關于電氣自動化的PLC技術實踐解析

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可編程控制器PLC技術的應用，克服了傳統電氣自動控制存在的很多缺陷，真正意義上實現了電氣設備自動化控制。隨著科學技術的不斷發展，PLC技術日漸成熟，在我國自動化控制領域發揮著重要的作用。特別是在工業控制領域、建筑領域、電力系統領域中，PLC技術的自動化控制效果十分突出，大大提升了各行業的生產作業效率，節省生產成本，實現了各企業經濟效益的突飛式發展。

1 概論

隨著通訊技術和現場總線技術的成熟發展，結合計算機技術和自動控制技術，可編程控制器PLC技術應運而生。PLC技術以微處理器作為核心，結合計算機技術、通訊技術、控制技術和互聯網技術于一體，基于自動控制原理實現工業設備自動化控制。PLC技術起源于二十世紀70年代，主要被應用于汽車生產工業當中，隨著科學技術的日漸成熟，促進了PLC技術的發展，PLC技術得到不斷完善，自身的功能效用大大提升，逐漸實現儀表、電氣、自動控制的一體化發展。在目前為止，以PLC技術為基礎，實現了現場總線控制和集散控制系統的主要控制模式。未來發展中，PLC技術必將成為一個更加開放、新穎的全新分布式系統模式。

當前對于PLC技術的主要應用，通常實在工業控制領域、電力系統領域和建筑工程領域。PLC的主要結構包括電源、存儲器、數據接口和功能模塊。而在PLC當中，電源是整個PLC的動力源頭，如果電源發生故障，整個控制系統都將停止工作。所以在PLC的生產制作過程中，各個PLC品牌企業對于電源的重視程度日漸加深。PLC中的CPU是整個系統的核心處理中樞，它實現了整個系統中的數據分析處理功能，對系統狀態和數據傳輸狀態進行判斷和處理，是實現自動控制的核心組成。寄存器作為PLC的數據存儲裝置，能夠大容量存儲輸入輸出信號數據，供CPU調用分析處理。PLC技術的應用，主要體現在靈活性、便捷性和復雜環境適應性上，能夠很好的融合到工業控制當中，為企業實現自動化控制功能，節約生產成本，同時提升經濟效益。

2 PLC工作的優勢特點

2.1 反應速度快

PLC控制系統使用軟件系統代替了傳統工控中的時間繼電器、中間繼電器等，解決了傳統繼電控制中內部接線的繁瑣和雜亂。有效縮短了節點變換時間，使得它的運行反應速度大幅度提升。

2.2 可靠性強

PLC系統具有很強的抗干擾能力，能夠滿足多種工業生產復雜環境要求，PLC系統運算均在編輯器內部進行，受到環境影響較小，能保證PLC系統有著非常強的抗干擾性能力，這樣就可以滿足復雜多變的工業生產環境的要求。同其他相關技術比較，PLC技術更加可靠、有效，在眾多工控設備當中，PLC成為最可靠的控制系統之一。

2.3 操作安裝簡便

PLC產品屬于模塊換硬件裝置，具有自身定式系統標準。用戶需要結合自身需求出發，選擇合適的PLC模塊，根據定式標準進行系統自由化配置即可。PLC產品的安裝接線十分便捷，只需要按照設計要求，將輸出輸入端口與其他電器元件相連，就可組成成套控制系統。PLC的程序編寫語言以梯形圖為主，簡單易懂，容易掌握。PLC系統的控制模式通常需要設計人員對編輯器進行程序編寫，系統將按照編好程序完成自動控制。

2.4 方便維護維修

PLC系統發生故障率低，其內部具有強大的自診斷功能，能夠很好的處理微小故障。當PLC自身或者外接裝置發生故障時，PLC自身或者系統都會為工作人員提供報警信息，供工作人員參考排查，接觸設備故障問題。

3 在電氣自動化控制系統中PLC技術的應用

PLC技術的最初應用是在自動化系統的開關量控制方面，由于當時應用的監控技術落后，而系統自身對數據的處理能力不夠，導致系統具備的服務效能很差。隨著科學技術的成熟發展，PLC技術功能得到完善和改進，其應用范圍得到相應的拓展。在電氣自動化控制當中，PLC技術的應用主要體現在以下幾方面。

