电气自动化中的PLC技术应用探讨

王奔汉

（中车长江车辆有限公司 湖北武汉 430000）

1 引言

信息技术革命对于工业、商业等社会发展的各个领域都产生了很深刻的影响，在电气自动化行业，了解并应用PLC技术无疑是实现电气自动化功能的关键条件。目前电气化工程发展的主要方向是信息化、自动化、智能化，而PLC控制技术是一种专门为工业生产而研发的电子操作系统，同时具有信息化、智能化、自动化三个特性，有助于完成电气自动化的功能。

2 PLC技术概述

PLC又叫可编程控制器件，是一种可以用于编程的存储器件，以数字的方式对生产过程或者各种设备进行控制（如图1）。即用户发出指令，通过系统控制处理工作，然后根据PLC技术中的CPU顺序处理从各个输入点扫描过来的数据，最后将相对应的控制信号传递到各个输出点。PLC技术作为计算机技术的一部分，是一种基于微小处理器，同时结合了互联网和现代通讯技术、智能控制技术的工业控制装置。相比较传统的技术，PLC更加简洁，在工作过程中是以程序的形式在内部进行存储，若在工作中需改变控制程序，直接在存储器中修改成需要的控制程序即可。

3 PLC技术特点

（1）安全性较好。PLC技术在现实生产中的普遍应用为大规模使用集成电路，使得可靠性高。以中车长江车辆有限公司为例，其生产车间以PLC技术为主，PLC硬件具有自动监测功能，在发现故障后能够及时报警，一定程度上减少了车间的故障现象，相比较冗余的CPU处理系统，大大提高了生产效率。同时PLC技术在研发之初就已经充分考虑了防干扰因素，因此PLC在电气自动化上的应用能够减轻外界干扰对电气控制过程中的影响。

图1 PLC控制器

（2）编程操作简单。PLC的编程语言采用梯形图，作为一种工业生产的计算机来讲，其编程操作相对简单，即使是非本专业的工作人员也可以操作。再者其编程环境也很简单，用户可以在本地计算机上完成编程操作，然后通过标准接口发送到PLC上。

（3）维修简单。一方面PLC使系统硬件和软件后期维护简单化，减少了不必要的后期维修工作，另一方面PLC控制器所用的存储逻辑大大减少了该装置的接线数量，建设时期缩短，设计难度也降低。同时PLC实现了在线编程，这种生产方式的改变使得其多适用于品种多样、批发数量少的工业生产。

（4）性价比高。PLC使用效果好体现在功能齐全与成本较低两方面。PLC的产品功能能够很大程度上满足工业生产的各种需求，其数字运算和逻辑处理在自动控制领域上得到普遍应用。而且由于小型PLC的尺寸非常小，在能耗方面显得比较低。

4 PLC在电气自动化中的应用

近年来随着工业的发展，对于工业技术的要求也越来越高，很多传统的工业生产环节也开始采用以PLC技术为主的工业装置来替代，并且取得了良好的经济效益，比如中车长江车辆有限公司，传统的电气自动化控制设备已经不满足其发展水平，而PLC技术在该公司的电气自动化控制上主要表现在三个方面：

4.1 电气开关自动化控制上的PLC技术应用

中车长江车辆有限公司的传统电气主要是通过电磁继电器来实现开关的自动化控制的，对于传统电气自动化控制，存在很多接触点，控制开关的接线多而复杂，交错在一起，经常会导致电气自动化控制系统的开关控制受到很多外来因素的影响，系统的稳定性和安全可靠性将面临很大的挑战，整个系统的运行效率也因此受到很大的影响。而PLC技术的应用，以计算机系统为媒介，将继电器与通讯技术联系在一起，达到电气自动化控制的要求。因此，不仅要利用PLC技术对传统电气自动化控制进行不断完善，还要把自动化控制系统中的相关设备进行改进或者替换，比如继电器，同时，对于出触点故障的发生率也要严格控制在一定范围内。对于如何积极应用PLC技术来说，有很多方法，比如在运输控制系统上，四个带式运输机应该使用两台电压和功率分别为660V和160kW的电动机，在开关启动过程中，先启动第四台，然后按照相应的次序启动机组，最后等整个运输结束后，利用控制开关从前至后关停设备，这样的做法能够一定程度上提高整个机组的工作效率。

