PLC在工业电气自动化中的应用探究

郭云开

1.河北省地矿局国土资源勘查中心 河北 石家庄 050081；2.河北石探机械制造有限责任公司 河北 石家庄 050081

引言

PLC技术应用在电气工程自动化控制中，能在提升运行效率的同时，为企业日常管理工作水平的进步提供保障，从而为企业创造更大的经济效益，有利于电气工程自动化控制模式的全面进步。

1 PLC概述

PLC技术是由多个控制序列互连的控制网络，其主要是利用嵌入式计算机与设备的继电器触点连接。这种新的控制方法的出现可在一定程度上有助于电气自动化的灵活控制，且此方法的可靠性较高，最重要的是，可以实现精确的电气自动化控制。PLC技术不仅可以按照既有程序进行控制，而且可以根据需要对其进行编程，拓展其功能，实现多功能控制。PLC的主要结构包括了微处理器、电路模块、存储器等，可以实现数据收集、数据传输以及执行控制等多个功能。在PLC技术中，不同的模块其主要的功能不一样，比如微处理器，主要是实现数据的收集与处理，是PLC技术的主要核心部分，而电路模块主要负责信息传输，是PLC技术的连接基础，存储器主要负责程序执行和存储，是PLC的操作部分。由于PLC的智能性、高效性和稳定性，使得其在控制领域中获得了广泛的应用。

较为常见的PLC技术主要分为以下两个基础类型:第一，箱体型PLC，组成部分为CPU中央处理器、显示面板、内存设备以及电源设备等。其中，CPU的型号要结合其实际应用的范围和要求予以选择，从而保证对应型号处理信息和数据的合理性。另外，这种模式属于开放式结构，更加侧重于设备的总线统一运行结构，操作后无论是数据处理还是模拟控制都较为系统。第二，模块型PLC，主要是建立PLC模块体系，配合内存设备、电源设备以及I/O模块分析处理单元共同开展实际作业，这种类型在应用中要分析模块的基本需求，确保对应处理工序的最优化。这种模式最大的优势就在于“自定义”的效果较好，能结合实际需求完成技术应用模式的拓展，逻辑控制优势更加突出[1]。

2 PLC技术在电气自动化控制中的应用优势

2.1 操作性强

PLC技术主要优势是操作性相对较强，不仅可以支持语言互译类的程序管理，还可以让用户在使用过程中掌握正确的操作方式，进而使用户掌握语言结构与操作模式，保障程序的应用效果。并且，PLC技术有着自动翻译功能，让用户的后期使用得到了进一步保障。因为PLC能够对程序进行互译，所以在进行技术编程过程中，可以通过集中简化系统的整体结构使程序处理难度得到降低，进而使工作效率得到进一步提升。在应用PLC技术时，需要依据国际统一标准通信，为具有差异化的厂家在PLC技术更换中提供保障，进而使处理效率与实践水平得到提高。

2.2 安全性及可靠性强

高可靠性是工业设备安全有效运行的必要因素，它对于设备整体的使用寿命以及工厂的生产效率具有重要影响。由于PLC内部采用了大规模的集成电路，并且电路加工过程中采用了严格工艺，使得抗干扰能力大大提高，具备很高的可靠性与安全性。与传统的继电器控制系统相比，PLC控制系统解决了线路接触不良的问题，整体设计中保持了简单可靠的设计方式，通过较少的输入与输出来满足工业控制需求，这种方式大大提高了其可靠性。例如：控制系统中的断电保护功能，能够使PLC系统在断电时启动数据信息保护以及恢复功能，降低了数据丢失风险。

2.3 具有较高性价比

PLC具有较高的性价比。PLC体积较小，占用场地面积较小，所投入的辅助配套设施较少。PLC具有较好的可靠性与抗干扰能力，能够降低企业停工以及维修所带来的损失，并且PLC结构简单，后期维护等简单方便，降低了维护成本。此外，其功能强大、适配性强，对于不再使用的PLC控制系统可以移至其他设备上，复用性较强，能够带来附加价值。

2.4 功能完善，适用范围广

在PLC内部安装了各种硬件，以实现逻辑运算、数据处理、驱动程序通信、人机对话、自动记录和检测等功能。它把各种简单和复杂的功能集成在一起，可以控制生产设备、生产过程和生产线以及各种系统。

2.5 减少设计和施工工作量

从PLC控制器的角度来看，应用存储逻辑将先前的连接逻辑覆盖，显著减少了外部设备的布线，缩短了系统构建周期，降低了设计复杂性，并简化了硬件和软件维护。通过以上改进不仅可以减少硬件安装工作量，而且可以减少后续使用期间的检测。这项工作大大减轻了工作量。

3 PLC在工业电气自动化中的应用

3.1 PLC技术在火电厂中的应用

PLC技术在火电厂中的应用可以有效增加经济效益和生产效率。借助PLC控制系统，操作员可以监控煤处理系统，从而大大提高了系统的可靠性。此外，就火电厂的泵启动方法而言，自动泵送系统包括三种方法：自动启动、现场控制箱启动和机器侧屏手动启动。首先，就自动启动模式而言，PLC自动泵控制系统中的泵启动由内部顺序控制模块控制，该模块由启停备用泵来确定。从目前来看，泵控制主要包括PLC控制和常规控制。在这两种方法中，PLC是主要方法，常规控制可以视为PLC自动控制系统的安全电路，因此，即使出现问题，也可以保证泵的正常运行。

