PLC在电气自动化控制中的应用研究

汪美鹏

摘要：在电气自动化控制系统方面，我国的研究水平相对较低，在该系统中普遍运用着电气连接线，这种连接存在诸多的不足，在安全、质量与维护等方面均不能满足系统的要求，极易影响系统的有序运作，为了解决上述问题，本文将研究基于PLC 的电气自动化控制，旨在保证系统的正常运行，促进相关企业的稳步发展。

关键词：PLC 电气自动化控制 应用

前言

PLC 在电气自动化控制中的应用，结合继电接触控制技术、PLC 系统和计算机技术，通过控制器可编程序实现内部存储的控制、记录和运行等操作指令，为电气自动化控制提供可靠的技术支持和保障，彻底改变了传统电气控制系统内部接线复杂、可靠性地、耗能高等问题，推动我国工业发展的转型和健康发展。

一、PLC 的定义及特点

1、PLC 的定义

PLC 即可编程逻辑控制器，是一种数字运算操作的电子系统，它是专门为在工业环境应用而设计的。PLC 采用一类可编程的存储器，用于内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、计数等很多指令，并且通过数字或者是模拟式输入/输出控制各种类型的机械或者生产过程。

PLC 简单来说，就是一种计算机，它的结构构成包括： 电源、CPU、系统程序存储器、接口电路、功能模块还有通信模块。电源起着很重要的作用，假如电源出现问题，那么整个系统都无法工作，因此，在PLC 的生产过程中，对电源的制作应该是十分谨慎的。电源的特殊性，要求平时的电压只能在很少范围内波动，除此之外还必须确保电源和交流电网有效融合。CPU 是系统的大脑，它对PLC 的控制系统也起着很重要的作用，整个PLC 系统中的数据都由CPU 处理。CPU 的主要工作就是将寄存器的数据传到对应的输出装置中。系统程序存储器就是存放应用软件的存储器。

接口电路的主要工作就是输入和输出数据，不同的接口电路是用不同的接口组合成的。功能模块包括计数、定位功能模块。通信模块有三个阶段工作： 输入采样阶段、用户程序执行阶段和输出刷新阶段，这三个阶段的工作紧密结合。

输入采样阶段是PLC 技术的工作基础阶段，主要是运用PLC技术把所有的输入状态和数据完成扫描操作，将它们存入各个相应的单元内，等到扫描采样工作结束之后，就可以进行用户程序的输出准备工作。在输入采样阶段，应该保证该输入信号的宽度超过一个扫描周期，这样才能保证信号输入就能够被准确读入。用户程序执行阶段，PLC 是按照从上到下的顺序依次开展扫描工作的，在用户扫描工作开展过程中，应该按照梯形图的形式进行扫描。应该用逻辑运算方式将各个对应位点进行合理扫描，这样做才能够保证该程序执行阶段的梯形图所具有的特殊指令可以顺利完成。上一个扫描程序结束后，就需要进行输出刷新阶段的工作，在这个工作阶段，通过将所有的数据刷新和输出电路，再通过输出电路驱动的外设辅助操作，实现PLC 的顺利输出。

2、PLC 的特点

PLC 在其发展应用的过程中，有着很独特的优势和特点。PLC 有着很多的功能，性价比很高。第一，PLC 是采用内部已经定义的各类辅助继电器的节点变位实践，从而将其作为一种理想的变位实践，那么在其工作过程中，所要考虑的运行状态就比较简单。第二，程序易懂、操作简单是PLC 最显著的特点，对PLC 系统的操作过程是很简单的，可以减少操作人员的工作量，提高工作效率和工作质量。第三，硬件的配套很完整，对工作的适应性较强。在应用过程中，功能特性完善，实用性较强。第四，PLC 可靠性非常高，运行过程中的系统抗干扰能力非常强，能够被广泛应用到各种复杂的工业程序中。第五，维修简单，由于PLC 系统的本身就有着自我诊断功能，因此PLC 发生故障率是很低的。

