PLC技术在电气自动化中的应用

陈镜波

（潮州正龙电池工业有限公司，广东 潮州515644）

0 引言

电气自动化是工业自动化的重要组成部分，也是工业经济发展的一项重要技术，是一个国家现代化发展的重要标志，可以说电气自动化水平代表着一个国家的工业发展水平。随着电气自动化的快速发展，各种先进的科学技术开始全面用于电气自动化当中，如远程控制技术、智能控制技术等。PLC技术是基于计算机技术而产生的一种可编程控制器，是智能控制技术的一种，这种技术已经开始应用到电气自动化当中，并且显著提高了电气自动化水平。

1 PLC技术与电气自动化

1.1 PLC技术

PLC技术是可编程控制器的简称，它虽然本身属于计算机技术，却是为工业控制应用专门设计制造的一种控制器。早期的可编程控制器又被称为可编程逻辑控制器，随着计算机技术的发展和PLC本身的逐渐成熟，现在所使用的PLC已经远远超出了逻辑控制的范围，不过习惯上仍称之为PLC。PLC的控制原理主要分为3个步骤，即输入采样阶段、用户程序执行阶段和输出刷新阶段。在输入阶段，PLC利用数据扫描器一次读入所有的输入状态和数据，并存在PLC的I／O映像区内。然后按照由上到下的基本顺序扫描用户程序，一般呈现出一个梯形图，扫描完成后进行逻辑运算，根据运算的结果刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应的位状态。扫描用户程序以后，就进入输出刷新阶段，控制器中的CPU向系统发出指令，按I／O映像区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，在经过输出电路驱动外设，达到控制电器系统的目的。PLC基本结构组成如图1所示。

图1 PLC的组成

1.2 电气自动化

所谓电气自动化主要是指研究与电气工程相关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、实验分析、研制开发以及电子和计算机等领域的一门科学。随着经济的发展和各种科学技术的运用，我国的电气自动化走上了快速发展的道路，电气自动化水平不断提高。目前，电气自动化已经运用于工业生产的各个领域，并且已经在电气自动化中融入了嵌入式网络通信技术等，收到了良好的效果。尤其是PLC技术的应用，显著提升了电气自动化的灵活性和控制性，大大拓展了其应用领域和应用范围。

2 PLC技术在电气自动化中的应用

PLC技术在电气自动化中的应用是非常广泛的，如在中央空调控制系统设计、公路交通系统设计、数控系统设计等方面，都有着比较广泛的应用。笔者就PLC技术在这些自动化系统中进行了详细的分析，以下将具体阐述。

2.1 PLC在中央空调上的应用

中央空调与工农业生产和生活有着密切的关系，无论是在工业生产中，还是在城市居民的日常生活中，都是不可缺少的一种工业系统。例如，在一些对温度要求比较高的电子企业中，中央空调是车间生产的必备设备，一般要借助中央空调来稳定车间内的温度。目前，中央空调冷冻系统的控制方式主要有3种，即早期的继电器控制系统、直接数字式控制器（DDC）以及可编程序控制器（PLC）控制系统。其中，PLC控制系统不仅智能化水平较高，而且具有良好的抗干扰能力，并且对控制系统的结构也没有硬性的要求，运行的可靠性大大提高，使用和维护起来也很方便，目前已经成为中央空调中应用最广泛的控制系统。

2.2 PLC在公路交通系统上的应用

随着城市的快速发展，公路交通系统在很大程度上决定了城市的秩序，尤其是交通秩序，立交桥等城市交通系统的复杂化，使交通信号灯的控制更加困难。传统的交通信号灯的控制方式，已经不适应公路交通系统快速发展的需要。因此，现在很多城市将PLC技术应用到交通信号灯系统设计中，形成了PLC型交通信号灯控制器，对交通信号灯的控制能力大大增加，使其对城市发展的适应力能力明显地提高。这是因为PLC控制器对外部环境的适应力很强，并且内部也具有丰富的定时器资源，对城市交通发展中常用的“渐进式”信号灯能够进行精确的控制，特别是能够实现对岔路口的控制。目前，国内使用的PLC交通信号灯控制系统在内部具有实时时钟，通过PLC编程控制可以对交通信号进行全天候的无人管理。由于PLC控制器自身具有联网通讯的功能，这样就能够帮助交通部门对各个信号灯进行局域网式的统一调度和管理，最大程度地缩小车辆信号灯的等候时间，从而更加科学地对城市交通进行管理。

2.3 PLC在数控系统中的应用

随着我国工业技术的发展，数控技术已经成为工业生产中一种不可缺少的技术，而数控技术的实现与PLC应用有着密切的关系。目前常见的数控系统主要有3种，即点位控制系统、直线控制系统、连续控制系统。在工业生产中，数控系统主要用于机械加工，其中点位控制一般用于孔加工机床，如钻孔机床、镗孔机床等，其是为了在加工过程中实现由一个位置向另一个位置的精确移动，一般来说并不考虑加工物体的运动轨迹，移动过程中一般不进行加工。目前，数控系统的实现主要有2种方式，即全功能数控装置和单板机控制，这2种控制系统都应用了PLC，只不过在功能和应用范围上有很大的区别。全功能数控装置的功能非常完善，但是价格非常昂贵，对于一些企业来说这种装置的许多功能完全是多余的。为了满足一般企业的发展需要，市场上出现了基于PLC的单板机数据系统，其是为了解决传统单片机中长期存在的设计硬件电路、接口电路、驱动电路和抗干扰问题，不仅能根据生产需要调整机床功能，还能根据技术进步对机床功能进行升级，这一点满足了很多中小企业的发展需要，增加了企业经营管理的灵活性。

2.4 PLC在电池生产线控制系统

随着我国电池产业的快速发展，电池生产线中也开始应用PLC控制技术，不仅有效增加了对生产过程中各个环节的控制，也提高了产品的质量。如FDK全自动碱性高能电池生产线，全线采用了PLC、变频器、步进电机、触摸屏等高科技产品，可以精确地控制设备的运行。这种电池生产线运用PLC控制系统，在生产过程中对各个节点，尤其是可能影响电池质量的一些环节，如人工环节等进行有效的控制，当生产过程中出现故障时，能够及时排除。目前，国内一些较大的电池生产厂家，其生产系统中都使用了这一技术。

3 结语

随着科技的不断发展与进步，PLC应用前景将更加广阔，其对电气自动化的提升作用将更加明显。基于PLC的电气自动化控制系统的规格、种类、应用范围将会进一步拓展，以满足不同工业控制场合的需求。因此，国家要加大对该系统的科研投入力度，使更多的先进技术能够应用于电气自动化中，为工业和企业发展提供更加先进的电气自动化控制设备。

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