务，拟定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据。工艺流程的特点和要求是开发PLC控制系统的主要依据，所以必须详细分析、认真研究，从而明确控制任务和范围。如需要完成的动作（动作时顺、动作条件，相关的保护和联锁等）和应具备的操作方式（手动、自动、连续、单周期，单步等）。

（2）确定所需的用户输入设备（按钮、操作开关、限位开关、传感器等）、输出设备（继电器、接触器、信号灯等执行元件）以及由输出设备驱动的控制对象（电动机、电磁阀等），估算PLC的I/O点数；分析控制对象与PLC之间的信号关系，信号性质，根据控制要求的复杂程度，控制精度估算PLC的用户存储器容量。

（3）选择PLC。PLC是控制系统的核心部件，正确选择PLC对于保证整个控制系统的各项技术、经济指标起着重要的作用，PLC的选择包括机型的选择、容量的选择、I/O模块的选择、电源模块的选择等。选择PLC的依据是输入输出形式与点数，控制方式与速度、控制精度与分辨率，用户程序容量。

（4）分配、定义PLC的I/O点，绘制I/O连接图。根据选用的PLC所给定的元件地址范围（如输入、输出、辅助继电器、定时器、计数器。数据区等），对控制系统使用的每一个输入、输出信号及内部元件定义**的信号名和地址，在程序设计中使用哪些内部元件，执行什么功能格都要做到清晰，无误。

（5）PLC控制程序设计。包括设计梯形图、编写语句表、绘制控制系统流程图。控制程序是控制整个系统工作的软件，是保证系统工作正常，安全。可靠的关键，因此，控制程序的设计必须经过反复测试。修改，直到满足要求为止。

（6）控制柜（台）设计和现场施工。在进行控制程序设计的同时，可进行硬件配备工作，主要包括强电设备的安装、控制柜（台）的设计与制作、可编程序控制器的安装、输入输出的连接等。在设计继电器控制系统时，必须在控制线路设计完成后，才能进行控制柜（台）设计和现场施工。可见，采用PLC控制系统，可以使软件设计与硬件配备工作平行进行，缩短工程周期。如果需要的话，尚需设计操作台、电气柜、模拟显示盘和非标准电器元部件。

（7）试运行、验收、交付使用，并编制控制系统的技术文件。编制控制系统的技术文件包括说明书、设计说明书和使用说明书、电器图及电器元件明细表等。

传统的电器图，一般包括电器原理图、电器布置图及电器安装图。在PLC控制系统中，这一部分图可以统称为“硬件图”。它在传统电器图的基础上增加了PLC部分，因此在电器原理图中应增加PLC的I/O连接图。此外，在PLC控制系统的电器图中还应包括程序图（梯形图），可以称它为“软件图”。向用户提供“软件图”，可便于用户发展或工艺进时修改程序，并有利于用户在维修时分析和排除故障。根据具体任务，上述内容可适当调整。