PLC在工业电气自动化中的应用浅析

李佳佳 于洋

摘要：PLC 技术无论是在可靠性还是在稳定性方面，都具有很大的优势，因此在电气工程上，PLC 有很广泛的应用，此外，在应用过程中，对于这项技术也的发展和进步也有推动作用，在很多应用中引入了先进的理念，使 PLC 技术在原有的基础上取得了很大的进步。本文对PLC概念及工作原理、发展及在工业电气自动化中的应用进行了分析和探讨。

关键词：PLC;工业;电气;自动化;应用

PLC 技术从诞生到现在，已经有了几十年的历程。PLC 在许多场合的应用取得了成功，自身也有着很大的发展，起初，PLC适用于传统制造业，现在 PLC 自身的发展能够使其适用于在很多其他地方的应用。PLC 最有利的价值在于和电气工业的结合，其诸多优点使其在电气工程中有着很广泛的应用，利用了 PLC控制系统的电气工程，发生了革命性的变化。PLC 在电气工程中主要承担了许多控制环节，如：顺序，开关和闭环控制等多种控制方式。这些控制在自动控制系统中属于核心的地位。顺序控制在各种控制系统和控制环节中使用的最多，是各种控制环节的基础，目前的 PLC 技术能够轻松的胜任顺序控制。开关控制是指在控制的流程中根据一定的逻辑开关的通断或者模式的切换，从一条控制落线到另一条控制路线的转换等。闭环控制通常用于设备装置自身的负反馈，如电机转速控制，水泵功率控制和水位控制等等，应用广泛。当然，基于 PLC 控制系统的功能远远不止以上三种，其在各种控制方式和模式之下都有着非常广泛的应用。

1.PLC控制器概述

PLC控制器，也被称为可编程控制器，是专门为了满足如今工业企业的效率化，而特意设计的。它的诞生，为工业企业实现全自动化的机械化生产，提供了可能。只需要一个简单的程序语言，电子机械就可以完全按照程序员设计的要求，进行全自动化的操作，为企业极大地提高了生产效率。由于其功能非常强大而且使用较为方便、可靠，PLC在电气自动化中的应用，也将会随之越来越广泛，直至普及到整个工业领域。

2 电气自动化概念及现状

2.1 概念

电气自动化，顾名思义就是对电气工程相关的系统进行电子技术信息的处理、实验数据分析、操作自动控制等等功能进行研究和开发的电子与计算机之间相互关联的一种科学。在我国，随着对电气自动化的不断深入研究，已经形成了一门系统的学问。2.2 电气自动化现状

目前，在我国主要发展的主流是IT与电气自动化相结合的产品。以PC、服务器、Inter等技术引发的电气自动化，进行了一次又一次的工业改革。随着市场的需求，IT和电气自动化将会达到更完美的融合。电气自动化，将会逐渐地从服务领域渗入到工业的领域。目前主要有两个方向：一个是对管理层的渗入，让电气自动化应用到管理系统，对的各种客户数据或者是生产数据进行归类总结，并且存取，以便随时查询;另外一个方向，就是信息技术对机器设备的渗入。

3 PLC概念及工作原理

3.1 概念

PLC控制器主要是通过计算機的程序，达到对设备进行控制，并实现自动化操作的目的。它是工业领域需求的结晶，是专门为了适应现代化工业的生产而设计的。最早的可编程逻辑 控 制器，被简称为PLC，主要是为了更好地实现逻辑控制，而用来取代继电器的。随着电子技术的快速发展，今天，这种逻辑控制器的功能，已经大大地超过了原本人们给予它的定义。现在它被定义为PC，为了与个人计算机名称区别开来，才使用原来的PLC简称。

3.2 工作原理

它主要分为三个阶段：第一，输入采样阶段，在这个阶段，PLC通过扫描的方式，对外来数据和所有输入状态进行读取并存入I/O映象区相对应的单元内。

第二阶段，程序执行阶段，在这个阶段，PLC在执行对用户程序进行扫描时，总是按照从上到下的顺序，进行操作，比如方块堆积的金字塔，它总是从最顶端的方块开始进行扫描。在扫描最顶尖的方块时，又总是要按照人们固定的逻辑顺序，从左到右，对方块的各触点线路进行扫描。并且在对触点组成的控制线路，作逻辑运算的时候，也是按照从左到右，从上到下的既定顺序进行。再根据运算出来的结果，对逻辑线罪状在RAM对应位状态进行刷新;或者再确定对该图形是否需要对其执行特殊功能指令。

