PLC技術在電氣自動化設備中的應用

侯少紅

（河北工業職業技術學院宣鋼分院，河北張家口，075100）

1 PLC技術的概念以及特征

1.1 PLC技術的概念

PLC技術從功能屬性上來看可以定義為控制器，為了實現多功能的控制效果，所以PLC技術的控制具有可編程的邏輯屬性，由于編程可以進行不同功能的設計，所以PLC技術具有豐富的控制作用，主要應用于開關量系統控制、順序控制、閉路控制中，PLC技術中邏輯編程是技術的核心，主要采用數字運算來完成操作的技術體系，在具體的應用過程中通過模擬、數字的形式進行機械生產、機械運轉控制，是一種專業應對工業成產的技術體系。由于PLC技術的屬性是采用數字化邏輯程序實現的控制，所以PLC技術是由兩部分構成，一部分是利用計算機技術來實現編程程序的編輯，為進行控制提供條件；另一部分是控制技術，通過程序命令的指引來實現對機械或者生產程序的控制，所以盡管兩個構成部分都是傳統的技術，但是組合在一起能夠實現較好的控制效應，所以形成了先進的技術控制體系。在傳統單一的繼電控制體系下，由于系統設置復雜，所以導致出現了適用性差、靈活性低的特點，而融入了計算機技術之后，可以根據不同的控制要求來設計程序編，不僅實現了機械操作的控制，而且還為調試機械、查找機械故障等提供了有利條件。總之PLC技術是一種智能化的技術控制系統，由于智能化的運算體系使得工作效率大大提升，還避免了傳統程序控制的弊端，因此成為現代工業生產中的一種主要應用型技術。

1.2 PLC技術的特征

PLC技術廣泛的應用到工業機械控制中，是工業生產中必不缺少的技術，由于運用的頻繁性，所以PLC技術技術具有安全特征，只有滿足了安全使用的特征，才能被廣泛的應用，尤其是隨著工業化環境越來越復雜、智能化先進技術廣泛應用的條件下，PLC技術需要具備良好的運行能力、抗干擾能力，以此才能更好的運行，運用到機械控制、生產程序中去。其次具備速度快的特點，傳統的繼電器控制體系構建復雜，執行控制功能的時候需要考慮返還系數，而PLC技術改變了這一應用弊端，對傳統的繼電器結構進行了優化，繼電器通過去除內部導線以輔助的作用參與控制，在這種情況下就不會考慮節點、運行返還系數的變化，進而提升了運行效率。第三，智能化操作系統，相對于傳統的控制系統而言，PLC技術連接了計算機，通過設置和操作相匹配的指令，來實現控制，這些指令操作簡單、易學，不僅方便相關人員的操作，而且操作簡單、直觀，能夠有效的提高工作效率。此外由于智能化的操作方式，能夠有效的降低失誤率，減少由于人員產生的設備故障和操作失誤，這對保障機械順利運行起到了重要的作用。第四，強大的功能體系，PLC技術編輯系統的實現主要通過一種微小的芯片來完成，該芯片具有強大的集成化特點，而且具有體積小、輕便、損耗低等特點，所以能夠更好的應用到自動化設備中，見圖1。第五，廣泛的應用性，一方面體現在PLC技術是通過計算機實現的控制體系，所以能實現多元化、復雜的電氣自動化設備控制，而且具有兼容性強的開放特點，所以能夠保障自動化機械的平穩運行。另一方面不需要對PLC技術復雜的語言進行轉化，即使計算機語言能力差的人員也能實現操作。

圖1 PLC結構圖

2 PLC技術在電氣自動化設備中的應用原理

PLC技術對電氣自動化設備的運行起著重要的作用，在運行的過程中也遵循著一定的原理機制，主要體現在以下幾點，第一，計算機程序輸入，簡稱采樣輸入，首先進行的工作是數據收集工作，采用掃面的形式來完成數據收集工作，數據采集工作完成之后，才能進入到輸入階段，通過I/O映像區內的數據儲存進入到下一步輸入指令環節。在此環節中需要首先完成數據采集工作，只有在采集工作完成之后，才能進行數據輸入。第二，進入到數據執行階段，這個階段中按照上步的數據輸入來進行程序執行，執行的過程并不是雜亂無章、沒有順序的執行，而應遵循從上到下的順序來完成程序執行。第三，進入數據輸出階段，承接第二個階段的數據執行之后，會輸出數據結果，與此同時會自動形成和以前數據的對比，然后將輸出的數據進行儲存，并反應到外界設備上進行程序的執行，以此完成對電氣自動化設備的控制工作，相對于傳統的電氣自動化設備控制，PLC技術的控制更加便捷，而且實用性強，加之該技術穩定性較強，所以可以適合多種環境下的自動化設備控制。

