PLC技术在工业电气自动化中的发展与应用

李晓鹤,徐腾飞（华晨汽车集团控股有限公司,沈阳　110044）

PLC技术在工业电气自动化中的发展与应用

李晓鹤,徐腾飞
（华晨汽车集团控股有限公司,沈阳110044）

摘要：随着科学技术日新月异的持续发展，电气自动化系统的应用逐步广泛，生产效率成倍提高，这得益于可编制逻辑控制器即PLC技术在电气自动化中的应用。文章从电气自动化的概念入手，分析PLC技术的概念、特征及发展趋势，并分析PLC技术在工业企业中的应用，以供大家参考。

关键词：PLC技术；电气自动化；工业企业；应用

1　气自动化的概念

电气自动化技术是一种运用计算机技术、信息科技、仪器仪表和控制理论对整个工业生产过程进行控制、管理和优化，以达到提高生产效率、提高可靠性和安全性、降低成本和提高产品质量等目的的综合技术[1]。

电气自动化技术的实现离不开三大要素的支撑：硬件、系统与自动化软件。就硬件来说，目前世界上应用较为普遍与广泛的自动化硬件设备包括了人机界面、可编程逻辑控制器（即PLC技术）、变频器、接触器、继电器、工业以太网交换机、指示灯、电机启动器、断路器等等，其中最主要的是三大件：人机界面、PLC与运动控制器，本文主要是研究PLC技术在电气自动化中的发展与应用。

2　PLC技术的内涵

2.1PLC技术的概念

PLC与机器人、CAD/CAM并列有名，是世界现代工业自动化的三大技术支柱，为首的即PLC。严格来说PLC是个一种小型的计算机，可以进行软件编程、接受输入信号并控制输出，以此实现对工业企业的控制[2]。因此PLC与计算机的内部硬件结构基本一样，都涵盖了CPU处理器、输入输出接口电路、内存单元等要素，其中内存单元可以分为ROM与PAM两部分，前者具有掉电保存功能，用于保存CPU处理器编写的程序，后者具备随机存储功能，用于程序的处理过程。而输入输出接口电路起到桥梁的作用，负责与外部设备的连接，将外部信号传给PLC，并将控制信号输出给外部设备。

2.2PLC技术的特征

PLC技术应用到工业企业中，实现了继电器控制技术的跨越式发展，具备了无比优越的特性，包括以下四个方面：

（1）可靠性能与抗干扰能力都极高、极强。PLC技术具备了自我诊断与检测能力，当外部发生改变时，PLC就会随之采取适当的方式发出警报、检测故障、修复错误、保护信息，整个程序都很可靠，极大提高了系统的抗干扰性能。

（2）使用范围广泛。PLC技术的性能强大，多方面的性能都能实现，包括计算、运费、开展操纵以及自身排查、人机交换等等，因此可以广泛应用到自动化系统设备中，既可以应用到单个的操作设备、单挑生产线，又可以应用到整个单位与整体制造程序的操作。

（3）通用性强大，方便灵活。PLC具备全套的软件功能与硬件设备，各种控制都极为方便，而且程序的设计具有可变性，非常灵活。用户体验非常好，既能适应个性化的需求改变，又十分简洁方便。

（4）简易编程与操作。当前可编写操纵设备关键使用的编写方式是梯形图，简单易懂。这对技术操作者来说是福音，只需通过简单学习即能熟练完成各项改变或操纵措施。

（5）体型小，耗能低。可编程操纵设备自身体型小，因此搁置方便；能耗低，节省资源；体重轻，方便移动与安装。

2.3PLC技术的发展趋势

近几年PLC技术呈现两大发展趋势：工业组态软件的应用与现场总线控制技术的融合。

（1）工业组态软件的应用。组态软件，一种与控制系统相连接通信，负责系统实时数据采集和监控的软件系统，英文简称SCADA，意为监控和数据采集，追根溯源是工业控制计算机。组态软件，通信功能非常强大，几乎所有的控制设备都可以找到能与其通信的组态软件，因此应用范围很广，组态软件允许用户自定义控制系统界面，可以创建复杂的实时控制系统动态监控画面，通过实时通信连接完成控制系统的流程实时监控，并且具有报警、记录历史数据、仿真等功能[3]。

（2）现场总线控制技术的融合。现场总线即一种网络，这种网络将现场设备、现场控制器、传感器、各种终端等连接起来，通过一定标准的通信方式实现快速、高效、调理、可靠、简便的现场数据交换或传递[4]，它的主要特点是全数字化。现场总线技术的布线规则很容易理解，在主站控制系统下，主站设备只需要引出一根线缆，连接到现场总线从站设备输入端，再从从站设备输出端连接到下一个总线从站设备输入端，依次将所有从站设备连接即可。现在有许多可编程控制器具备现场总线主站控制功能，可以方便的与总线型控制设备组建系统，使得系统的布线、安装和维护都更简洁，成本更低，稳定性更高。

3　PLC技术在电气工业中的应用

随着技术的进步，PLC技术也在持续发展，其可编程措施更加完善、稳定、方便、快捷、简易，价格持续降低，而现代工业的需要更旺，具备了更广的使用空间。因此PLC技术在工业电气自动化的程序中地位无可替代，PLC措施在现代工业企业中的应用更加广泛，持续扩张，从电力体系到水利体系，再到数控体系，都可以看到PLC措施的应用。

3.1PLC在火电系统中的使用

火电系统非常复杂，涵盖了水处理、输送煤炭、灰尘的去除、煤渣的清理等等，这些程序的进行都需要各种运行程序的控制与开关功能的控制等等，这些控制程序都属于PLC技术的范畴，都可以应用PLC技术。采用PLC技术，既能控制某一个步骤，又能控制整个的火电系统，以灰尘清除程度为例，具体的控制点有：吹风机的风度吹风时间长度，气化风机的方向启用和关闭时间，仓泵、加热器、各种阀门和卸灰装备的开关控制，收灰机的强度和收灰管道的压力的控制。通过应用PLC技术，可以减轻工作人员的劳动压力，提升劳动效率，员工无需在清尘现场紧盯设备，只要通过办公室的一台电脑就能视察各部分的工作动态并及时调节，令其保持最佳工作状态，更加精确和效率。

3.2PLC在传统的机床技术的使用

应用到机床技术的自动化系统中，PLC操作即使极大的创新了以往由继电器设备操作的机床性能，大大提高了机床体系的功率，降低了耗电量，减少了事故发生率，简易了修改难度，从而让机床技术操作的效率、质量、性能都得到了提高与完善，可谓好处多多。

4　结语

可编程逻辑控制器是一项智能程度高、实用性强的措施，其发展前景还是非常广阔，其市场需求也会更加旺盛。工业电气自动化中的PLC技术，既能提高工作效率，又能减轻工作人员压力，降低危险系数，提升经济效益，应逐步完善与推广应用到各种工业企业中。

参考文献：

[1]陈瑞阳.工业自动化技术[M].机械工业出版社,2011.

[2]刘兵.可编程逻辑控制器及应用[M].重庆大学出版社,2010.

[3]BINDU, K.P. Control, Automation and monitoring of hardboard production process using PLC-SCADA system[J].International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering,2013,2(07):3281-3286.

[4]张培仁,杜洪亮.CAN现场总线监控系统原理和应用设计[M].中国科学技术大学出版社,2011.