基于PLC 技术的电气自动化分析

陈 军

（广东省岭南工商第一技师学院，广州 广州510800）

1 PLC 技术及电气自动化概述

和电气工程有关计算机、实验分析跟自动控制等电子领域实施研究的学科被称为电气自动化，电气自动化发展方向计算技术和电器工业自动化间的相融合，随着个人计算机、客户端、互联网及服务器发展，电气自动化在工业领域发展也向分布式、信息化、开发化方向前进。 计算机技术重要分支PLC 技术又被称为可编程序的控制器技术，它是在原来的继电器逻辑控制技术的基础上发展起来的，并为工业生产环境控制提供重要服务。 在工业生产方面，原来的电气自动化系统中的电气控制部分大部分用电气连接线进这连接的，此种连接线的缺点是使用可靠性差、维护量大，当控制线路的距离比较长或线路复杂的时候，调试与安装都很麻烦，并且对电气线材消耗量也是非常巨大的，而PLC 技术的应用有效改变了原有控制系统的技术缺点，PLC 技术有较强的智能，能够进行自我诊断功能，并能及时给出有关出故障信息，运用屏蔽、滤波及隔离等方法，用设置警戒时钟、信息的恢复及保护、故障信息检测等软件方式，使PLC 增强了可靠性以及抗干扰的能力。PLC 使用方便、通用功能强，它的控制程序能够根据需要进行改变，不仅具有计时、计数、逻辑运算、顺序控制等功能，还具有通信、人机对话、功率驱动及等功能。PLC 技术大多运用梯形图的编程方法，具有较为直观清晰的线路，经过阅读PLC 手册或者进行短期培训，有关技术人员就可在较短时间里掌握编程控制程序， 运用软件取代继电器，大大低了安装接线的工作量，降低了功耗减轻了、重量、增强了抗干扰能力，有效促进了电气自动化工程的快速发展。

2 PLC 原理

输入采样、程序执行及系统输出刷新是PLC 原理的三个阶段，在输入采样这个阶段里，PLC 会运用扫描的方法读取采样数据， 并把读取数据存入I/O 映像区里对应单元，当输入数据后，立即会转入并且执行用户程序的输出刷新指令，在这一阶段里，输入数据的状态会产生变化，可I/像区所处理的单元接收数据是不会产生变化的。 如果输入的方式是运用脉冲信号由于该信号具有宽度应比扫描周期大的特点，就可以确保无论任何情况下所输入信息都会被读入；在程序的执行过程中，PLC 的执行顺序是按照从上到下的顺序对用户进行扫描的，扫描过程中，依照固定线路、顺序来运算，扫描顺序还按照是从上到下、自左到右的顺序进行的，由程序各触电来组成扫描的线路，扫描后得出运算的结果，根据运算结果对存储区状态或者I/O 映像状态进行操作刷新，用这种方式确定用户程序里的处理指令是否执行；系统输出的刷新阶段所完成操作是PLC 完成用户程序后所进行的刷新操作，在刷新的过程中，系统CPU 会根据I/O 映像状态与前阶段输入数据先锁存电路，完成这一程序后，再完成其他外设驱动，至此PLC 才算真正完成了任务。

3 电气自动化应用中的PLC 技术

随着PLC 技术的不断发展以及供应量的增加， 在工业自动化的生产过程中，广泛应用了PLC 技术，如电力系统、数控系统、煤矿系统及空调制冷系统等领域，PLC 技术的应用让这些领域的设备运行更加安全可靠。

3.1 PLC 在电力系统中的应用

电力系统中，有许多辅助系统，像水处理、输煤、除灰及除渣等系统，很多系统的工艺流程需要有顺序控制或开关量控制，随着国家节能减排计划的不断深入，在此行业生产过程中把提高效益、降低资源的损耗制定为企业管理的最终目标，这就对辅助自动控制水平提出较高要求，把辅助系统的能耗降到最低点，所以现在许多大型火电企业中的辅助系统把原来的继电控制器运用了PLC 技术进行替代。 PLC技术不仅能独控制某工艺流程，还能运用系统中的通信总线以及信息模块对整个企业生产工作进行协调。 减少了生产中的失误，既节约了能源，又提高了劳动效率。 输煤系统对电力企业生产效率及环境起着决定作用，输煤系统主要由现场传感器、主站层及远程IO 站所组成，主站层一般情况下设置在系统中的集控室内， 并且通过远程IO 站以及光纤通讯总线进行连接， 而二次控制电缆连接远程的IO 站跟输煤传感器。集控室是以带联锁、自动控制及解除联锁为辅的，运行人员在控制室里可通过显示屏实现系统设备控制以及对生产运行的监视。对于开关量的控制现在主要是用软继电器替代了实物元件，这种改变有效提高了开关控制器可靠性、 准确性，PLC 系统的运用还简化了二次接线以及辅助开关的数目，降低了工作人员维护及检修的工作量。 除灰系统的主要控制对象有加热器、输送风机、仓泵、管道压力及卸灰装置等，其结构则是由PLC、传感器、主控柜及二次仪表等构成，这种配置有效提高了电力系统的除灰能力，从而提高了电力系统工作效率。

3.2 PLC 技术在数控系统中的应用

原来机床所运用的是继电器、接触器、电气控制系统，这种系统在运行中容易产生触头接触不良、触头电弧及接线老化等问题，并且还有故障高、效率低、维修大及能耗高等缺点，对机床电气部分运用PLC技术给予改造，运用PLC 编程控制，有效实现对机器运行的实时控制及监控等功能，降低了运行中的能源消耗及维护成本，使机床的电气控制向着逻辑控制及数字控制转变。数控系统里的控制方法是比较多像点位控制、直线控制等，点位控制主要运用在一般加工中，如孔加工机床，PLC 模块的介入简化了机床机械结构，克服了能耗高、故障高、及寿命低等缺点，有效提高了生产效率。

3.3 PLC 的空调冷冻系统应用

冷冻系统是空调制的冷重要组成部分， 控制方式主要有数字、继电器及PLC 三种制冷系统控制， 最早的继电气控制系统结构较为复杂，能量消耗也较大，容易导致故障发生，此种系统已逐渐被淘汰；继后的直接数字控制的优点是系统智能化， 缺点是自身抗干扰能力较弱，分级分步机构的应用也有一定局限性，而且应用范围局限性较大；而PLC 在此方面运行具有较大可靠性，它的维护也较为简单、方便，抗干扰性也比较强，PLC 可以应用在很多领域， 特别是在新型高速的网络结构中，其优点得到了充分体现

4 结语

PLC 技术具有操作简单、抗干扰和适应能力强、可靠性与安全性高、结构灵活等特点，在电气自动化中发挥的作用也越来越重要。随着我国的科技的不断进步，PLC 技术的功能将会更加全面， 应用范围将会更加广泛，对未来不同工业环境及不同场合的适应能力也将会逐渐增强， 相信在未来PLC 技术必将会成为工业及企业电气自动化中的主要角色，起到不可替代的作用。

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［2］王宁.对PLC 技术在电气自动化系统中的应用研究[J].中国新通信，2013(4).

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