论PLC在电气自动化控制中的应用

陈俊明

（茂名臻能热电有限公司，广东 茂名 525000）

1 PLC的工作原理及特点

1.1 PLC的工作原理

图1是PLC系统的结构组成，PLC的工作原理具体可以分为三点。（1）输入采样环节：在这个环节中，PLC通过应用扫描的方式对输入数据的状态进行读取，然后将这些读取的数据存储为映像区单元。当数据输入完毕后，整个系统便进入到用户程序执行环节；（2）用户程序执行环节：该环节中，PLC通过自上而下的顺序对用户程序进行扫描，如果遇到梯形图，PLC则采用先左后右的顺序进行逻辑计算，根据计算出的结果，将逻辑线圈中的数据状态进行刷新，最后进入输出刷新环节；（3）输出刷新环节：在该环节中，PLC系统的CPU会严格按照映像区中的数据状态，将所有的输出锁存电路进行刷新，然后将这些刷新后的输出锁存电路输入到相应的电路驱动设备中去。

图1 PLC的组成结构图

1.2 PLC的主要特点

相比传统继电器技术，PLC具有以下特点：（1）反应速度快：在PLC系统中，运用内部自定义辅助继电器代替传统的机械触点继电器，此外，还取消了导线连接的方式，取而代之的是内部逻辑连接方式，正因为做了这些改动，不需要考虑传统继电器返回系数的干扰，使得节点间的变位时间大大缩短，加快了继电器的反应速度；（2）可靠性强：相比传统继电器，PLC具有更强的抗干扰能力，它更适合应用于复杂的工业化生产控制中；（3）操作简单：在PLC系统中，采用指令控制的形式，实现了操作程序的直观化，在很大程度上避免了由于操作人员技能不一而带来的问题。

2 PLC在电气自动化控制中的主要应用

2.1 顺序控制。在火力发电系统中，其内在辅助系统的工艺流程可以分为两种方式，即开关控制和顺序控制。随着我国对能源及环境保护的重视程度越来越高，因此在火力发电行业中，其生产过程的资源节约已经成为各企业管理的目标。为达到节能减排的终极目标，必须提高该企业辅助车间的自动化控制水平。随着PLC控制技术的问世，在火力发电企业的辅助系统中，传统继电控制器基本被PLC控制系统代替，于此同时，随着科技的不断进步，PLC控制系统不仅可以对单个工艺流程进行有效控制，而且可以通过将PLC连接通信总线的方式来对整个生产环节进行协调。

2.2 开关量的控制

2.2.1 断路器和PLC的应用。在传统电力系统中，电磁继电器作为主要的控制器，其存在很多缺点。首先因为电磁继电器运用了大量的电磁元件，使得自身存在大量的触点，容易降低构成系统的可靠性。除此之外，大量电磁元件的存在，极大的增加了接线的复杂程度，增加了元件后续的维修难度。鉴于这些原因的存在，近年来，在开关量控制方面越来越偏向使用PLC。

2.2.2 自动切换。供电的可靠性作为评价供电质量的重要指标。以前很多供电企业为提高供电稳定性而特意设置一些备用电源。但是，最初的供电回路中的各种操作都是采取手动控制的方式，因此，操作间隔现象就不可避免。但即使是这几秒操作间隔的存在，也可能给那些对供电质量要求高的用户带来巨大的损失。因此，供电稳定性越来越受到广大供电单位的重视。在PLC控制系统中，其构成的备用电源装置开始投入到实际的应用中。因为这一电源装置采取编程的方式来进行控制，通过将设备的运行信号作为后备电源开关关闭的依据，这样不仅实现了后备电源的自动切换，同时可以在综合考虑系统运行的大前提下对其各项操作进行控制。

2.3 PLC在中央空调中的应用。在中央空调的冷冻系统中存在三种控制方式，它们分别是早期的继电器控制方式、DDC直接数字式控制方式、可编程序控制器（PLC）控制方式。早期的继电器控制方式由于故障率高、耗能量高、以及操作难度高而被淘汰；DDC直接数字式控制方式虽然在智能化方面有了很大的提升，但是这种控制方式的抗干扰能力不够好，再加上它的分布式结构，极大的限制了它的应用范围；可编程序控制器（PLC）控制方式的运行可靠性高、操作及维护简单、抗干扰性强，近年来被广泛运用到中央空调的自动化控制中。

2.4 PLC在公路交通系统中的应用。将PLC型交通灯控制器应用于交通信号等的控制，主要是考虑了PLC型交通灯控制器具有极强的环境适应特点，再加上其内部定时器资源非常丰富，能够对目前使用的“渐进式”交通信号灯进行准确的控制，尤其是在一些多岔路口，它能非常方便的对交通信号灯进行控制。目前，市面上使用的各种品牌PLC内部基本都配备了时钟，因此可以借助编程控制方式来实现对交通信号灯全天候无人式的管理。此外，PLC本身具有一定的网络通讯功能，如果将一条公路上的交通信号灯组成一个局域网的形式，便能实现统一调度式的管理，从而在很大程度上缩短了车辆等待的时间，实现了交通的科学化管理。

2.5 PLC在数控系统中的应用。按控制方式的不同可以将数控系统分为点位控制系统、连续控制系统以及直线控制系统。现以点位控制系统为例介绍：点位控制系统有两种，一种是单片机控制，这种控制方式除了要进行专门软件的开发之外，还要设计专门的硬件电路以及驱动电路，尤其是要对工业生产中的抗干扰问题进行分析；另外一种是全功能控制，这种装置的价格非常昂贵，而且许多功能对多位点控制是多余的。编程序控制器（PLC）是专门实现工业的自动化控制的，在数控系统中，PLC能够对移动部件的位置进行准确定位，此外，还能够对部件的运用轨迹进行准确的计算，从而实现了对数控系统的准确化控制。

结语

虽然目前所使用的PLC具有抗干扰能力强的优点，但是在一些生产环境极短恶劣或受电磁干扰过于强烈的工业生产中，PLC控制也可能出现计算失误，进而造成工业生产的非正常运行。因此，今后应该不断加强对PLC抗干扰能力的研究，不断提升PLC在设计、安装以及使用环节中的性能要求。

[1]尹彩梅.刍议PLC在电气自动化控制中的应用[J].中国新技术新产品,2012（21）:189.

[2]徐子闻.PLC在电气自动化中的应用研究[J].应用科技,2011,32,（11）:163-164.