3 PLC技術在電氣自動化設備中的具體應用

3.1 PLC技術在順序控制系統中的應用

工業生產過程中存在大量的能源消耗問題，給企業帶來了成本增加的現象，同時還產生了大量的資源浪費，為了減少企業運行成本，因此提倡科學、綠色的企業發展道路，而PLC技術通過順序控制系統減少了資源的浪費，為形成良性的企業發展提供了有利條件。PLC技術的順序控制系統廣泛的應用到工業生產環節，通過順序控制系統的輸入來完成整個生產環節的控制，不僅能夠保障生產程序，實現科學生產，而且還能有效的提高工業生產效率，對實現企業增產、增收具有重要的意義。比如在進行煤礦的開采中充分運用了PLC技術中的控制系統。首先由于煤炭資源的特殊性，所以在開采的過程中應保持節制，不能大肆進行資源開采，而PLC技術順序控制系統可以控制資源開采，輔助開采計劃更好的落實。其次在PLC技術控制下的煤炭開采系統，可以使煤炭開采程序按照一定的規則進行，規范了開采程序，使開采變得機械化、程序化，所以有效的提高了煤炭開采效率。再者煤炭開采的過程中，需要保證開采人員的安全，而PLC技術控制系統的融入使得工作更加規范，對減少人員安全事故具有重要的意義。此外PLC技術的智能化操作系統，簡單易行，通過電腦系統的輸入來進行工業現場的實時監控，不僅提高了監控效率，而且從一定程度了減少了人員配置，而這對促進企業生產效率的提升具有重要的實踐意義，見圖2.

圖2 PLC技術控制系統

3.2 PLC技術在開關量控制系統中的應用

傳統的PLC技術在開關控制中，主要使用電磁性繼電器來實現對開關量的控制，這種控制體系效果較好，但是由于電磁性的外接入系統維護成本高，接線情況復雜，加之電磁的特殊屬性，所以容易產生漏電現象，使得自動化設備控制系統極其不安全。而PLC技術的運行，不僅解決了電磁性觸電的風險，而且簡化了控制程序。比如對短路系統的控制，PLC技術的運用可以有效的控制電氣自動化設備中斷路器，而且具有反應速度快的特點，所以能夠在最短的時間內實現短路控制。其次當前的自動化設備投入成本大，PLC技術在具體的運行過程中能夠實現自動化設備之間的有效的轉化，以此避免機械設備在錯誤指令下的運行，對保障自動化設備平穩、安全運行具有重要的意義。

3.3 PLC技術在在閉路控制系統中的應用

電器自動化設備體系運行中，閉路控制系統有自身的啟動方式，通常下通過機旁屏手啟動、現場控制箱手動、自動三種方式實現閉路控制系統的啟動，PLC技術作為閉路控制系統補充技術來實現應用，PLC技術融入的閉路控制系統的方式主要通過泵機系統實現的，而原有的閉合系統中的自動啟動方式可以和泵機系統聯合使用，而其他的啟動方式為PLC技術泵機啟動方式提供了有利條件。比如機旁手啟動方式為PLC技術泵機啟動正常的運行提供保障，在進行調試的過程中通過對PLC技術泵機系統進行時間控制，避免自動化設備高負荷的運轉。但是在進行該項調試的過程中，也需要運用到現場控制箱手動的啟動方式，通過現場控制箱將控制模式改為手動模式，由此可見PLC技術泵機閉路系統是建立在原有的閉路控制系統上進行的，通過原有閉路系統來保障PLC技術泵機系統處于平穩、安全的運行環境中。