电气设备自动化控制中PLC技术的应用

王浩

摘 要：PLC的全称为可编程逻辑控制器，在控制领域应用广泛，尤其在电气设备中的应用不仅实现了电气设备的自动化控制，而且控制质量及效率得以明显提升，因此，有关PLC技术在电气设备中的应用，成为业内关注的热门话题。

关键词：电气设备 自动化控制 PLC技术 应用

中图分类号：TM92 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）11（c）-0098-02

随着科技发展，人们的生产生活对电气设备自动化控制要求不断提高，自动化、智能化成为控制领域的主要发展方向。其中作为人们生产生活重要设备的电气设备，因PLC技术的应用实现了自动化控制，降低控制工作难度的同时，极大的提高了电气设备控制效率。

1 PLC技术相关理论

PLC技术自动控制功能的实现，需要有硬件与软件支撑，其中软件中的应用软件可由用户自行编写，以完成相关控制工作。

1.1 PLC系统硬件构成

PLC在电气设备自动化控制中的应用基于PLC系统，该系统的硬件部分由基本控制单元、扩展单元、编程器等构成。其中基本控制单元包括中央处理器、存储器、I/O模块、外围接口、电源等硬件。扩展单元用于增加特殊功能或I/O模块数量，以更好的满足实际自动化控制需要，如网络通信、高速计数、定位控制等。编程器则供用户输入、调试控制程序。

1.2 PLC系统软件构成

PLC系统软件是其工作所用各种程序的组合，分为系统软件与应用软件，其中系统软件为系统的管理程度与用户指令解释的程序，由制造厂家负责编写，被固化在系统的程序存储器中，用户不能直接进行修改与读写。应用软件是用户根据控制要求，采用PLC编程语言编制的程序。PLC编程语言语言种类较多，总的可分为用图形符号表达程序、用文字符号表达程序两大类，其中梯形图语言是PLC编程应用最为广泛的语言，具有容易掌握、可读性强、编程简单等优点。PLC梯形图构成遵守以下基本规则。

（1）PLC内部寄存器包括动断触点、动合触点两种基本符号，同一标号的触点可多次、反复使用。（2）梯形图中的输出“线圈”使用符号表示，作为输出变量同一标号的输出继电器仅允许使用一次，不过可多次、反复使用其触点。（3）梯形图按照从上到下、从左到右顺序画出，并且各逻辑行从母线开始，左侧先将动断触点或动合触点画出，尤其应将并联接点多的位置画在最左端。右侧为输出变量，可并联，但不能串联。

2 PLC控制系统程序设计方法

PLC控制程序设计可运用多种方法，需根据实际情况选择最佳设计方法，尤其注重设计细节的考虑，根据PLC自动化控制要求，认真分析控制程序，做好程序的优化，保证控制程序设计质量。考虑到基于继电器梯形图设计方法在电气设备自动化控制中应用广泛，接下来重点介绍基于继电器梯形图设计方法。

首先，对软硬件重新划分。重新划分软硬件时，应将输入信号保留，充分考虑PLC软件功能实现的操作，如计数、定时、逻辑等内容。同时，将必要的隔离部件与外部驱动部件保留下来，经以上处理后，可画出PLC外部I/O连接图。其次，进行等效逻辑转换。考虑到继电器梯形图和PLC梯形图结构形式、编程原理较为相近，因此，可根据实际情况完成两者之间的等效逻辑转换。最后，防止重复输出错误出现。在同一程序中，如多个逻辑行赋值同一继电器线圈，会引起控制逻辑混乱。尽管PLC按照循环扫描方式执行用户程序，集中更新I/O点，当遇到同一变量被多次赋值时，仅最后一次赋值有效，因此，设计程序时应避免多次赋值情况的出现，保证程序的正确性与合理性。