二、PLC 在电气自动化控制中的应用

PLC 技术最初多应用于工业生产的电气自动化系统中开关量的控制方面，但当时的的监控能理还较弱，处理数据的效能也较低，服务效能还需要不断完善与提升，但随着科学技术的支持以及工业生产改革的深化，PLC 技术不断更新与完善并得到更加广泛的应用与发展，PLC 在电气自动化控制的具体应用，主要表现在以下几个方面：

1、顺序控制

顺序控制与开关量控制是电力自动化辅助系统的主要工艺控制方式，降耗增效是该行业生产随着节能减排要求的提高而越加关注的重点，所以对生产过程中的自动控制水平的要求也不断提高。PLC 取代继电控制器而在电力自动化辅助系统的控制方面发挥重要作用，不仅实现了对单独工艺流程的控制，而且在通信总线连接与信息模块的协调配合下，还可以实现对全长生产工作的协调与控制。而电力自动化系统从人力控制到强电控制，最后在计算机技术等先进技术的支持下，实现了现在的自动化控制，输煤系统的控制系统决定其系统优劣，进而严重影响着电力自动化的应用效果。应用PLC技术的电力自动化系统包括人机接口与PLC 构成的主站层、远程IO站及现场传感器这三层的网络结构，置于系统集控室的主站层与远程IO 站通过通信总线实现连接，而通过二次电缆，远程IO 站实现与传感器的连接。通过集控室内主站层的PLC 系统，只需通过控制室的显示屏，工作人员就可实现对整个系统运作的监控。

2、开关量控制

传统控制系统的采用大量电磁性继电器等电磁元件，因此，大量的触点故障降低了系统的可靠性，而且传统控制系统本身还存在着接线复杂等问题，而应用PLC 技术的自动化控制系统的运行，只需通过取缔大量实物元件的软继电器便可实现，不仅大大提高了系统可靠性，而且系统本身的功能齐备且维修简便，在简化二次接线的基础上，还取消了对专门闪光电源的配备需求。PLC 控制系统不仅可以降低系统辅助开关数目，而且还可以集中显示多台断路器的信号并实现集中控制。备用电源自动投入装置在火力发电系统中的应用大大增强了系统的可靠性，而为了优化对该类装置的合理控制，基于PLC技术的备用电源自动投入装置广泛应用与电业局生产中，系统的运行方式可以通过编程的修改与调整来实现，而系统本身还具有逻辑判断与数据处理能力，另外还提高了系统的抗干扰能力，扩大了适用范围，落实了系统的高效可靠运行的实现。

3、闭环控制

系统中的泵类电机启动有不同种方式，主要有自动启动、现场控制箱手动启动及机旁屏手动启动等，通过应用PLC技术的的自动启动方式，PLC 内的顺控模块可在泵开机时，基于泵的累积运行时间来进行主备用泵的选择。而通过机旁屏手动启动方式，泵启动时只需要进行现场开关的调节便可是下，并根据每台泵的运行时间长短来决定主备用泵的启动或关闭，只是要进行现场操作的话，开关需要调至"调速器手动"档位才可以进行。目前PLC 控制系统与常规控制系统的配合使用时电力自动化系统运行中较为常用的控制方式，常规控制系统是作为PLC 控制系统的补充而存在的，是泵类电机控制的安全回路，也就是说，PLC 在发生故障而停止运行的时候，也会有常规控制系统继续保持泵类电机的持续正常运行，确保系统生产的持续高效。电力自动化系统中的调制解调器的应用，对于提高系统运行的可靠性而言具有重要意义，实现了生产效率的有效提高。应用PLC 技术的控制系统主要包括三个构成单元，即电子调节单元、转速测量单元及电液执行单元，而这三个个构成单元又分别实现了对调制解调器的调节规律的形成、转速测量及导水机构的驱动的有效控制。

结束语

总之，PLC 应用于电气自动化领域中发挥着强大的功能，需要特别注意的就是PLC 的生产质量，以充分保障其性能。而随着社会发展和科技进步，对PLC 的要求必将越来越高，只有不断进行技术研发和完善、精进，才能顺应时代发展的趋势，从而获得长足稳定的发展。

参考文献

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