电气自动化控制中的PLC控制系统应用

王彦伟

（神华神东煤炭集团大保当煤矿筹建处，陕西 神木 719300）

0 引 言

在当前自动化控制运行过程中，工业企业利用PLC控制系统，实现系统可编程控制的记录和运行，结合继电接触控制器技术、云计算技术以及PLC控制系统等，解决传统电气控制系统的内部接线复杂、运行可靠性低及能耗高等问题，实现电气自动化的高效运行。

1 PLC控制系统概述

PLC控制系统以编程为基础，驱动中央处理器存储器、输入输出电路接口、电源以及通信模块等。PLC控制系统包括硬件部分和软件部分，硬件和软件结合，驱动控制程序实现电气自动化。除了程序编写，PLC控制系统还能根据实际的数字控制，按照串行形式设置内部CPU顺序，同时进行程序编程和运行。设计系统中，子程序和中断程序等构成软件模块，驱动电气线路和抗干扰模块的运行。从当前技术的应用效果看，软件设计是重要组成部分。编程方法包括状态表法、流程图法、逻辑代数法以及功能图法。设计程序时，查找输出对象，确定关断条件，按照编程公式，结合PLC编程要求建立梯形图。梯形图比语句表述更加直观。

调试系统在电路断开的环境下运行，模拟开关信号，调试系统的软件部分。通过综合应用电位器和万用表，模拟多种现场信号，观察PLC输出的逻辑关系，用电脑直接进行模拟调试和联机调试。现场PLC电气控制时，需要断开主电气才能开始调试，同时仍需对软件设计进行编写，满足控制要求才能交付使用。

1.1 PLC控制系统在电气自动化控制中的特征

相比同价位和同类型的控制器，PLC控制系统的性能和功能更加优越。大量的编程构成和管理，可依据用户的要求进行有针对性的控制。体系建立后，利用网络通信技术收集众多的管理控制内容，采集分析并处理数据，从而实现统一高效的管理控制[1]。

1.2 PLC控制系统的优势

PLC控制系统运行过程中，在系统内部已构成的基础上发挥精准优势。一般情况下，PLC控制系统具有可靠且持续稳定运行的特点。维护过程中，简单的结构即可使系统保持正常的运行，还能提升工作效率，降低工作成本。

1.3 PLC控制系统的编程语言

PLC控制系统的编程语言具有简单、快速的特点，在较短的时间内，不需借助计算机就能完成复杂的编程，实现目标工作程序的运行。简单的语言快速投入到实际工作中，边运行边录入编程，避免设备拆卸，还能防止设备发生故障，降低工作强度。

2 电气自动化控制系统中的各种应用分析

PLC控制系统采用可编程控制器，通过数字或模拟输出方式控制生产，在软硬件的驱动下，传统的继电器运行模式被替代，PLC编程器控制信息迅速做出判断和分析，实现无干扰的工业自动化运行。

2.1 PLC控制系统用于开关量控制

可有效控制多达数万点的点数，按照固定顺序进行随机工作。PLC控制系统的硬件结构及软件程序，可以灵活控制多套和多组程序的编写，依据需要进行调用，还可以根据工业现场进行变换。发挥PLC控制系统技术的应用优势，能更可靠地控制开关量。

2.2 控制模拟量

如温度、电压以及电流等，可采用模拟量控制的方法。PLC控制系统控制模拟量时，采用工业控制电子装置。在连续性生产过程中，工业生产针对大中型设备控制模拟量，配置模拟量与数字量相互转换的A/D单元和D/A单元，并转换外电路的模拟量，把PLC控制系统的数字量以特殊的单元组成进行整合，稳定控制电流、电压以及温度。例如，在小型机上设置8位二进制数，大中型机场设置12位二进制，进行数字量输入输出的同时进行浮点运算；可以运用PID指令进行比例、微分以及积分运算，输出相应的偏差质量[2]。

2.3 PLC控制系统应用于运动控制

PLC控制系统在进行运动控制时，可以有效提升运动控制质量。实际的物理量除了模拟开关量外，均以数字量表示。基于计算机技术接收脉冲信号，提升频率，进行数据处理和运算，并配备相应的传感器和脉冲字符装置，从而实现运动单元的点位控制。

2.4 PLC控制系统技术应用于数据采集存储

PLC控制系统技术应用于数据采集存储，大量的数据在数据存储区进行调取和运行，定时寄出数据。当模拟量转换成数字量时，定时转存到DM区中，由计算机读取DM区的数据，与计算机通信结合形成计算机数据终端。

