文 献 综 述
1 研究意义
PLC技术主要是结合计算机与继电器控制等技术，运行PLC系统，通过系统中的控制器来进行运行程序的编程以及对内部的存储进行全面的记录、协调、操作等方面控制。相对于传统的电气控制方法，PLC控制方法主要采用软接线方式，其控制逻辑以程序的方式放在存储器中，系统功能键可通过改变程序来实现。其“软继电器”的触点数量无限，使得PLC系统拥有的较好的灵活性和可扩展性。PLC的控制速度更快，不会出现触点抖动的问题[1-2]。且PLC控制相对于传统的电气控制方式，其使用寿命更长、可靠性更高，且具有自诊断功能，便于维护和现场调试[3]。此外对于变频电机控制系统，采用PLC与变频器控制系统，能简化控制系统，是系统拥有更快地响应速度、更高的可靠性、延长系统使用寿命。
2 国内外发展情况
随着大规模集成电路技术的迅速发展以及通讯技术的不断进步，PLC的发展也十分迅速。世界上公认的第一台PLC是1919年美国数字设备公司（DEC）研制的。这一时期的PLC可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。70年代，可编程逻辑控制器进入实用化发展阶段，PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，以及更可靠的工业抗干扰设计和模拟量运算等功能。80年代，可编程控制器的发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化，可编程控制器发展逐渐趋于成熟。到20世纪末，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。如今的可编程控制器发展朝着更复杂化和精确化前进[4]。可编程逻辑控制器具有更强的运算能力和抗电磁干扰能力,在数据交换方面的能力和需求也不断提高，价格更低，可靠性更高。其次，编程语言高级化，多样化。此外，PLC也朝着小型化、超小型化发展、模块更丰富的方向发展。随着通信技术与计算机技术的发展，PLC控制系统与二者实现了完美的结合，PLC控制系统不再是一个封闭的系统，它向所有具有控制权限的计算机用户开放，并形成以PLC控制系统为中心的网络控制系统。但目前为止，标准通信网络响应速度还是很慢，很难达到实时控制的目的[5~7]。
当前PLC技术可根据其应用形式对其进行区分，其中主要包括以下几个类型：
- 基于开关量的逻辑控制。开关量的逻辑量控制是最常见的类型，基于开关量的PLC技术取代了传统继电器电路，它不仅可以用于单个设备的控制，还可以实现同时控制多个设备。
- 基于模拟量的控制技术。实际应用中，除逻辑电平信号外，还有许多连续信号，这就需要用到模拟量控制技术，常见的模拟量信号有温度、湿度、压力等。由于PLC只能处理数字信号，在应用过程中需要将模拟量进行数字化转换，此过程需要借助A/D和D/A转换器实现。PLC厂家在设计研发过程中，就已经研发了与之相匹配的A/D和D/A转换器，保证PLC器件能够对模拟控制信号做出正确的响应[8]。
- 基于运动控制的PLC技术。可编程控制器能够在圆周运动和直线运动控制中得到很好的运用。在控制机构的配置上，基于开关量的串口控制模块需要与位置传感器相连接，根据执行机构的运动情况。，进行周期性响应[9]。目前常用的运动控制PLC模块有单轴位置控制模块，多种位置控制模块，此类模块数控机床、机器人、交通运输领域应用广泛。
- 基于过程控制的PLC技术。过程控制就是自动控制原理中的反馈控制（或闭环控制），在PLC技术的实际应用中，不仅需要对现场状态进行及时的反馈，还应当具备对过程量的控制能力[10]。
对于我国，我国PLC的引进、应用、研制、生产是从改革开放开始的。20世纪80年代，我国在引进设备中大量使用了可编程逻辑控制器。随着经济信息时代的到来，我国在是石油化工、机械制造、冶金钢铁、汽车等企业的生产设备及产品中不断扩大对可编程逻辑控制器的能力。我国上海东屋电气有限公司生产的CF系列、大连组合机床研究所生产的S系列、杭州机床电器厂生产的DDK及D系类、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。
对于变频器，随着电力电子技术、微电子技术、大规模集成电路的发展，变频器及变频调速在工业上被大量应用[11]。其控制方式经历了以下4代
- U/f=C的正弦脉宽（SPWM）控制方式
其特点是控制电路简单，成本较低，机械特性硬度较好，能满足一般传动的平滑调速要求。但是这种控制方式在低频时输出电压较低，转矩受定子电阻的压降影响比较显著，是输出最大转矩减小。
- 电压空间矢量（SVPWM）控制方式
它是以三相波形整体生成效果为前提，以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的，一次生成三相调制波形，以内切多边形逼近圆的方式进行控制的[12-13]。
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