浅谈PLC技术在电气设备自动化控制中的应用

席飞

（江苏联合职业技术学院南京分院，江苏南京，210019）

1 PLC技术的背景与意义

PLC系统主要是用户通过预编程，提前编写好一些功能性程序，然后由CPU控制运行这些程序，控制系统按照特定的指令和特定流程从一个指令过渡到另一个指令，实现对生产流程的自动化控制。由于PLC技术的指令信号传输渠道是单向的，因此PLC技术控制的系统只能从一个指令变成另一个指令的单向运作，且同一时间只能运行一段程序，像这样按照既定的程序流程一直循环下去。

PLC系统的接线量相对较小，由于PLC系统在输入端以及输出端需要应用实际接线，其他内部当中的线路均能够利用软件有效的连接起来，在实际工作过程当中PLC系统能够自动通过程序的方式进行存储，一旦控制要求发生变化的时候，只需要将存储器当中的控制程序进行修改即可，就能够有效完成工作，并且不用将接线进行变动，进而能够明确体现出控制的通用性以及灵活性。

PLC系统属于计算机的一种，在工业生产自动化控制当中应用较为广泛，其结构主要包括有接口电路、电源、通信模块等。在整个系统中，电源为整个系统程序运作提供动力，电源的稳定同样也会直接影响整个系统的稳定性。因此PLC技术供应商都非常重视对系统电源的选用和研发，以追求电源电压的稳定性和蓄电容量作为主要选用标准。在有稳定动力的前提下，CPU按照既定程序的研判条件，去判断出整个系统的运行状态，将寄存器当中的数据传送到对应的输出装置。接口电路的作用包括输入数据以及输出数据，不同的电路则有不同的接口所组成，其之间的共同作用将整个数据和信号的输入与输出予以完成。PLC系统的特征主要为系统结构具有灵活性，操作非常简便，可以有效适应在复杂的环境之下进行工作。

2 PLC在电气设备自动化控制当中的应用策略

PLC系统的功能较为强大，应用较为广泛，然而在电气自动化系统当中，大部分围绕三个领域，第一个就是PLC系统在数控系统当中的应用，在以往的控制系统当中有很多方法，然而PLC系统的应用会让数控系统在定位控制过程当中准确性明显提高，同时操控较为简便，第二个就是PLC系统在交通控制系统当中的应用，大部分就是对信号灯进行控制，或者能够将整个系统总线进行有效控制。另外，通过将PLC电气自动化系统应用到交通系统中，能够节约大量的人力资源，同时也能更加精确和实时的监控关键路段的交通安全状况。特别是交通信号灯系统与智能城市人工智能系统的联网，使得交通信号灯系统更加智能化，一定程度上缓解了城市普遍存在的堵车问题。因为其智能化设备方面的应用，会使整个交管系统更为规范，摄像头会实时抓拍车辆违规违章行为。第三个领域就是对中央空调的应用，其中包括继电器、可编程控制器以及直接数字，直接数字以及继电器由于自身的种种缺陷，已经应用非常少，特别是继电器。然而PLC系统的稳定性良好，抗干扰能力非常强，维护起来也非常简便，进而使PLC系统的应用前景非常广阔。

2.1 顺序控制

其指的是在每一个执行机构在输入信号的作用之下必须要根据顺序予以操作，在具体实施期间，随着应用时间的不断持续，大部分的设备能量损耗会明显增加。这样就会导致企业的经济效益受损。为了能够避免这种现象出现，就需要在系统当中加入PLC技术予以顺序控制，通过其开关量真正实现对每一个机构操作顺序予以控制；通过模块的形式来对每一个执行机构给予单一控制，进而能够避免由于某一个机构发生问题的时候，不会对整个设备的正常稳定运行带来不良影响。

例如，对三项电动机的顺序控制通过PLC就能够给予真正实现，电动机M2当中的控制电路首先与接触器当中的KM1线圈并接以后在与其自锁触头进行串接，这样就能够保证电动机M1在启动以后，M2才可以启动顺序控制要求。

2.2 开关控制

其指的是利用控制继电器的连通与关断之间的值，对电气设备给予有效控制。在以往的自动化控制期间，开关量控制的方法还存在一系列的不足之处，例如，敏感性相对较强、稳定性相对较差等。这些问题对整个设备的稳定运行带来非常大的影响。然而在整个控制系统过程当中加入PLC技术，不但能够保证整个控制过程当中的质量，同时还能够有效降低事故的发生率，进而使整个电气设备的应用率显著提升。

例如，应用PLC技术能够对运输车进行有效控制，利用计算机指令，对内部继电器当中的通断进行有效控制，进而能够真正实现运输小车的左行或右行，在这一期间，PLC技术就能够对整个系统给予有效调整，进而能够保证计算机指令的有序进行，最终可以使整个设备的安全稳定运行效率进一步提高。

