关于电气自动化的PLC技术实践解析

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可编程控制器PLC技术的应用，克服了传统电气自动控制存在的很多缺陷，真正意义上实现了电气设备自动化控制。随着科学技术的不断发展，PLC技术日渐成熟，在我国自动化控制领域发挥着重要的作用。特别是在工业控制领域、建筑领域、电力系统领域中，PLC技术的自动化控制效果十分突出，大大提升了各行业的生产作业效率，节省生产成本，实现了各企业经济效益的突飞式发展。

1 概论

随着通讯技术和现场总线技术的成熟发展，结合计算机技术和自动控制技术，可编程控制器PLC技术应运而生。PLC技术以微处理器作为核心，结合计算机技术、通讯技术、控制技术和互联网技术于一体，基于自动控制原理实现工业设备自动化控制。PLC技术起源于二十世纪70年代，主要被应用于汽车生产工业当中，随着科学技术的日渐成熟，促进了PLC技术的发展，PLC技术得到不断完善，自身的功能效用大大提升，逐渐实现仪表、电气、自动控制的一体化发展。在目前为止，以PLC技术为基础，实现了现场总线控制和集散控制系统的主要控制模式。未来发展中，PLC技术必将成为一个更加开放、新颖的全新分布式系统模式。

当前对于PLC技术的主要应用，通常实在工业控制领域、电力系统领域和建筑工程领域。PLC的主要结构包括电源、存储器、数据接口和功能模块。而在PLC当中，电源是整个PLC的动力源头，如果电源发生故障，整个控制系统都将停止工作。所以在PLC的生产制作过程中，各个PLC品牌企业对于电源的重视程度日渐加深。PLC中的CPU是整个系统的核心处理中枢，它实现了整个系统中的数据分析处理功能，对系统状态和数据传输状态进行判断和处理，是实现自动控制的核心组成。寄存器作为PLC的数据存储装置，能够大容量存储输入输出信号数据，供CPU调用分析处理。PLC技术的应用，主要体现在灵活性、便捷性和复杂环境适应性上，能够很好的融合到工业控制当中，为企业实现自动化控制功能，节约生产成本，同时提升经济效益。

2 PLC工作的优势特点

2.1 反应速度快

PLC控制系统使用软件系统代替了传统工控中的时间继电器、中间继电器等，解决了传统继电控制中内部接线的繁琐和杂乱。有效缩短了节点变换时间，使得它的运行反应速度大幅度提升。

2.2 可靠性强

PLC系统具有很强的抗干扰能力，能够满足多种工业生产复杂环境要求，PLC系统运算均在编辑器内部进行，受到环境影响较小，能保证PLC系统有着非常强的抗干扰性能力，这样就可以满足复杂多变的工业生产环境的要求。同其他相关技术比较，PLC技术更加可靠、有效，在众多工控设备当中，PLC成为最可靠的控制系统之一。

2.3 操作安装简便

PLC产品属于模块换硬件装置，具有自身定式系统标准。用户需要结合自身需求出发，选择合适的PLC模块，根据定式标准进行系统自由化配置即可。PLC产品的安装接线十分便捷，只需要按照设计要求，将输出输入端口与其他电器元件相连，就可组成成套控制系统。PLC的程序编写语言以梯形图为主，简单易懂，容易掌握。PLC系统的控制模式通常需要设计人员对编辑器进行程序编写，系统将按照编好程序完成自动控制。

2.4 方便维护维修

PLC系统发生故障率低，其内部具有强大的自诊断功能，能够很好的处理微小故障。当PLC自身或者外接装置发生故障时，PLC自身或者系统都会为工作人员提供报警信息，供工作人员参考排查，接触设备故障问题。

3 在电气自动化控制系统中PLC技术的应用

PLC技术的最初应用是在自动化系统的开关量控制方面，由于当时应用的监控技术落后，而系统自身对数据的处理能力不够，导致系统具备的服务效能很差。随着科学技术的成熟发展，PLC技术功能得到完善和改进，其应用范围得到相应的拓展。在电气自动化控制当中，PLC技术的应用主要体现在以下几方面。

3.1 顺序控制

当前电气辅助系统中存在的两种主要控制方式，一个是开关量控制，另一个就是顺序控制。所谓顺序控制，就是按照预设的生产工艺流程，将控制系统工作内容分解成独立控制动作，根据PLC内部状态和时间顺序，完成输入输出信号动作，将生产运行动作按照正常工序独立有序的实现。在实际的运用过程中，为了符合节能减排、降耗增效的生产要求，众多企业都重点关注了生产作业的自动化技术应用水平。这样的背景之下，传统的继电器控制被PLC可编程控制器所取代，并在电气辅助系统中实现功能要求，发挥重要作用。在运行过程中PLC技术应用对工艺流程实现单独控制，同时配合通讯总线与信息模块工作方式，实现对整个生产工作的有效顺序控制。以自动化冲床生产线为例，整个生产过程为上料、冲压、取件，到再次上料冲压。简单的控制过程，显示的工序动作明了。将上料机、取料设备与冲压设备通过PLC系统进行自动化连接控制，在整个系统控制过程中，PLC系统对生产过程进行简单的顺序控制，单独对每一步动作进行顺序控制，完成上料－冲压－取料－上料的循环操作。能够实现无人化生产工作，降低成产成本，提高工作效率，保证生产安全。

3.2 开关量控制

传统工控系统中，通常选择电磁继电器来实现工业自动控制功能。在系统运行过程中，大量的触电动作可能会对电磁继电器寿命造成严重损伤，导致触电故障频繁，严重影响系统的稳定、可靠性。同时在传统控制系统中，对于继电器的连接使用导致系统接线复杂，维护维修繁琐。工控自动化应用PLC系统后，取代了传统继电器实物元件，由PLC内部逻辑控制实现继电器功能。这样既降低了继电器接线复杂带来的风险和维修工作量，同时也提高了系统的运行可靠性。PLC系统通过对开关量的控制，实现信号输出输入功能，结合编写程序，完成整个工控自动化系统的有效控制。在我国火力发电的主控系统和辅控系统中，PLC的开关量控制应用比较广泛。利用PLC，火电系统中大量减少了辅助开关的数目，同时实现了信号的集中显示控制功能。这样大大减少了系统检修维护的工作量。由于PLC系统具备良好的数据处理、逻辑判断功能，能够有效自动分析系统的整体运行状况，同时具备抗干扰性强，接线简单，调试方便，检修维护工作量少的特点，为火电系统自动供电功能提供了保障，有效提高了火力发电控制系统的可靠性。

3.3 闭环控制

电机的启动方式多种多样，比如自启动、现场控制箱按钮手动启动和机旁手启动等。PLC技术在电气系统运行中能够实现泵类电机自动启动功能。同时可依据泵机在运行过程中需要持续的时间来完成泵机的循环启动控制。在当前电气系统中，传统控制与PLC控制技术相结合，能够有效提升系统的自动化程度。传统常规控制可作为PLC控制的补充，实现整个系统运行过程的自动化闭环控制。如果PLC系统发生故障，作为补偿控制措施，传统控制方式能够在故障停止后实现系统的自动控制，保证泵机设备正常运行，不影响工作进度。

4 总结

PLC可编程控制器技术在随着科学技术的发展而不断更新完善，它的功能将变得更加多样化，在工控领域、电力领域和建筑领域中PLC技术将不断别应用，能够更好的为各个领域提供自动化控制环境，加快实现我国自动化进程。PLC技术在电气自动化中的应用显得尤为重要，实现了我国自动控制领域的系统稳定性和可靠性，为我国自动化建设提供有力保障。

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