3 PLC技术在电气设备自动化控制中的应用

3.1 PLC技术在电气设备自动化控制中的应用原则

众所周知，PLC技术专业性强，涉及的细节较多，为保证其在电气设备自动化控制中更好的应用，应用时应注意遵守以下原则。

首先，合理選型原则。当前PLC技术发展迅速，市场出现多种型号的PLC机，选型时，应充分考虑电气设备所处环境，以及自动化控制工作要求，选用运行稳定、维护方便的机型。例如，电气设备所处环境良好，维修量小时，可考虑使用整体式结构的PLC。同时，还应综合考虑PLC机的性价比。其次，注重程序最优化原则。编写PLC控制程序时，要求技术人员认真分析生产工艺要求，进行控制程序的编写，而后还应根据自动化控制状况，对程序进行优化，提高程序运行效率。最后，适应性原则。部分生产工艺环境复杂，应用PLC技术时应充分考虑环境因素给PLC相关部件造成的影响，如环境温度、湿度、振动情况等，确保PLC系统能够在复杂环境中稳定工作，实现电气设备的自动化控制。

3.2 PLC技术在电气设备自动化控制的应用体现

PLC技术在电气设备自动化控制中的应用体现在很多方面，如顺序控制、开关量控制、闭环控制等，在软件程序的支撑下，实现对电气设备的自动化控制，取得良好控制效果。

3.2.1 PLC技术在顺序控制中的应用

顺序控制指结合控制系统运行实际，在充分参考生产工艺的基础上，综合考虑控制系统影响因素、内部状态等，保证系统能够按照预定设置，自动完成相关操作。将PLC技术应用到电气设备自动化控制中优点显著。例如，对继电器控制元件利用PLC技术实现顺序控制，不仅有助于提高控制灵敏度，而且还可通过控制部件的模块化操作，运行过程中实现单独控制，避免控制迅速紊乱造成的不良影响，使得控制的时效性大大提高。

3.2.2 PLC技术在开关量控制中的应用

电气设备传统自动化控制主要借助电磁性继电器对开关量的控制实现，不过随着需要控制的电气设备越来越多，给控制工作提出较高要求，尤其需要进行复杂的系统接线操作。另外，该种情况下控制系统运行影响因素较多，运行稳定性受到较大不良影响。而将PLC技术应用到开关量的控制中，可有效避免上述不良情况的发生。应用中一方面，做好原有控制系统的分析，寻找PLC技术与原有控制系统的契合点，实现两者的无缝对接。另一方面，掌握电气设备运行需求，使用PLC技术对相关控制环节进行适当优化，进一步提高电气设备控制水平与质量。

3.2.3 PLC技术在闭环控制中的应用

PLC技术在电气设备自动化控制中的应用还体现在闭环控制中。泵机是较为常用的电气设备，拥有自动启动、手动启动以及现场控制箱启动等，其中在对泵机运行环境以及运行状态综合分析的基础上，利用PLC技术对泵机的自动启动进行优化，掌握泵机运行参数，适当调整泵机运行参数，输入控制系统中，使泵机运行参数更好的满足生产要求。实践表明，PLC技术在闭环控制中的应用优点突出，不仅降低控制工作难度，而且提高可控制系统稳定性与安全性。

4 结论

PLC技术在电气设备自动化控制中的应用，极大地提高了控制工作水平，使电气设备运行更好地满足生产需要，因此，注重PLC技术在电气设备自动化控制中的应用研究具有重要的现实意义。本文通过研究得出以下结论。

（1）PLC技术控制功能的实现，基于复杂的硬件与软件系统，因此，为保证其更好地应用在电气设备自动化控制中，要求技术人员掌握扎实的专业知识，明确PLC系统的硬件构成以及软件编写专业知识。

（2）PLC控制程序设计是应用PLC技术的关键，要求技术人员明确程序控制目标、运用合适方法与编程语言，进行程序编写。同时，做好程序的检查与调试工作，避免重复输出错误的出现。

（3）PLC技术在电气设备自动化控制中的应用体现在诸多方面，如在顺序控制中的应用、在开关量控制中的应用以及在闭环控制中的应用等，为保证PLC技术优势的充分发挥，应用时应注重遵守合理选型、程序最优化原则、适应性原则。

参考文献

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