2.3 闭环控制

闭环控制主要指，接受输出的设备会将运行指令以后的成效通过数据作为新一轮的输出信号，重新传输给CPU进行第二轮的研判，CPU向输出设备发布指令后，输出设备在运行指令后会再将运行成效和自己的运行状态再次第三轮发给CPU。像这样对PLC系统就是闭环控制类型。

例如，在自动化控制伺服电机时，就可以运用闭环控制的PLC系统，实时对电机的转速、转矩进行监测，当电机出现转速转矩异常波动时，会及时的向电机发出调节转速与极性方向的指令。

例如，PLC技术能够对动力泵进行有效控制，其将开关启动以后，PLC技术就会对整个运行时间的多少进行有效分析，利用对动力泵运行的实际分析，采用闭环控制模式对，电机系统关键部件进行实时监控，从部件运行状态、温度等方面实时监测矫正关键部件的运行状态。在PLC采取闭环控制期间，闭环信息的传输效率更高，系统运行更加有效率，且有PLC闭环系统一般为单通道，信息传输过程中不易受到干扰，准确性更高。所以，在具体运营生产期间，能够把PLC技术应用在电机设备自动化控制里面，特殊情况的时候，需要将PLC技术与常规控制模式有效结合起来，进而能够使其整个生产运营效率显著提升。

2.4 运动控制

运动控制主要是针对电气工程中的各个部件的运行状态进行监控。能够极大提高系统本身的稳定性，同时也能保证系统按照既定的程序流程完成生产任务。运动控制主要是根据各部件的动态变化的运行状态，通过集成多个单片机的方法对设备的耗材部件进行监控，适时的更换损耗严重的系统耗材。同时以发电厂发电机组的PLC技术控制为例，运动控制模式的PLC系统相对架构较为庞大，但工作效率较高，同时能准确的掌握整个机组的设备运作状态。

例如，采取PLC技术能够真正实现三相异步电机的正反转，其当中的控制电路如图1所示；其控制接线图与梯形图如图2所示。

图1 控制电路图

图2 三相异步电机正反转控制接线图与梯形图

未来，电气设备还会制造出更好更多的产品，设计创造与实际情况相符合，人机界面会日趋成熟，大力发展前景良好的通讯设备，通过不断的更新PLC技术，加大对新型PLC系统研发投入，积极将人工智能等领域先进技术融入到电气设备中来，这样才能保证PLC系统在追求智能化和效率化生产模式的当下仍然有较为广阔的应用前景。现如今，PLC系统的应用范围就相对较为广泛，例如，在计算机散热控制系统DCS当中的应用较为广泛，其优点较为明显，响应速度相对较快、稳定性良好，智能化程度较高以及网络布局相对较广等。除此之外，PLC技术能够积极配合变频器，可以将以往系统当中的调速性能予以有效改善，进而使效率显著提升。

3 PLC技术在电气自动化当中的应用前景

PLC的抗干扰性还需要进一步增强，一旦当整个生产环境非常恶劣的时候或有电磁干扰的时候，PLC技术系统在运算过程当中还是非常容易产生问题，与此同时这些问题还会造成部分生产环境发生错误，造成整个生产无法正常有序的进行，因此，提升PLC技术的稳定性是目前迫切需要解决的问题，与此同时在提升抗干扰能力的过程当中，在安装、设计以及应用期间也需要尽量的减少不必要的影响，以免对整个整个系统带来不必要的影响。另外，PLC技术要吸取其他相类似系统当中的优点予以不断完善自身，DCS技术已经逐渐完善，PLC技术与DCS技术之间相互吸收当中的优点，并且予以同化，进而发展成为了一个全新的控制系统，即FCS系统，这就是最为有利的结合。在将原系统当中的特性予以保存下来，并且FCS系统对我国工业自动化技术的发展起到良好的促进作用，最终使数字化控制予以充分体现。

4 结语

PLC技术应用在电气设备自动化控制当中，能够将复杂的继电器逻辑予以有效简化，使整个系统的稳定性明显提高，同时在一定程度上，将整个设备当中的结构予以不断完善，使一系列生产以及应用成本进一步降低。另外，采取PLC技术，工作人员可以在相对较短的时间以内就可以熟悉掌握相关操作技巧和维修工作，因此，在诸多方面均存在非常明显的优势，PLC技术在我国工业自动化控制技术方面也提供了非常重要的参考依据。相信在不久的将来，仍然需要将目前的PLC技术予以改进，能够使PLC技术在复杂的环境当中进行有效控制，进而对电气自动化控制得以持续、良好的发展。