4.2 电气顺序自动化控制上的PLC技术应用

电气自动化控制系统在运行过程中会随着运行时间的延长而增加能源消耗，对于追求效益最大化的企业来讲是很大的损失，而积极应用PLC技术能够控制电气设备运转顺序，从而降低能耗，减少成本。电气顺序自动化控制是指在控制系统中，各种生产工艺都有相应的顺序，PLC技术的介入使得在各种信号输入后，考虑系统内部运行状态和时间顺序等条件，保证整个系统有序的进行各种操控，自动控制主站和开关。利用PLC技术既能不断优化传统继电器调控下的顺序性、灵活性，又能实现单独对电气自动化控制这一模块的控制，避免在生产中因系统顺序紊乱而导致产品质量不过关的故障，能够很大程度上提高生产的效率。其中，在远程IQ站和主站之间的控制过程中，如果是人机接口，那么PLC技术可以影响现场传感器的网络结构，优化控制站点，加上电气自动化设备顺序控制系统的优势，提升电气自动化控制的效率。

4.3 电气闭环自动化控制上的PLC技术应用

PLC技术可以对设备运行状态实时监控，根据采集到的具体数据来控制输出。如泵机的自动启动，若PLC技术检测到泵机的实际运行状态良好，那么便会开启泵机开关。PLC技术本身就具有极好的性能，可以应用到多种设备的控制上，能够根据设备的最佳状态实行有效控制，提高闭环系统的稳定性与安全性，并不断改造和完善系统功能。

在闭环系统的自动化控制上，我们可以以在火力发电厂上的应用为例，来增强理解。火力发电厂泵启动方式可分为自动启动、现场控制箱启动和手动启动三种。从自动启泵来看，PLC是通过控制内部的顺控模块来控制水泵的启动，计算泵运行时间来选取主次备用泵；从手动起泵来看，先是开闭现场开关，然后操作人员人工计算泵运行时长确定主次泵的启停。总的来说，在对泵的控制上，是以PLC控制技术和常规控制两种方式为主，而且我们可以看出，PLC控制技术占据着主要地位，常规控制一般服从于PLC，如果PLC控制技术发生问题不能及时进行控制，常规控制的存在也能保证系统的正常运行，避免出现不必要的故障，促进电力事业的稳定发展。

5 PLC技术发展前景

以近年来PLC技术的发展趋势来看，该技术广泛应用于电气化自动控制领域，并且为企业带来足够大的经济效益。对于中车长江车辆有限公司来讲，PLC技术的应用，使得该公司车间生产效率得到了很大的提高，也节省了一定的人力、财力、物力成本。但是PLC技术仍存在一些尚不完善的地方，面对快速发展的市场环境，PLC的生产条件逐渐变差，在生产过程中常常受到别的因素的影响，导致生产出来的产品难以满足市面上的要求。为此应该创造一个合适的生产环境，改善现有的恶劣条件，提高车间的生产效率。随着社会的进步和科学技术的不断发展，现有的市场经济条件下已然为PLC技术的发展创造了一个机会，不仅是对于中车长江车辆有限公司，更是对整个电气自动化控制领域，都要抓住这个机遇。相信在未来的电气设备自动化控制方面会发展的越来越好，不断向人工智能化发展。

6 结束语

综上所述，PLC技术相比较于传统电气自动化控制模式来讲，具有安全性更高、性能更好、操作更加简单、维修更简单的特点，在电气自动化领域也被越来越多的部门采用，尽管仍然存在不足之处，但给企业所带来的经济效益是毋庸置疑的。如今PLC技术逐渐成为电气自动化系统中应用最为广泛且最为重要的控制技术之一，也在慢慢取代传统电气自动化控制模式，我们也应该在经济发展的大背景下不断改进和完善PLC技术，使其顺应工业发展的趋势，生产出更符合消费者需求的产品，在未来PLC技术的功能及其对生产环境的适应能力也将越来越强大。

[1]朱周春.电气设备自动化控制中的PLC技术的应用探讨[J].数字技术与应用，2016（09）：17.

[2]刘驭舟.PLC技术在电气自动化中的应用现状及发展探讨[J].建筑工程技术与设计，2016（08）.

[3]袁文选，张万山.关于电气自动化控制中的PLC技术应用的探讨[J].建筑工程技术与设计，2017（09）.