電氣自動化設備中控制系統PLC的運用分析

王勝卷

摘要：目前，隨著我國經濟快速發展，促進著電氣自動化設備普遍應用，國家也特別重視電氣自動化技術在企業發展中的應用，為企業發展運行帶來極大便利。PLC控制系統作為電氣自動化設備的核心技術，在應用過程中有著很高的可靠性、實用性以及適應性。PLC控制系統在任何設備任何領域間都可以靈活運用。因此重視PLC控制系統在電氣自動化設備中的應用分析，對于電氣行業未來發展具有重要意義。

關鍵詞：電氣自動化設備;PLC;控制系統;應用分析

前言：隨著我國科學技術不斷發展進步，電氣自動化設備也得到了不錯發展，但是在電氣自動化設備運行過程中，傳統控制技術已經難以滿足工業對于設備的需求，傳統控制技術的缺點逐漸顯露出來。為了不斷提升電氣自動化設備控制效果，PLC控制技術逐漸被人們所發現，與傳統控制技術相比，PLC控制技術在靈活性、穩定性、可靠性等方面都略勝一籌。因此，本文對PLC控制系統的原理以及應用特點進行分析，對于PLC控制系統在電氣自動化設備中的應用做具體闡述。

一、PLC控制系統的原理分析

PLC控制系統在應用過程中分為三個階段：采樣輸入階段、指令執行階段、輸出階段。在采樣輸入階段，利用邏輯控制系統對輸入信息進行讀取且存儲，做好數據詳細記錄，完成采樣后對信息進行規范化存儲，并檢查脈沖信號是否穩定，保證能夠準確輸入采樣[1]。在指令執行階段，系統自動按照安排好的順序及線路，進行指令操作，若系統自動運行完畢意味著執行階段操作完成，進行下一項輸出階段，作為PLC控制系統最后運行部分，在可編程控制器完成所有執行命令后，自動對信息及數據進行收集、鎖存電路，從而實現完整的電氣自動化控制。

二、電氣自動化設備中控制系統PLC的特點分析

（一）實現迅速反應

在PLC控制系統中，繼電器是其構造中關鍵部分，繼電器直接影響著電氣自動化設備運行質量。與傳統的控制技術相比，PLC控制系統中的繼電器不需要導線進行連接，也不需要考慮不同點位間的返回系數，使得整個系統在運行過程中反應更快，信息處理效率更高。

（二）操作便捷

運用PLC控制系統的電氣自動化設備，對于提高自動化設備管理水平、提高工作效率有著較大影響。與傳統控制技術相比，PLC控制技術在操作性方面更加具有優越性，其工作指令也相對簡單、一目了然，大大降低了工作人員對于設備指令的理解難度，從而簡化設備操作難度、提高工作效率。因此在PLC控制系統應用過程中由于其系統操作便捷性，對于操作人員專業技能要求并不高，可以減輕企業人員方面運行成本[2]。

（三）安全性有保障

將PLC控制技術應用到電氣自動化設備中，可以將其系統穩定性、安全性變現得淋漓盡致。對于電氣自動化設備來講，安全、穩定運行是保證工作效率的前提，應用PLC控制技術的電氣自動化設備，對于設備的抗干擾能力有很大提升，從而保證設備安全、穩定運行，從而提高企業生產效率，促進企業經濟發展。

三、電氣自動化設備中控制系統PLC的運用分析

（一）順序控制中控制系統PLC的應用

在應用PLC控制系統的電氣自動化設備運轉過程中，順序控制是其控制系統內最關鍵也是最重要的控制方式之一。運用PLC控制系統可以對順序控制進行進一步優化，對于控制資源消耗有著相當重要意義，在運用過程中應當結合實際對系統進行調整，保證順序控制可以在PLC控制系統中變現得更加協調，促進其節約資源效果展現，從而提升PLC控制系統自身價值[3]。根據實際運行情況分析，在順序控制中應用PLC控制技術，可以極大提升自動化設備運行能力，從而提高設備工作效率以及企業運行效益。

