PLC控制系統在電氣自動化設備中的應用

鄭鴻斌 宋沅航

摘要：隨著科學技術的不斷創新，PLC控制系統廣泛的應用到各領域，PLC控制系統具有靈敏性、安全性、簡單性等特征，在提高電氣自動化設備控制效果、運行性能和調試效率等方面體現出非常重要的應用價值。因此，如何科學應用PLC控制系統，實現電氣設備的智能化、自動化發展是相關領域技術人員必須思考和解決的問題。

關鍵詞：PLC控制系統;電氣自動化設備;應用

引言

現階段PLC控制系統實現了機械技術和計算機技術的有效采集。該技術不僅在電氣設備中得到了廣泛的應用，而且在整個自動化領域也有廣泛的應用效果。在電氣自動化方面，PLC控制系統主要是通過對設備運行過程中的數據進行收集和整理，實現對整個運行系統的管理，增強對各設備的自控和約束能力。從其應用效果來看，不僅可以有效降低設備運行過程中面臨的風險，更重要的是可以有效提高電力資源的利用效率，從而幫助企業提高自身的經濟效益。

1PLC技術概述

PLC技術是在國家科學技術迅速發展的背景下產生的一種電能控制技術，從PLC技術的發展歷程來看，其工作原理變得越來越復雜。在最初的應用過程中，主要是通過一些簡單的編程邏輯運算來實現對系統的控制，而在如今技術不斷發展的狀況下，PLC技術已經實現了和電子信息技術的融合，發展成為集運算、控制、定時等功能一體的控制系統。從發展的投入比例來看，PLC技術在美國、德國、日本等國家已經得到了充分的利用，并且取得了相應的成就，尤其是在工業中的電氣設備中的應用，該技術更是得到了可靠、安全的發展，在很大程度上推動了整個電氣行業的發展。

2PLC電氣控制系統

2.1PLC技術

PLC技術是通過編程控制電氣系統，以數學運算的形式操控電氣系統，運用PLC內部存儲程序，使用邏輯運算、順序控制、定時、技術、算數等發出指令，實現設備控制的電氣自動化。PLC是一個集成技術，包含計算機、信號處理、控制以及網絡技術，由存儲器、CPU、輸入輸出接口電路、功能模塊和通信模塊構成。PLC運行具有3個工作流程，稱之為掃描周期。（1）使用PLC采集電氣自動化系統運行現場的數據;（2）通過采集來的數據，運行用戶編寫的程序，轉化為控制指令;（3）輸出控制指令。

2.2PLC選型差異

PLC技術的核心是控制芯片，根據工業生產的不同，選擇的控制芯片也會不同，主要是控制芯片類型和控制芯片特性的差異，在電氣控制系統中，選擇的芯片主要傾向于體積小、重量小、耗能低的芯片，而操作人員比較喜歡運算快、存儲大的可邏輯編程控制器。

3PLC控制系統在電氣自動化設備中的具體應用

3.1在火電電氣自動化設備中的應用

對于火電電氣自動化設備而言，很好地應用了PLC控制系統，提高了自身的運行性能和自動化控制效果。通常情況下，電氣設備自動化控制的實現離不開電磁機電裝置的科學應用，該裝置主要通過實時控制電流和電壓的變化情況，以起到自動化控制相關參數的作用。但是，火電電氣自動化設備內部的電磁元件具有大量的設備接口，用于對各種設備的連接，因此，增加了設備連接的復雜性和風險性。而PLC控制系統的應用就可以很好地解決這一問題，通過應用PLC控制系統的存儲海量信息功能和安全連接信號功能，可以降低接線的次數，確保火電電氣自動化設備能夠正常、穩定、可靠、安全地運行。

3.2模擬量控制

根據PLC控制系統中的輸入、輸出模塊的有效利用，方便工作人員收集整個系統的電壓、電流、電阻等各項系統運行所需的信息，之后將這些信息通過數據轉化的方式傳輸到中央處理器中進行集中處理。這些經過處理的數據再次被數模轉化，成為對被控裝置運行所需的模擬量。根據該系統的運行可以直觀地發現，模擬量的控制對技術人員的要求較高，為此，技術人員需要不斷地提高自身的綜合素質，有效地解決系統運行中的各項問題。

3.3在空調電氣自動化設備中的應用

通過將PLC控制系統科學應用到空調電氣自動化設備中，可以精準、實時控制空調系統的運行狀態，確保相關維修人員能夠在第一時間內發現和解決空調系統出現的運行異常問題。空調系統內部主要應用了兩種控制方式，分別是電氣控制方式和數字控制方式，但這兩種方式由于過于落后和傳統，又加上空調運行負荷一直處于增長狀態，因此，很難達到空調運行的相關要求和標準，嚴重影響了空調系統的運行性能。而PLC控制系統的出現和應用可以很好地解決這些問題，不僅有利于增強空調設備的抗干擾能力和運行性能，還有利于盡可能縮小空調系統的管理成本、維修成本和保養成本，為提高相關企業的社會效益和經濟效益創造了良好的條件。

3.4交通控制系統

PLC技術在沒有運用到交通控制系統之前，信號燈的控制系統存在一定的不足，紅綠燈之間轉換不夠規范，不能保證信號燈切換的精準度，在實際運行中，紅燈與綠燈之間切換出現延遲或者提前，容易導致交通事故的發生。將PLC技術運用到信號燈的控制系統中后，對交通控制系統的整體功能進行技術改造，利用PLC技術精準、快速的控制功能，提高交通控制系統的反應速度，提升交通信號燈轉換的靈敏度，紅燈與綠燈切換更加的準確、及時。在交通控制系統中，運用人工智能完善系統的自動化功能，實現信號燈的智能化控制，緩解城市早、晚高峰時段的交通擁堵現象。PLC技術在監控系統控制中表現良好，應用到交通電子監控控制系統中，提升控制系統的自動化水平，實現交通監控系統24h實時監控。

3.5在開關量控制中的應用

在將PLC控制系統應用于此方面時通常需要選擇軟繼電器類型，通過此系統的應用可以提升操作系統的運行可靠性與安全性，還可以完善和優化操作系統的自動化控制，保證在開關量控制時可以降低開關次數。同時還可以充分控制斷路器中的數據與相關信息。這主要由于PLC控制系統具有很強的控制開關量的能力，甚至可以控制幾百到幾萬個控制電數，其所控制的點數由于其能聯網的特性而不受限制。由于所用PLC的硬件結構是可以改變的，軟件程序也可以自由設置。

結語

PLC技術發展日益完善，使用的領域逐漸增多，使用范圍不斷擴大，PLC技術也越發成熟，并且在石油、化工、機械制造、輕紡等諸多領域展示了良好的應用性能。在工業生產過程中，使用PLC技術的開關量邏輯控制、運動控制、過程控制以及數據處理能力，優化企業的電氣自動化系統，實現設備的電氣控制，提高企業的生產能力和生產質量，簡化設備的操作流程，提高員工的工作效率。

參考文獻：

[1]路程博.PLC在電氣自動化控制中的意義及具體應用[J].科學技術創新，2019（33）：179-180.

[2]馮二鵬.試論電氣自動化設備中PLC變頻節能技術的應用[J].南方農機，2020，49（23）：173.