電氣自動化設備中PLC控制系統的應用分析

張宏

摘要：為了實現對自動化機械設備的靈活控制，降低自動化機械設備的控制要求和生產成本，提高機械設備運行可靠性，技術人員研發了PLC控制系統，PLC控制系統是將計算機技術與機械技術相結合，運用計算機編程實現對機械設備的自動化控制。它具有體積小、可靠性高、模塊化組合靈活、功能強大、編程方便、適應工業環境、安裝維護簡單以及運行速度快等特點，應用越來越廣泛，已經被稱為現代工業的三大支柱（即PLC、機器人和CAD/CAM）之一。本文就PLC控制系統的運用與實現加以探討和分析。

關鍵詞：PLC控制系統;電氣自動化設備;運用;

一、PLC技術的概述

所謂PLC（Programmable Logic Controller）主要是指可編程控制器。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算，順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。計算機技術以及自動化技術兩者的融合，就能形成PLC技術。PLC的主要硬件構成要素分別是CPU、存儲器、編程器、數據接口這四個重要構成部分。利用PLC技術不但能提升機械設備的自動化程度，同時也能提升其應用效率和可靠性。

二、電氣自動化設備中PLC控制系統的功能及特點

1、編程相對簡單，使用方便。PLC系統編程簡單容易上手，甚至不需要掌握計算機知識，只是采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言即可完成編程，因此系統開發只需要很短的周期，容易進行現場調試，另外PLC還可以在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件。

2、PLC功能強大，性價比高。PLC內有大量且完備的可供用戶使用的編程擴展模塊，可以實現非常復雜的控制功能。它與相同功能的繼電器系統相比，具有很高的性價比。PLC可以通過通信聯網，實現分散控制，集中管理。

3、硬件配套完備，用戶使用方便，適應性強。PLC產品已經標準化、系列化、模塊化，配備品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進行系統配置，組成不同功能、不同規模的系統。PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線即可。PLC有較強的帶負載能力，可以直接驅動一般的電磁閥和小型交流接觸器。硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應工藝條件的變化。

4、可靠性高，抗干擾能力強。傳統的繼電器控制系統使用了大量的中間繼電器、時間繼電器，一旦觸點接觸不良，容易出現故障。PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關的少量硬件元件來實現系統運行，接線可減少到繼電器控制系統的1%-10%，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強的抗干擾能力。

5、系統的設計、安裝、調試工作量少。PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數器等器件，使控制柜的設計、安裝、接線工作量大大減少。PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設計法來設計。對于復雜的控制系統，設計梯形圖的時間比設計相同功能的繼電器系統電路圖的時間要少得多。PLC的用戶程序可以在實驗室模擬調試，輸入信號用小開關來模擬，通過PLC上的發光二極管可觀察輸出信號的狀態。現場安裝調試過程中發現的問題一般通過修改程序就可以解決，大幅減少系統的調試時間。

6、維修工作量小，維修方便。PLC的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝置和執行機構發生故障時，可以根據PLC上的發光二極管或編程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故。

三、電氣自動化設備中PLC控制系統的運用及實現

1、利用順序操控，提高工作效率

在電氣自動化設備運行時，隨著使用年限的增加，能耗和電氣故障率增加，維護維修成本增加，導致企業生產成本投入增加，效益降低。PLC控制系統的運用，可以將此弊端進行優化，也可以降低電能消耗，起到節省能源的效果，給企業帶來更好的效益。并且，PLC控制系統自身具備良好的安全性能，可以結合系統設定流程來對設備實施管控，由于使用邏輯語言編程，可有效避免手動操作的不穩定性。PLC控制系統流程管控方式，可以對電氣自動化設備開關量加以管控，同時把電氣自動化設備各個運行環節實施監控，讓設備操作更加簡便可靠，當其中一個環節出現故障時，會自動報警或者停機，確保電氣自動化設備的運行安全，減少設備事故發生概率。

2、用于閉環控制，簡化操作方法

PLC控制系統能夠運用在閉環控制中，簡化電氣自動化設備操作方式，提升整體工作效率。電氣自動化設備中閉環控制系統，一般以溫度、壓力、流量、轉速類控制集中運用為主，結合各種不同的工作需求和標準，選擇合理的PLC控制系統，可以讓電氣自動化設備處于科學運作狀態。PLC控制系統由于在閉環控制方面具備強大的的技術優勢，可以運用于各個種類的電氣自動化設備中，將原始的閉環管控方式加以優化，提升閉環控制的便捷性，并且確保電氣自動化設備運行安全。

3、控制開關量，增加安全性

電氣自動化設備中的開關量一般對磁性繼電器實施管控，管控方式較為繁瑣，故障較多，降低設備應用的可靠性和安全性。然而，把PLC控制系統運用到開關量管控中，可以避免上述問題，不但推動了新型繼電器的研發，而且對實現智能制造奠定了一定的工業應用基礎。另外，采用PLC進行開關量控制，不需要對磁性因素加以探究，讓開關量管控按照程序的邏輯關系結合開關位置相關流程來實現操作，確保了控制可靠性和安全性。

四、電氣自動化控制中PLC的應用趨勢

PLC控制系統操作簡便， PLC系統應用于電氣自動化控制，系統傳遞的指令都相對比較簡單，因而能夠方便工作人員理解，進而在一定程度上降低了操作和維護難度。如此一來，就能在確保整個電氣自動化的設備能夠工作正常，且沒有任何安全事故的前提下，不需要去特別尋找技術能力較高的工作人員，這不僅提高了工作效率，也降低了用人成本，對于整個企業的發展有著極大的幫助。由于其本身有著諸多的優點，（如可靠性強、體積小，重量輕，能耗低以及響應迅速）等，隨著經濟的回暖和國家政策的推動，基于對更高自動化程度和更高能效的自動化產品的需求，制造業會越來越多地應用PLC，這給PLC的創新與發展提供了不竭的動力。

結束語

綜上所述，現階段電氣自動化設備發展十分迅速，但是其仍然存在著許多缺陷。PLC控制技術的應用，能夠大大改善此類問題，不僅能夠保證設備安全穩定的運轉，而且還大幅提高了控制的效率。在未來，PLC技術還會有著更大的發展空間以及應用領域，電氣自動化在現代科技的運用越來越廣泛，對于我們國家的科技與經濟都有著十分重要的影響。因此需要結合應用領域繼續對其研究，提升工業自動化控制水平。

參考文獻：

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