（二）開關量控制中控制系統PLC的應用

在自動化設備運行過程中，除了順序控制，開關量控制有著相當重要的地位[4]。運用PLC控制系統的開關量控制技術，可以對設備進行精準且高效控制，從而促進電氣自動化設備穩定運行，避免一系列由于管理不當所導致的安全事故發生。在將PLC控制系統應用在開關量控制中時，首要需要考慮開關使用量控制，合理控制開關使用量可以極大程度地促進信息資源整合，使開關量控制發揮其實際應用效益，從而保證對系統內安全隱患有效處理，提高系統穩定性，提高自動化設備運行效率，促進企業健康穩定發展。

（三）閉環控制中控制系統PLC的應用

閉環控制不僅是電氣自動化設備中的關鍵組成，還是應用PLC控制系統的目的之一。因此，閉環控制在電氣行業很多設備運行過程中其作用都不容忽視[5]。在閉環控制中應用PLC控制系統，不僅可以提高電氣自動化設備管理能力，還可以引導電氣自動化設備發展方向。例如：在電氣行業，在對泵類設備啟動管理過程中，傳統泵類啟動方式需要進行人工啟動與設備自動啟動相結合方式才可對設備進行有效啟動。在對閉環系統應用PLC控制系統之后，可以與設備形成高度匹配性，避免自動化設備由于其控制系統自身矛盾，出現故障。在閉環控制中融入PLC控制系統，可以對電氣自動化設備運行進行相應優化改善，提高設備運行效率，將開關量控制與閉環控制相結合，可以進一步提升設備穩定性，保證企業經濟效益。

（四）西門子S7-1200 PLC在工廠監控過程中的應用

網絡結構圖如下：

基于廠內的工業以態網網絡平臺，采用集散型控制系統。系統采用工業以太網Ethernet和Modbus工業現場總線組網，是典型的三級控制系統，即現場設備層、現場控制層、中央控制層。

現場設備層： 分為現場傳感器或設備控制器和現場通信網絡兩部分。現場傳感器或控制器負責對特殊專用設備的控制和數據采集;現場通信網絡負責將采集到的數據匯總到現場控制層的PLC。此網絡是RS485 Modbus現場總線網絡。

現場控制層：以西門子PLC S7-1200為控制核心（實驗室站點帶有觸摸屏人機界面），自動和手動控制各個站點具體的電氣設備，監視設備的運行狀況，能夠對其進行參數設定（觸摸屏具備設備檢修狀態設定功能，被設定為檢修狀態的設備自動禁止投入運行），有實時報警顯示和歷史報警記錄;同時對現場數據采集，用以態網的方式傳輸到中央控制層。在中央控制層通訊發生故障時，現場控制層能連續獨立地控制和其有關的設備（各分站都處于各分站PLC自控狀態下）;同時故障區域控制層的分站控制層通過其自身自動化信息監控系統獨立工作;當分站控制層發生通訊故障時，不影響上層通訊界面的通訊，分站通過其自動控制系統獨立控制。如下圖

中央控制層：以數據采集服務器、歷史存儲和網絡發布服務器、操作員站和工程師站以及西門子軟件Wincc7.4、Wincc History歸檔變量，組成雙機冗余中央監控系統，實時精確的監控設備動態運行情況，提供各種參數，方便操作人員進行查閱，并對其分析、處理、調整。現場控制器以相關參數自動控制相關設備，來達到控制目的。整體結構如圖

結束語：綜上所述，經過細致分析發現，PLC控制技術應用在電氣自動化設備中，對于電子自動化設備的運行質量以及發展都有著深遠影響。利用閉環控制、開關量控制、順序控制等方式提高電氣自動化設備運行能力，使得電氣自動化設備擁有更多創新點，促進PLC控制技術在電氣自動化設備中得以更好發展，從而在我國經濟發展的推進下，進一步提高電氣行業綜合水平。

參考文獻

[1]孟美麗.電氣自動化設備中PLC控制系統的運用及實現[J].建筑工程技術與設計，2018，（18）：3948.

[2]彭潮.電氣自動化設備中PLC控制系統的運用與實現[J].商情，2018，（30）：185.

[3]姚遠洋，于柏喬.PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的運用分析[J].寫真地理，2020，（2）：0147-0147，0146.

[4]杜有福.電氣自動化設備中PLC控制系統的運用及實現[J].環球市場，2018，（13）：389.

[5]黃惠根，王俊平.電氣自動化設備中PLC控制系統的運用[J].企業科技與發展，2018，（2）：189-190.

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