第三阶段：输出刷新，是在用户程序扫描结束后，PLC才进入的另一阶段。在这个阶段里，CPU要根据I/O里面相对应的数据和状态，对全部的输出锁存电器，进行再次刷新处理。然后再经过输出电路，来驱动相对应的外设。这才是真正意义上的PLC输出。

4 PLC在工业电气自动化的应用

4.1 在传统机床的应用

传统机床主要是采用电气控制的模式，使用的是继电器的逻辑控制系统。这样的系统，很容易发生触头电弧、或者是接触不良，接线老化等一系列的问题。而且通过这样系统控制的设备具有生产效率低下，能源消耗大，经常出故障而且维修困难等缺点。因此，为了提高工业电气自动化的水平，应该采取PLC对机床的硬件和软件进行各方面的改选，并且进行实施的控制。通过PLC系统对机器运行状态的监控等功能，不仅可以提高硬件系统运行的效率。保护系统运行的稳定。而且，还可以降低机器设备的维护成本，节约能源的消耗。从而，进一步地实现，传统的机床设备逐渐地从电气控制向数字控制进行转变。

PLC技术对于传统机械控制系统的变动，让PLC技术更加有效地融入到传统机床的工作原理中，使得机器操作变得更加地简便，而且完美地克服了电气控制时，传统机械故障多，效率低，磨损大的缺点，用全新的高效率、高精度、高重稳定性以及灵活的操作控制等优点重新赋予了这些传统的机械机床。让这些机床，重新焕发了新的生命。

4.2 PLC在火电厂控制系统应用：

在火电厂中，有包括水处理、输煤、除灰除渣等等辅助系统的存在，这些系统在操作流程上，有许多的开关和顺序控制，因为这样而变得繁琐。如果加入PLC系统的应用，就会对这些系统的工艺流程，做到完美的控制，做到有序化操作。这种属于开关量的逻辑控制，可以更好地取代继电器，帮助火电厂的辅助系统，更好地实现逻辑控制和顺序控制。它的应用即可以是火电厂单台的设备控制，也可以采用火电厂分层式的网络结构，如把输煤系统分主站层、现场传感器和远程IO站三部分。主站层由PLC和人机接口相关设备组成。远程IO站的相关设备，通过光纤的方式，与主站层进行连接。而输煤的现场传感器与远程IO站的相关设备，再进行二次光纤电缆的连接。这样，操作人员就可以坐在控制室，就可以完成整个输煤层的传送和监督工作，通过控制室的显示屏，对整个生产流程进行全面监督。

5.PLC 的发展趋势及前景分析

工业生产过程中产品质量可控制不是人为操作所能实现的，更多的是借助在线检测设备及仪器来完成产品参数的动态控制，需要整个工业生产流程的长期自动监控和调整，PLC技术为自动化控制的各项要求提供了实现机会，因此，其必将成为工业领域自动控制的发展趋势。在工业生产提倡提质降耗、精细个性、网络智能等大环境下，PLC技术必将向着网络化、智能化、数字化的方向发展，实现工业生产的在线质量检测、实时数据自动采集、故障自诊断、数据统一管理等先进技术发展。从发展前景看，随着工业生产分工细致化，PLC将会成为过程控制领域内的日用品，同时其还可能利用通讯系统将控制功能形成闭环过程控制，其还将会逐渐替代嵌入式控制器。

6结语

PLC技术的诞生，既可以解决传统机械机床控制系统的各种缺点，又能够提升产品的品质，提高生产的效率，让传统的机床重新焕发了生命力，同时也带动了市场经济的更快速发展。企业之间也因此，将拉开竞争的差距。未来，PLC在工业企业的应用，将会更加地被重视，从而广泛地应用到工业领域的各个角落。

参考文献：

[1]石磊.PLC在工业自动化控制的应用.城市建设理论研究，2012（16）.

[2]刘红军.PLC在工业电气自动化中的应用研究.信息系统工程.