3.1 順序控制

當前電氣輔助系統中存在的兩種主要控制方式，一個是開關量控制，另一個就是順序控制。所謂順序控制，就是按照預設的生產工藝流程，將控制系統工作內容分解成獨立控制動作，根據PLC內部狀態和時間順序，完成輸入輸出信號動作，將生產運行動作按照正常工序獨立有序的實現。在實際的運用過程中，為了符合節能減排、降耗增效的生產要求，眾多企業都重點關注了生產作業的自動化技術應用水平。這樣的背景之下，傳統的繼電器控制被PLC可編程控制器所取代，并在電氣輔助系統中實現功能要求，發揮重要作用。在運行過程中PLC技術應用對工藝流程實現單獨控制，同時配合通訊總線與信息模塊工作方式，實現對整個生產工作的有效順序控制。以自動化沖床生產線為例，整個生產過程為上料、沖壓、取件，到再次上料沖壓。簡單的控制過程，顯示的工序動作明了。將上料機、取料設備與沖壓設備通過PLC系統進行自動化連接控制，在整個系統控制過程中，PLC系統對生產過程進行簡單的順序控制，單獨對每一步動作進行順序控制，完成上料－沖壓－取料－上料的循環操作。能夠實現無人化生產工作，降低成產成本，提高工作效率，保證生產安全。

3.2 開關量控制

傳統工控系統中，通常選擇電磁繼電器來實現工業自動控制功能。在系統運行過程中，大量的觸電動作可能會對電磁繼電器壽命造成嚴重損傷，導致觸電故障頻繁，嚴重影響系統的穩定、可靠性。同時在傳統控制系統中，對于繼電器的連接使用導致系統接線復雜，維護維修繁瑣。工控自動化應用PLC系統后，取代了傳統繼電器實物元件，由PLC內部邏輯控制實現繼電器功能。這樣既降低了繼電器接線復雜帶來的風險和維修工作量，同時也提高了系統的運行可靠性。PLC系統通過對開關量的控制，實現信號輸出輸入功能，結合編寫程序，完成整個工控自動化系統的有效控制。在我國火力發電的主控系統和輔控系統中，PLC的開關量控制應用比較廣泛。利用PLC，火電系統中大量減少了輔助開關的數目，同時實現了信號的集中顯示控制功能。這樣大大減少了系統檢修維護的工作量。由于PLC系統具備良好的數據處理、邏輯判斷功能，能夠有效自動分析系統的整體運行狀況，同時具備抗干擾性強，接線簡單，調試方便，檢修維護工作量少的特點，為火電系統自動供電功能提供了保障，有效提高了火力發電控制系統的可靠性。

3.3 閉環控制

電機的啟動方式多種多樣，比如自啟動、現場控制箱按鈕手動啟動和機旁手啟動等。PLC技術在電氣系統運行中能夠實現泵類電機自動啟動功能。同時可依據泵機在運行過程中需要持續的時間來完成泵機的循環啟動控制。在當前電氣系統中，傳統控制與PLC控制技術相結合，能夠有效提升系統的自動化程度。傳統常規控制可作為PLC控制的補充，實現整個系統運行過程的自動化閉環控制。如果PLC系統發生故障，作為補償控制措施，傳統控制方式能夠在故障停止后實現系統的自動控制，保證泵機設備正常運行，不影響工作進度。

4 總結

PLC可編程控制器技術在隨著科學技術的發展而不斷更新完善，它的功能將變得更加多樣化，在工控領域、電力領域和建筑領域中PLC技術將不斷別應用，能夠更好的為各個領域提供自動化控制環境，加快實現我國自動化進程。PLC技術在電氣自動化中的應用顯得尤為重要，實現了我國自動控制領域的系統穩定性和可靠性，為我國自動化建設提供有力保障。

［1］歐國鎮.關于電氣自動化中應用PLC技術的相關探索［J］.山東工業技術，2014(15):14－14.

［2］巫加大.電氣設備自動化控制中應用PLC技術的實踐分析［J］.數字技術與應用，2013(5):4－4.

［3］李平.淺析PLC技術在電氣自動化中的應用［J］.現代制造，2013(33):101－101.