PLC在电气自动化中的应用探究

熊太友

摘 要：随着经济的发展，电气自动化设备在我国各行各业得到了广泛的应用，在互联网时代的背景下，我国迈向了数字时代，PLC控制系统也逐渐引起了相关企业的广泛关注。基于此，本文首先对PLC控制系统的概念进行阐述，然后对电气自动化中PLC控制系统的应用优势进行分析，最后对电气自动化设备中PLC控制系统的具体应用进行探讨，希望为相关人士提供有价值的参考。

关键词：PLC控制系统；电气自动化；应用探究

中图分类号：S78 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）21-0047-02

電气自动化与人们的生活、工业的生产都具有密切的联系，现已得到了飞速的发展，成为我国高新技术产业不可或缺的一部分，广泛应用在工业、农业、国防等领域，掌握着我国国民经济发展的命脉。PLC控制系统对电气自动化的优势进行了强化，是目前我国最为先进的一种科学技术之一，这种技术的使用增强了电气自动化设备的稳定性能，并且操作起来简单方便，可以使我国电气自动化设备朝着科学化、规范化的方向发展。由此可见，对电气自动化设备中PLC控制系统的应用进行探讨具有重要的现实意义。

1 PLC控制系统的内涵

PLC英文名为Programmable Logic Controller，PLC控制系统实质上是一种可编程控制器，这种系统的应用对传统的继电器控制装置进行了取代，目前我国PLC控制系统的功能正在不断完善，例如，在开关量处理的基本功能基础上，逐渐增加了模拟量处理与运用控制功能。PLC的硬件结构与微型计算机一致，其组成部分有很多，例如，中央处理单元、程序存储器、电源等。中央处理单元也被称为CPU，这一组成部分是PLC控制系统的中枢，它以PLC控制系统所赋予的功能为基础，对用户程序和相关的数据进行存储，并且可以对电源、存储器等状态进行检查，在PLC控制系统运行的过程中，中央处理系统首先对输入装置的数据和状态以扫描的方式进行接收，且存入相应的位置。之后，中央处理系统再将用户程序从程序存储器中提取出来进行逐条的读取，并且通过相应的指令将其以一定的逻辑进行编写，并且传入到数据寄存器中，在所有的数据执行完毕之后，再将存储的数据转至输出装置，进行无限循环，一直到运行停止[1]。

程序存储器主要指的是在系统软件和应用软件中存放的储存装置。电源对整个PLC控制系统具有重要的作用，没有电源，PLC控制系统就无法进行启动，因此相应的PLC制造商对于电源的设计十分重视，一般在电源的设计上要对其电压的波动范围进行控制，尽量使交流电压控制±10%和±15%的范围内，±10%与±15%主要是指误差在加减百分之十或加减百分之十五范围，因为一般电压都处于这个波动范围，所以可以不采取其它措施直接连接[1]。

PLC工作原理主要包括输入采样、用户程序执行、输出更新这三个环节。输入采样阶段就是PLC控制系统将输入的状态和数据以扫描的方式进行读入，之后就到了用户执行阶段这一环节，在用户执行的阶段，只有输入点处于I/O映象区内时，所存储的数据与状态才不会变化，而处于其它位置的数据与状态都在随时的发生变化。用户执行阶段PLC控制系统通常对用户程序进行自上而下、从左到右的顺序扫描[2]。最后一个环节是输出更新环节，主要是验收输出点的触点情况，这一过程中，同样的梯形图在排列次序上都具有较大的差异，这种差异就会出现不同的执行结果，除此之外，用户扫描的结果与继电器控制装置逻辑运行结果也各不相同，但是将扫描周期忽略之后，二者之间就不具有明显的差异性[2]。

2 PLC控制系统在电气自动化中的应用优势

将PLC控制系统应用在自动化的设备中，可以对数据采集和控制这两大环节进行优化，有效的提高了机械自动化设备的运行效果。与传统的继电保护装置相比，PLC控制系统具有明显的优势，其中具体的应用优势主要体现在以下几方面。首先，PLC控制系统的反应速度更快，在速度方面可以取得理想的效果，有效的解决继电保护设备的延误问题，进而为电气自动化设备的安全运行提供了重要的保障[3]。现阶段我国对于电气自动化的运行要求逐渐提高，任何安全隐患都可能造成系统的整体瘫痪，而PLC控制系统的反应速度较高，符合我国电气自动化设备中高反应速度的要求[3]。

其次，PLC控制系统具有较高的安全性能，由于电气自动化设备的运行环境较差，经常受到各类因素的干扰，而将PLC控制系统应用在电气自动化设备中，可以有效的对环境中所存在的威胁因素与进行预防，进而有效地提高电气自动化的安全性能，为电气自动化设备的安全运行提供保障。

