PLC技术在电气自动化设备中的应用

侯少红

（河北工业职业技术学院宣钢分院，河北张家口，075100）

1 PLC技术的概念以及特征

1.1 PLC技术的概念

PLC技术从功能属性上来看可以定义为控制器，为了实现多功能的控制效果，所以PLC技术的控制具有可编程的逻辑属性，由于编程可以进行不同功能的设计，所以PLC技术具有丰富的控制作用，主要应用于开关量系统控制、顺序控制、闭路控制中，PLC技术中逻辑编程是技术的核心，主要采用数字运算来完成操作的技术体系，在具体的应用过程中通过模拟、数字的形式进行机械生产、机械运转控制，是一种专业应对工业成产的技术体系。由于PLC技术的属性是采用数字化逻辑程序实现的控制，所以PLC技术是由两部分构成，一部分是利用计算机技术来实现编程程序的编辑，为进行控制提供条件；另一部分是控制技术，通过程序命令的指引来实现对机械或者生产程序的控制，所以尽管两个构成部分都是传统的技术，但是组合在一起能够实现较好的控制效应，所以形成了先进的技术控制体系。在传统单一的继电控制体系下，由于系统设置复杂，所以导致出现了适用性差、灵活性低的特点，而融入了计算机技术之后，可以根据不同的控制要求来设计程序编，不仅实现了机械操作的控制，而且还为调试机械、查找机械故障等提供了有利条件。总之PLC技术是一种智能化的技术控制系统，由于智能化的运算体系使得工作效率大大提升，还避免了传统程序控制的弊端，因此成为现代工业生产中的一种主要应用型技术。

1.2 PLC技术的特征

PLC技术广泛的应用到工业机械控制中，是工业生产中必不缺少的技术，由于运用的频繁性，所以PLC技术技术具有安全特征，只有满足了安全使用的特征，才能被广泛的应用，尤其是随着工业化环境越来越复杂、智能化先进技术广泛应用的条件下，PLC技术需要具备良好的运行能力、抗干扰能力，以此才能更好的运行，运用到机械控制、生产程序中去。其次具备速度快的特点，传统的继电器控制体系构建复杂，执行控制功能的时候需要考虑返还系数，而PLC技术改变了这一应用弊端，对传统的继电器结构进行了优化，继电器通过去除内部导线以辅助的作用参与控制，在这种情况下就不会考虑节点、运行返还系数的变化，进而提升了运行效率。第三，智能化操作系统，相对于传统的控制系统而言，PLC技术连接了计算机，通过设置和操作相匹配的指令，来实现控制，这些指令操作简单、易学，不仅方便相关人员的操作，而且操作简单、直观，能够有效的提高工作效率。此外由于智能化的操作方式，能够有效的降低失误率，减少由于人员产生的设备故障和操作失误，这对保障机械顺利运行起到了重要的作用。第四，强大的功能体系，PLC技术编辑系统的实现主要通过一种微小的芯片来完成，该芯片具有强大的集成化特点，而且具有体积小、轻便、损耗低等特点，所以能够更好的应用到自动化设备中，见图1。第五，广泛的应用性，一方面体现在PLC技术是通过计算机实现的控制体系，所以能实现多元化、复杂的电气自动化设备控制，而且具有兼容性强的开放特点，所以能够保障自动化机械的平稳运行。另一方面不需要对PLC技术复杂的语言进行转化，即使计算机语言能力差的人员也能实现操作。

图1 PLC结构图

2 PLC技术在电气自动化设备中的应用原理

PLC技术对电气自动化设备的运行起着重要的作用，在运行的过程中也遵循着一定的原理机制，主要体现在以下几点，第一，计算机程序输入，简称采样输入，首先进行的工作是数据收集工作，采用扫面的形式来完成数据收集工作，数据采集工作完成之后，才能进入到输入阶段，通过I/O映像区内的数据储存进入到下一步输入指令环节。在此环节中需要首先完成数据采集工作，只有在采集工作完成之后，才能进行数据输入。第二，进入到数据执行阶段，这个阶段中按照上步的数据输入来进行程序执行，执行的过程并不是杂乱无章、没有顺序的执行，而应遵循从上到下的顺序来完成程序执行。第三，进入数据输出阶段，承接第二个阶段的数据执行之后，会输出数据结果，与此同时会自动形成和以前数据的对比，然后将输出的数据进行储存，并反应到外界设备上进行程序的执行，以此完成对电气自动化设备的控制工作，相对于传统的电气自动化设备控制，PLC技术的控制更加便捷，而且实用性强，加之该技术稳定性较强，所以可以适合多种环境下的自动化设备控制。

