什么是PLC？如何设计一个伺服液压系统？

2026-09-27 02:40:08

　　新手入行的我们，常常会从师傅或者其他同行哪里听到PLC、PLC编程。那么PLC到底是什么？

　　PLC，英文全称Programmable Logic Controller，中文为可编程逻辑控制器，是专为在工业环境下应用而设计的数字运算系统，它采用可编的存储器，在其内部存储逻辑运算、顺序控制、定时、技术和算数运算等操作指令，通过数字或者模拟式的输出输入来控制各种类型的机械设备或生产过程。

　　但今PLC非彼PLC，随着PLC技术的日益发展成熟，PLC不单单具有逻辑控制的功能，还包含了以上的功能，所以将其更名为可编程控制器(Programmable Controller)，虽然只是划去了逻辑二字，内涵却大不相同。但是由于改名后的它简写PC与个人电脑(Personal Computer)的简写相冲突，再加上习惯的原因，人们还是经常使用可编程逻辑控制器这一称呼，并仍使用PLC这一缩写。

　　在回答这个问题之前，首先要清楚伺服电机的用途，相对于普通的电机来说，伺服电机主要用于精确定位，因此大家通常所说的控制伺服，其实就是对伺服电机的位置控制。其实，伺服电机还用另外两种工作模式，那就是速度控制和转矩控制，不过应用比较少而已。

　　速度控制一般都是有变频器实现，用伺服电机做速度控制，一般是用于快速加减速或是速度精准控制的场合，因为相对于变频器，伺服电机可以在几毫米内达到几千转，由于伺服都是闭环的，速度非常稳定。转矩控制主要是 控制伺服电机的输出转矩，同样是因为伺服电机的响应快。应用以上两种控制，可以把伺服驱动器当成变频器，一般都是用模拟量控制。

　　伺服电机最主要的应用还是定位控制，位置控制有两个物理量需要控制，那就是速度和位置，确切的说，就是控制伺服电机以多快的速度到达什么地方，并准确的停下。

　　伺服驱动器通过接收的脉冲频率和数量来控制伺服电机运行的距离和速度。比如，我们约定伺服电机每10000个脉冲转一圈。如果PLC在一分钟内发送10000个脉冲，那么伺服电机就以1r/min的速度走完一圈，如果在一秒钟内发送10000个脉冲，那么伺服电机就以60r/min的速度走完一圈。

　　所以，PLC是通过控制发送的脉冲来控制伺服电机的，用物理方式发送脉冲，也就是使用PLC的晶体管输出是最常用的方式，一般是低端PLC采用这种方式。而中高端PLC是通过通讯的方式把脉冲的个数和频率传递给伺服驱动器。

　　方向的控制可通过换向阀或逻辑控制器完成。在一般的中小流量液压系统中，多数情况下都是利用换向阀的有机结合来达到所需的功能。目前，对于压力大、流量大的液压系统，通常都是通过插入阀和导控阀的逻辑结合来完成。液压执行器在工作过程中，不仅要保证系统在某一工作压力下运行，而且还需要多段或无级的连续调整，在节气门控制系统中，通常采用计量泵来提供所需的压力，并通过减压阀来实现。在容量调节系统中，采用变油泵供料，采用安全阀对其进行安全保护。

　　制定控制计划，绘制系统示意图；由于设备种类的差异，主机上各个执行器的连续动作有一定的规律，也有一些是随机和人工操作的。施工机械的操作机构大都是人工操作，通常采用多通道人工换向阀进行控制。加工机械中的各个执行器的序列操作一般都是使用行程控制，在工作构件运动到某一位置时，由电行程开关向电磁铁发送电信号，使电磁铁驱动电磁阀，或者是将行程阀直接按下，从而对后续操作进行控制。行程开关便于安装，而使用行程阀则需要与相关的油路相连，所以只有在管道连接较为便利的情况下才能使用。

　　静态计算：确定电力设备的参数，选择系统元件；动态计算：测量系统的各个部分的动态性能，作系统框图，并对系统的稳定性、响应特性和稳态精度进行计算；

　　在这个设计的过程中，上述各个环节都相互交错，不断重复，最终达到一种满意的效果。