PLC在電氣自動控制系統(tǒng)中的應用與技術分析

唐東科 衡陽技師學院

前言

PLC（可編程邏輯控制器）是一種可編程存儲器，即其常用來存儲內部數據，并用邏輯語言來判斷和用虛擬數據、數字語言來控制機械生產，從而實現(xiàn)高效生產。PLC具有通用性強、可靠性高和能耗低等優(yōu)點，因此在交通、空調和數控機床等領域得到了廣泛的應用。據此，首先分析PLC的應用情況，然后再進一步論述PLC在電氣自動控制系統(tǒng)中的應用要點。

一、PLC的應用情況

調查顯示，國外產品占領了我國95%以上的PLC市場，但我國仍有一些實力很強的公司正在致力于開拓PLC業(yè)務。另外，我國工業(yè)企業(yè)的自動化程度偏低，說明PLC產品的應用空間很廣，比如機械行業(yè)設備80%以上仍用接觸器和繼電器實現(xiàn)控制?？梢?，我國市場PLC的應用潛力很大，有待深入挖掘。目前，PLC技術常用于交通、數據控制和空調等領域的電氣自動控制系統(tǒng)中，具體應用情況如下：

（一）交通領域。在交通電氣自動控制領域，PLC技術的應用體現(xiàn)在交通信號燈的控制上，以使車輛和行人在交通規(guī)則內有序活動，即：首先，利用控制系統(tǒng)控制線路，并利用邏輯可編程控制器控制信號燈，從而實現(xiàn)控制交通電氣自動系統(tǒng)的目的；其次，當交通出現(xiàn)問題時，基于PLC的電氣自動控制系統(tǒng)會利用交通監(jiān)控設備實時收集堵塞路段的信息，并經交通網絡直接向交通部門反饋收集到的信息，以方便交通部門及時處理，從而降低了交通事故率和保障了道路的暢通性。

（二）數據控制領域。在數據電氣自動控制領域，PLC技術的精準控制能力得以充分發(fā)揮。例如，在數控機床運行中,利用PLC編程方式完成數據電氣自動控制系統(tǒng)的編程，可以有效控制每一組數據的精準度，從而降低了電氣自動控制系統(tǒng)運行的誤差及使生產產品的質量更高?？梢姡跀祿姎庾詣涌刂祁I域，PLC技術的應用可以提高數據生產控制能力和可編輯能力，但對于PLC控制系統(tǒng)的選擇，要求從企業(yè)數據控制系統(tǒng)的客觀實際出發(fā)，以提高生產產品的質量。

（三）空調領域。為了響應國家環(huán)保戰(zhàn)略部署，空調領域對電氣自動控制系統(tǒng)提出了更高的要求，而PLC的應用大大降低了控制的難度，即：利用PLC技術，可排除外界因素的干擾，且用戶可按要求定制程序，高效運行空調電氣自動控制系統(tǒng)。例如，基于PLC的中央空調電氣自動控制系統(tǒng)可以高效運行中央空調控制系統(tǒng)，以使用戶按需使用空調，同時企業(yè)維修空調電氣控制系統(tǒng)的周期得以延長，從而實現(xiàn)了空調系統(tǒng)的高效運行和滿足了用戶的使用需求，并為企業(yè)創(chuàng)造了經濟價值。

二、PLC的應用要點

在電氣自動控制系統(tǒng)中，PLC技術的應用領域很廣，且應用效果顯著。為了進一步挖掘PLC技術在電氣自動控制系統(tǒng)中的應用價值，主要從以下方面淺談PLC技術的具體應用要點：

（一）開關量控制。PLC技術應用的實質是以虛擬繼電器代替機械繼電器。其中，虛擬繼電器在控制中的反應時間無限接近零，其非常便于控制開關量，并保證了開關量的穩(wěn)定性。傳統(tǒng)電氣自動化系統(tǒng)的控制器以電磁繼電器為主，而電磁繼電器因反應速度慢而無法實現(xiàn)實時控制，且電磁繼電器的電路接法復雜、維修與維護成本高，從而降低了電氣自動化系統(tǒng)的可靠性。從電磁繼電器的缺點上進行分析，PLC技術不僅在控制開關量上反應迅速，且操作便捷、器材無損，從而保證了電氣自動化系統(tǒng)控制的穩(wěn)定性。

（二）自動切換。電力系統(tǒng)的高可靠性是企業(yè)正常運行的基本要求，停電及電力故障會給企業(yè)帶來巨大的損失。為此，企業(yè)通常通過設置備用電源來保障供電的質量，但在實際使用中，供電電源需以手動操作的方式來完成切換，從而增加了電力企業(yè)的經濟損失。為了提高供電的穩(wěn)定性，基于PLC的備用電源系統(tǒng)得以廣泛應用，即：基于PLC的備用電源以編程的方式來確定設備工作的方式，同時其憑借強大的邏輯運算與數據處理能力來實時自動切換備用電源和完成其他操作。例如，在電力生產中，通過應用基于PLC的備用電源，消除了諸多電力系統(tǒng)運行障礙，且憑借PLC強大的邏輯運算與數據處理能力，大大提高了電力系統(tǒng)運行的可靠性。

（三）順序控制。在工廠電氣控制上，常規(guī)繼電器因反應時間不及時而導致控制不及時。但通過在順序控制中應用PLC技術，虛擬繼電器取代了常規(guī)繼電器，且虛擬繼電器憑借反應時間無限接近零、無接線和維護過程等優(yōu)點而實現(xiàn)了快速控制的目的，同時通過分、合閘操作，便可控制電路通斷，從而大大改善了斷路器的工作環(huán)境。例如，在火力發(fā)電廠的輸煤系統(tǒng)中，順序控制的應用大大提高了電力生產的效率，即：利用基于PLC的輸煤自動控制系統(tǒng)，工作人員直接利用電腦，便可實時控制工作現(xiàn)場，從而縮短了工作時間，提高了工作效率，減少了人力與物力資源浪費。

三、PLC的發(fā)展趨勢

在電氣自動控制系統(tǒng)中，PLC技術的應用優(yōu)勢不言而喻。但為了滿足電氣自動控制系統(tǒng)未來的發(fā)展需要，PLC技術也應同步實現(xiàn)進步，即：

（一）增強PLC的抗干擾性能。與傳統(tǒng)的電氣自動控制系統(tǒng)相比，PLC具有更強的抗干擾能力。但在極端惡劣的環(huán)境下，PLC控制系統(tǒng)卻不一定能夠獲得正確的數據，這樣無疑會阻礙生產活動的正常開展。可見，在未來的發(fā)展中，增強PLC的抗干擾性能勢在必行。

（二）與其它技術融合。為了實現(xiàn)PLC技術的創(chuàng)新與發(fā)展，融合其他技術的應用優(yōu)勢很有必要。例如，在工廠電氣控制中，結合AI人工智能系統(tǒng)，創(chuàng)造了一種新的控制思路，從而賦予了電氣自動控制系統(tǒng)工業(yè)網絡化、數字化、智能化和自動化的特點。