3 PLC技术在电气自动化设备中的具体应用

3.1 PLC技术在顺序控制系统中的应用

工业生产过程中存在大量的能源消耗问题，给企业带来了成本增加的现象，同时还产生了大量的资源浪费，为了减少企业运行成本，因此提倡科学、绿色的企业发展道路，而PLC技术通过顺序控制系统减少了资源的浪费，为形成良性的企业发展提供了有利条件。PLC技术的顺序控制系统广泛的应用到工业生产环节，通过顺序控制系统的输入来完成整个生产环节的控制，不仅能够保障生产程序，实现科学生产，而且还能有效的提高工业生产效率，对实现企业增产、增收具有重要的意义。比如在进行煤矿的开采中充分运用了PLC技术中的控制系统。首先由于煤炭资源的特殊性，所以在开采的过程中应保持节制，不能大肆进行资源开采，而PLC技术顺序控制系统可以控制资源开采，辅助开采计划更好的落实。其次在PLC技术控制下的煤炭开采系统，可以使煤炭开采程序按照一定的规则进行，规范了开采程序，使开采变得机械化、程序化，所以有效的提高了煤炭开采效率。再者煤炭开采的过程中，需要保证开采人员的安全，而PLC技术控制系统的融入使得工作更加规范，对减少人员安全事故具有重要的意义。此外PLC技术的智能化操作系统，简单易行，通过电脑系统的输入来进行工业现场的实时监控，不仅提高了监控效率，而且从一定程度了减少了人员配置，而这对促进企业生产效率的提升具有重要的实践意义，见图2.

图2 PLC技术控制系统

3.2 PLC技术在开关量控制系统中的应用

传统的PLC技术在开关控制中，主要使用电磁性继电器来实现对开关量的控制，这种控制体系效果较好，但是由于电磁性的外接入系统维护成本高，接线情况复杂，加之电磁的特殊属性，所以容易产生漏电现象，使得自动化设备控制系统极其不安全。而PLC技术的运行，不仅解决了电磁性触电的风险，而且简化了控制程序。比如对短路系统的控制，PLC技术的运用可以有效的控制电气自动化设备中断路器，而且具有反应速度快的特点，所以能够在最短的时间内实现短路控制。其次当前的自动化设备投入成本大，PLC技术在具体的运行过程中能够实现自动化设备之间的有效的转化，以此避免机械设备在错误指令下的运行，对保障自动化设备平稳、安全运行具有重要的意义。

3.3 PLC技术在在闭路控制系统中的应用

电器自动化设备体系运行中，闭路控制系统有自身的启动方式，通常下通过机旁屏手启动、现场控制箱手动、自动三种方式实现闭路控制系统的启动，PLC技术作为闭路控制系统补充技术来实现应用，PLC技术融入的闭路控制系统的方式主要通过泵机系统实现的，而原有的闭合系统中的自动启动方式可以和泵机系统联合使用，而其他的启动方式为PLC技术泵机启动方式提供了有利条件。比如机旁手启动方式为PLC技术泵机启动正常的运行提供保障，在进行调试的过程中通过对PLC技术泵机系统进行时间控制，避免自动化设备高负荷的运转。但是在进行该项调试的过程中，也需要运用到现场控制箱手动的启动方式，通过现场控制箱将控制模式改为手动模式，由此可见PLC技术泵机闭路系统是建立在原有的闭路控制系统上进行的，通过原有闭路系统来保障PLC技术泵机系统处于平稳、安全的运行环境中。