PLC技术在电气自动化控制中的应用

蒋龙飞

摘要：现代工业生产中，为了简化劳动，为了不断提高生产工艺，生产设备就必须不断更新升级。为了满足不断升级更新的开发工作，尽可能地减少上一代继电控制系统的更新和重新接线的工作，可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）便应时代要求被研制出来。由于大规模集成电路和微处理器更多的应用于PLC中，使之功能不断增强，结合现有的计算机技术，自动控制技术，现代通讯技术等，极大的扩充了PLC技术在电气设备自动化控制应用中的适用领域。提高PLC在自动化控制中应用的技术水平，不仅可以提高工业生产的生产效率，还能降低硬件组态的成本，提高电气行业的市场竞争力。本文对PLC在现代电气自动化控制系统中的应用方案及发展趋势进行探讨，希望对电气自动化控制系统更深入研究提供一定的借鉴作用。

关键词：PLC技术；电气自动化；应用分析

中图分类号：TM921.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）05-0029-02

伴随着PLC技术在电气自动化控制中越来越深入的应用，工业生产对PLC技术提升的需求就越迫切。 PLC技术的提升能有效的提升工业生产的效率，PLC技术已经成为电气设备自动化控制中的主流方向。下面我们一起进一步探讨下PLC技术在电气自动化控制中有何种优势，并展望下发展应用趋势。

1 PLC技术简介

可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC），主要用于逻辑计算和计时、计数等顺序控制，采用通用微处理器，实现可编写程序的、专用于工业控制的新型工业自动控制设备。PLC主要由中央处理单元（CPU）、存储器、输入部件、输出部件、电源等组成。如图1所示。

PLC具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点。它不仅可代替传统的继电器控制系统，使硬件软化，现代PLC还具有运算、通信和联网等功能，所以可用于输入和输出点数较多、需要长距离通信、控制要求较复杂的新型工业场合。可编程序控制器是现代工业自动化控制装置中应用最多的设备之一。

2 PLC技术在电气自动化控制系统中的优势与应用

2.1 PLC在控制系统中的优势

以往的继电器顺序控制器，由于构成的继电器的控制顺序都是按预先规定好的，若要改变控制的顺序，就必须更改大量的硬件接线。这就使在生产工艺需要更新的时候，在硬件改线上有很大的工作量。其连线多而复杂，体积大，一旦系统构成后，若想再改变或增加功能都很困难。另外继电器触点数目有限，每只一般只有4～8对触点，因此如果要用于大范围控制的话，缺点明显，体积大、灵活性差、扩展性差。

相对来说，PLC的顺序控制都由软件控制，用计算机来编程，用面向控制过程、面向问题的“自然语言”进行编程，其控制逻辑以程序的方式存储在内存中，如果要改变控制顺序，只要更改程序即可，其连线少，体积小，每只软继电器的触点数理论上无限制，因此灵活性和扩展性都很好，使得不熟悉计算机的人也能方便地使用。并且PLC控制较之继电控制取消了大量的机械触点，而且减少了大量的连线，所以提高了系统运行的可靠性，并使控制系统的可维护性大大提高。

2.2 PLC在控制系统中的应用

随着PLC技术的不断发展，它在各行各业中的使用越来越频繁，功能也越来越强大，例如在电力工业中，用于电厂输煤系统、锅炉燃烧系统、废水处理系统和变压器监控系统等；在汽车工业中，用于自动焊接控制、装配生产线等；在机械工业中，用于数控机床、机器人、自动仓库控制等；在公共事业中，用于电梯控制、交通信号灯控制等。PLC在设备中的应用：

（1）顺序控制：PLC可以按照工艺的需求控制输入输出点的先后顺序，使各个执行机构在生产过程中有序、自动地进行其各自的操作。充分优化PLC程序，可以使系统动作运行更加紧凑有序，充分提升设备效率，效率的提升同时也提高了产能，并降低了设备的能耗，增加了企业的成本效益。

（2）开关量控制：PLC开关量控制可以简单的实现很多在老的继电逻辑控制中需要繁琐接线的逻辑控制，比如 “互锁”功能，两个动作会产生干涉时，不可同时动作。PLC控制器的输入输出点理论上可以有无数个，这对设备系统的功能扩展提供了有力的支持。PLC的反应速度也是老的机械接口继电逻辑控制器所无法比拟的，PLC的接口响应速度非常快，达到微秒级。

（3）过程控制：PLC通过模拟量模块，可对温度、流量、压力等连续变化的值进行控制。并且能通过HMI进行可视化闭环管理，可实时監控各值的变化。现代PLC都具有此类闭环控制功能并已广泛地用于各行各业。

（4）运动控制：PLC可通过伺服系统精确的控制直线运动或曲线运动，可广泛用于现代精工业设备运动控制，如数控机床、化工设备、电梯控制等。

（5）多级控制网络：PLC之间、PLC与上位机、PLC与其他智能控制设备之间可以通过不同的通信协议联网通讯，实现远程数据的交互处理和信息共享，远程通讯可以克服现代大型机械远距离的控制，并且可通过HMI实现远距离监控。

3 PLC技术的发展趋势

随着PLC技术的不断成熟，在行业内的不断应用，为了提高生产效率，为了获得更高的利润，所以各大公司都会在运用PLC的基础上，更加努力地开发新的产品。目前PLC主要侧重两个方向发展：（1）小型化方向发展：生产价格更低廉、更经济可靠、更简单易用，适用于小设备的智能控制系统。（2）大型化方向发展：功能不断增强、应用范围不断扩大、性能不断提高。编程语言的会越来越标准化，最后会规范到某种标准编程语言上来。强化网络通信，实现分布式控制系统，最终会实现一台电脑就可控制整个工厂的自动化控制系统。

4 结语

随着技术的不断提升，PLC技术在电气自动化控制系统中的应用中优势越来越明显，PLC技术的实施可以简化复杂的继电器控制，提升系统的可靠性，稳定性，降低了成本，更能优化综合管理结构，提升制造工业的综合效益。所以，我们在应当在未来的实际使用中，不断优化和持续改进PLC技术，充分发挥PLC在电器自动化控制系统中的优势，持续提高我国的设备自动化能力。

参考文献

[1]刘剑威.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用[J].无线互联网科技，2012，（4）：22-25.

[2]廖常初.可编程序控制器应用技术.重庆：重庆大学出版社，1998.8-25.

[3]陈忠华.可编程控制器与工业自动化系统[M].北京：机械工业出版社，2006：1-15.