3.2 PLC技术在立体仓库中的应用

由于现代科学技术的不断创新，促进了各种电气设备的广泛使用。当前，在线电子商务的发展已逐渐成为时代的新趋势，也为现有的电子商务物流领域的发展做出了贡献。在物流行业中，PLC技术的应用可以优化立体仓库的建设。立体仓库主要包括水平移动结构以及垂直升降结构。使用PLC技术可以改变整个过程，优化货物运输的整个阶段，提高货物的存储效率，并有助于改善仓库建设水平。立体仓库使用闭环控制来收集在整个过程中需要使用的数据并进行编译。编译后的数据发送到PLC控制系统端口，以实现全过程控制。该技术的使用不仅可以优化货物运输，而且可以最大限度地避免人为因素造成的错误，从而为电子商务物流业的发展做出了贡献。

3.3 实现机械手自动化控制

基于PLC技术的应用，应按照信号滤波的表述方式，将平流电转变为交流电，并记录每次数据发生变化的行为，通过控制信号电压值，实现对终端电压数据与信号的有效控制。并以获取的数据为依据，进行机械手在不同运行状态下耗能的分析。假定输出的数据值较之前低，则可保留数据，倘若输出的数据值较之前高，则保留两组数据中数值较低的一组。综上所述，通过调控数据实现在不同满载状态下对数据的控制，实现在终端对信息频率的有效控制。可以利用PLC对该机械手状态进行判定，进而对机械手自动化运行全过程进行控制，为机械手自动化控制提供强有力的方法支持，以此，实现系统设计。

3.4 数控系统应用

在电气自动化控制系统中合理应用 PLC 技术，可以使电子设备的功能得到不断完善，不仅能够提高电子设备的存储量，还可以使电子设备的反应速度得到进一步提升，强化电子设备的智能化水准。在数控系统当中应用PLC技术，能够使 PLC 的优势得到充分利用，为工业发展提供有力技术支持。为能使工业生产质量得到提升，要对数控系统进行充分分析，提高数控技术的灵活性，通过PLC技术可以很好地对数控系统内部进行改善，进而使数控机床的功能得到进一步优化。随着我国工业水平不断提升，对于产业结构也需要进行适当调整。因此，不仅要使工业生产规模得以扩大，还应该对产业结构进行升级。数控机床能够通过PLC技术提高加工信息传递工作，使信息输入效率得到进一步提升。同时，能够对数控机床的工作状态进行检测，进而确保数控机床运行的安全性与稳定性，使其各个功能都可以发挥效果。

3.5 控制开关量

对于电气自动化控制系统来说，开关控制的内容相对较为复杂，同时任务量巨大。一旦对开关量无法调节好，就会使电气开关工作的稳定性与安全性受到一定程度影响，通过应用PLC技术能够有效解决这一问题。利用PLC来控制开关量，能够使电气自动系统开关量的逻辑性与时序性得到提高，进而确保电气自动化系统的稳定运行。比如计算机能够结合相关的控制系统来对信息进行反馈，同时能够判断机床工作状态的稳定性，通过核算以后，如果没有误差就可以让机床继续生产。

3.6 顺序控制

在控制实践中，电气自动化控制中PLC大多都是在顺序控制方面应用实践，主要是用于顺序控制的编程设计。在电气自动化控制中能全面提升电气控制效率的应用技术就是PLC顺序控制，其中生态效益评价是控制效率的重要参照指标。在新时期节能减排时代背景下，高效率以及投入成本较低等自动化控制是目前行业发展趋势。在此类发展趋势中，PLC顺序控制应用价值能有效显现，PLC顺序控制能有效替代过去传统电气控制系统机电控制，有助于电气设备运行实现独立化、自动化控制。例如在目前各类食品加工行业发展中，由于食品加工生产车间具有较长的生产线、生产工序以及控制点分散度较高，控制复杂。通过PLC设定传感器、主站、远程IO站等设施，相关技术人员要在监控室对完整的生产线进行全面监管，能有效提升生产设备应用稳定性以及生产效率。此外，PLC顺序控制能有效降低企业生产能源消耗、投入成本以及人工配备。

3.7 闭环控制中应用

PLC技术在传统的电气工程应用管理体系内，人工控制是维持电气工程运行的基本手段，不仅耗时耗力，还会因为人工操作不当产生安全隐患。而在智能化技术不断发展的时代背景下，PLC技术的广泛应用大大提升了电气工程自动化控制的效率，优化不同设备控制的准确性，也为自动化控制效率的提升奠定了基础。尤其是在闭环控制环节中，PLC技术能对转速测量以及电气元件予以实时性控制，确保电气工程自动化控制体系一直处于较为稳定的运行状态，并且实际应用效率和质量都能满足质量标准[2-3]。与此同时，闭环控制中应用PLC技术还能建立电机动力泵的专属管理，调整工程稳定性的同时，夯实运行控制基础，确保电气工程自动化控制流程和质量都能贴合实际标准。

4 结束语

综上所述，PLC技术在工业电气自动化中的应用有极大的优势，可以极大地提高工业生产的效率和质量，已在多个行业中取得非常好的应用效果。本文简单分析了PLC技术在火电厂、立体仓库、供热站以及水处理中的应用。随着科学技术的不断发展，PLC技术也不断取得进步，未来PLC技术将更为智能化，在工业自动化中的应用也将越来越广泛。