最后，将PLC控制系统应用在电气自动化设备中可以对操作进行简化，PLC控制系统与传统的继电器装置相比，运用了先进的智能化技术，这种智能化技术就可以对电气自动化设备的操作进行简化，对其复杂的流程进行优化，这样就会在一定程度上缓解管理与控制的难度。除此之外，PLC控制系统在维修方面也较为便利，这就在一定程度上缓解了运维人员的工作压力，在故障发生时，系统会根据故障出现的位置对其产生的原因进行分析，并且通过模块的更换对故障进行处理。

3 PLC控制系统在电气自动化中的具体应用

3.1 开关控制方面的应用

开关量控制方面的应用在电气自动化设备的运行中占有重要的地位，开关控制方面的应用可以及时的完成自动化设备的调控操作，进而有效减少控制管理中所存在的安全隐患。在PLC控制的实际操作中，工作人员要将工作重点放在开关的使用量方面，其主要的操作流程如下，PLC控制系统将传统的继电器电路所取代，利用PLC控制系统中的运输机对开关量进行控制，其中操作流程中所选用的运输机通常为电动机，电动机的数量在两台以上，首先在开关量控制方面，PLC控制系统先启动一台帯式运输机，之后按照一定的顺序将动机组依次的启动，在运输结束后，再利用控制开关来停止帯式运输机，以此来将运输中的控制小路进一步提高。

3.2 中央空调方面的应用

中央空调在人们的日常生活占有重要的地位，为了给人们带来优质化的服务，可以在中央空调中安装PLC控制系统，其实际的操作流程如下，PLC控制系统会在空气处理机启动时发出指令，使开户回风门与新风们到达指定位置，之后会自行启动送风机，与此同时，在控制变频器的作用下对风机的转速进行调节，进而使空调温度达到设定值，如果在运作的过程中，温度超过设定值，PLC控制系统会发出过滤堵塞报警信号，将温度控制在可控的范围之内，当中央空调停止运作之后，其新风们、回风门会自动回复到全关的位置，停止其冷水环泵[4]。

3.3 公路交通系统中的应用

随着我国城市化建设的不断加快，公路交通维护城市的重要性日益凸显，PLC控制系统的应用可以实现自动化的操作，从而缓解交通人员的工作压力。首先PLC控制系统可以对“渐进式”的信号等进行控制，主要是利用PLC控制系统内的程序编制器，来实现信号灯的无人化管理，另外，PLC控制器也可以利用自身的联网功能，将信号灯的局域网进行协调统一管理。其次，可以对车道进行控制，在车道的控制方面，我国已经发明了相应PLC车道控制机，具体控制功能体现在以下几方面，首先PLC控制系统利用自身的软件编程，对雾灯以及棚灯进行智能控制。其次，PLC控制系统借助于自身的上位机接口，也可以对计算机下传的数据进行接收，并通过编码指令，将接受的数据处理为七段显示码，之后数据就会通过LED数码管显示出来。

3.4 数控系统的中的应用

在互联网时代的背景下，数控技术已经逐渐深入到各个领域，基于PLC模式下的数控技术，其具体的工作流程如下。首先PLC控制系统在接通电源后，CPU会自行识别中央存储器中的程序，從第一条程序开始，按照规定的程序，直至扫描完最后一条程序，这是一个不断循环的过程。其次，PLC控制系统中编辑器会对信息的输入产生反应，并完成对自身软硬件的自检，在自检完成后，再对数据进行扫描。

4 PLC控制系统在电气自动化设备中的应用展望

从目前的情况来看，PLC控制系统在未来会有更大的发展前景，从技术的角度来看，可编程控制器的设计与制造会在未来的一段时间应用更多的计算机技术，不断的出现一些存储量更大、运算速度更快的PLC控制系统，站在产品规模的角度来看，我国将致力于发展一些超小型、超大型的设备，产品的品种、规格会更加健全，从而满足我国不同行业的发展需求[7]。站在市场需求的角度来看，国际间的竞争会打破各国各自生产产品的现状，在编程语言上会出现国际的通用语言，站在网络发展的角度来看，PLC控制系统将朝着计算机组网大型化的方向发展，进而使得PLC控制系统在各行各业都可以得到广泛的应用。

5 结语

综上所述，电气自动化中PLC控制系统的运用及实现可以促进我国社会经济的良好发展，解决了传统继电保护装置的弊端，因此相关部门应该引起重视，相关工作人员首先要了解PLC控制系统的内涵和应用优势，然后对PLC控制系统在电气自动化设备中开关控制、中央空调、公路交通、数控系统、闭环控制等方面的具体应用进行探讨，最后再对PLC控制系统在电气自动化设备中的应用前景进行探讨，进而为我国经济的发展奠定良好的基础。

参考文献

[1]喜琍.电气自动化设备中PLC控制系统的应用分析[J].无线互联科技，2018，（5）：145-146.

[2]王萍，李跃飞.PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用[J].建筑工程技术与设计，2018，（7）.

[3]沈森尧.基于PLC的电气自动化控制水处理系统探讨[J].河南建材，2018，（1）：206-207.

[4]孔淑玚.PLC在电气自动化中的应用及发展前景[J].商品与质量，2017，（40）：46.