2.5 PLC控制系统技术监控信号和联网通信

利用自动控制系统的过程中，PLC控制系统监控技术可缩短故障修复时间。采用计算机参与编程对PLC控制系统进行控制，可充分发挥计算机的功能，实现计算机对PLC控制系统的监控。将PLC控制系统与智能仪表和智能执行装置相联系，采用联网通信的方法交换数据，可形成远程控制系统，覆盖面积可以达到10 km2。计算机和各种智能装置运用总线进行环形网运行，可实现网与网的桥接，实现智能装置组织在网中直接交换通信信息[3]。

3 PLC控制系统在工业装置电气自动化控制中的应用

PLC以功能设计为核心，根据控制对象的工艺要求，对系统的控制提供信号指令，包括产品种类和机械布局等。以PLC型DCS控制系统在工业装置中的应用为例，引入电气自动化生产技术后，有机整合通信技术和计算机技术等，形成分散控制、分级形式以及集中操作等运行模式，密切人机关系，控制好计算机风险因素，解决计算机操作过程中的不足问题，实现工业控制领域的科学发展。

在PLC技术的应用过程中，能对温控进行有效识别和判断。PLC控制系统在驱动散热装置时，判断外部因素环境，根据控制系统的实际运行要求，保证PLC控制体系能高效适应温度调整需求，结合温度特点优化系统的操作性能。

PLC控制系统处理数据资源时，综合优化传输管理，合理控制数据资源的传输价值，保证资源安全调动。PLC运动控制主要采用轨迹控制模式，根据运行需求运行步进电机和伺服电机进行单轴和多轴的位置控制，从而满足加速度的要求，使得系统具有很高的控制精度。PLC脉冲控制对流量、压力以及速度进行检测和控制，实行模拟量PID模块的A/D转换和D/A转换，从而实现闭环生产。

PLC控制系统技术在化工装置电气自动化中的应用，结合所有获取的数据信息进行汇总，得出准确的决策方案。在化工生产中，各个化工装置的自动化控制借助PLC控制系统技术加以实现，促使化工装置的自动化控制更加可靠。PLC控制系统技术在化工装置自动化技术的应用，对连接和组装中技术环节加以控制，可提升化工装置自动化控制应用准确度，规避存在隐患。

以混合料生产环节为例，将PLC技术与混合系统结合，改变混合料生产中相关工作人员的参与模式，在办公室进行远程控制，降低工作人员的劳动量，实现生产原料的自动化检测，并确保其质量和性能符合混合料生产的要求，在保障生产质量的同时，保证机械设备运行安全平稳。严格把关电源模板，针对电源和电压进行协调控制。中央处理单元以PLC控制系统为核心，重点围绕输入和输出端口进行合理设置，确保运算和控制相互协调，实现理想的采集和输出效果。针对实际变化的信息，提高接口运行的稳定性，合理配置底板与接口模板，保障系统的稳定可靠运行[4]。

采用PLC型DCS控制系统，提升工业生产效率。实行系统自动化和生产线的集成管理，如采用集中通信控制、计算机融合以及DSC控制技术等，发挥集散控制技术优势，构建工业生产领域的先进技术。在微机控制系统和电子控制系统的设计思路上，将DSC控制系统视为重要核心组成，提升控制风险的能力，降低人机间的联系难度，发挥PLC可控制编程技术速度快和灵活可靠的技术优势，替代传统的机械触点继电器。选择合适的电源，按照额定输出电流模块计算消耗的电流，匹配选择功能模块，保证系统运行的稳定性。设计控制元器件，做好故障应用措施，分配功能子程序和存储空间，正确选择输入和输出模块，实现控制系统的安装与连接，实现PLC控制系统多个部件的配线，调试实现PLC运行。此外，需注重设计阶段的细节，出现问题时应立即停机处理。

结合开关量控制PLC控制系统的特点，借助PLC控制系统对过往机电器设备的应用进行优化，缩短控制间隔，确保开关量控制方面具备较强的可靠性。在化工装置自动化控制中，分析和处理PLC控制系统中的常见故障，避免对装置的稳定性产生威胁[5]。例如，电源系统方面的故障，PLC控制系统控制人员和系统维护管理人员需重点把握各种常见故障，明确其发生原因，依据外界环境和相关影响因素进行全方位分析，从而优化PLC控制系统运行效果。

4 结 论

PLC功能强大，是电气自动化控制系统中的核心，控制逻辑问题多种多样。PLC控制系统联网通信能力强大，不断有新的联网结构被创新并被应用，使得工业控制实现了从点到线再到面的控制，可为工业企业创造更好的效益。