PLC技术在工业电气自动化中的应用

洪连辉 李金祥

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。

关键词：PLC技术；电气自动化；工业企业；应用

引言

随着经济和科技的不断进步，如今的工业已然实现了自动化生产，虽说这种生产模式给我们创造了非常多的利润，节省了劳动力，创造了更多的价值，不过因为其触头处的连接不是很紧固，时常会发生线路老化问题，很显然这就会严重的影响到生产活动的开展。要想合理的应对这种现象，切实带动工业发展，就要认真分析可编程控制器的运行模式，同时还要分析它的工作特性等。

1.PLC技术概述

1.1 工作原理

PLC的工作流程 ①输入采样。PLC第一个工作阶段，是为输入采样阶段。PLC读取采样数据的方式是扫描，在扫描的同时，PLC会将读取到的数据存储在自身携带的输入/输出映像区中，当输入数据采样之后，PLC随即会转入用户程序，并继续执行输出刷新操作。在这一过程中，输入/输出映像区中所接收的数据不会因为输入的数据状态发生改变而改变。因此，在PLC以脉冲信号的形式输入数据时，对该信号的要求就是宽度一定要比一个扫描周期大，因为只有比一个扫描周期大才能最终保证在任何情况下都可以读取到输入的数据与信息。②程序执行。PLC第二个工作阶段，是为程序执行阶段。用户程序在执行的过程中，PLC是按照自上而下的执行顺序对之进行扫描，并且按照这一固定的顺序与路线对之加以运算。之后再根据得出的运算结果对存储区中的状态或者入/输出映像中的状态进行刷新操作，从而确定用户程序中的处理指令是否需要执行。③系统输出刷新。PLC第三个工作阶段，是为系统输出刷新阶段，这一阶段的工作是可编程控制器所要完成的真正任务。PLC在这一阶段需要完成的操作是在执行完用户程序之后的刷新操作。在这一过程中，系统的CPU（中央处理器）将会以输入/输出映像中相应的状态以及在第二个工作阶段中输入的数据为根据来进行锁存电路的操作。在此之后，PLC还要完成其他外设驱动的工作。

1.2 PLC的特点 ①极高的可靠性与抗干扰力。强大的自我诊断能力、及时的错误信息反馈和故障检测、能够进行屏蔽、滤波、隔离等功能的硬件措施、积极保护信息、恢复信息、设置警戒时钟……这些软件措施都使得PLC具有极高的可靠性与抗干扰力。②极强的通用性与可变的控制程序。PLC在硬件装置方面品种齐全，而且可以组成能够满足不同用户需求的控制系统，用户在使用与操作时也十分便利。③广泛的适用性。随着科学技术与信息技术的发展，现代PLC不仅仅可以实现逻辑运算、计时计数、顺序控制等方面的功能，还可以进行数字和模拟量的输入/输出、通信、人机对话等功能。用户可以利用PLC控制一整个生产过程。④简单且容易掌握的编程。目前，有些技术操作需要专业的人士进行，而且比较复杂不易于掌握。PLC由于采用的方式都是梯形图编程，线路相对而言比较清晰简单，而且配备有专门的用户手册，用户只要经过仔细的阅读与短期的训练就可以学会编程与控制程序。⑤减少工作量。PLC的用户程序可以让电气自动化的员工在实验室就进行相关的模拟调试，现场调试工作量被大大降低。此外，PLC运用了软件取代了传统的中间继电器与时间继电器，原本需要花费大量时间与精力的控制柜设计安装工作量被大大减少。

2.PLC在工业电气自动化中的应用

2.1在传统机床系统中的应用

在正常情况下，数控机床的传统电气控制系统大多电气控制模式，而电气控制模式在具体的应用中则会经常性的出现一些问题，如：线路老化、接触不良等问题，不仅严重限制着数控车床的生产效率，还会还一定程度上为数控车间体系埋下潜在的危险因素，甚至更有可能会直接数控车床操作人员的生命造成损失。此外，通过对传统机床的分析可以明显的看出，传统机床的电力系统功耗大、效率低、故障高、维修难度大等严重的问题。而将PLC应用于传统机床的电气系统中能够使效率和稳定性得到有效的提高，不仅能够有效的对系统结构进行简化。此外，对于控制体系的运行也能得到有效的提升，在提高工业产品质量的同时提高生产效率。

2.2 在配料自动化生产线中的应用

配料的生产是一项重要的工序，以往的配料生产装置在生产的可靠性以及安全性方面都不够理想，同时劳动强度大，无法满足自动化需求。对于减少污染、提高安全性降低成本、提高可靠性等方面PLC技术的应用有着非常重大的意义。PLC技术是新传感器技术、计算机管理技术、自动控制技术、计量技术的有机结合，对整个生产过程通过计算机进行监控，完成配料工作。如果在脱机状态下配料工序可手动操作，在联机状态下则可以自动完成，这是其最大特点。实现了应用程序的自动启动和自动停止。因此，在PLC技术的支持下纺织、冶金、石油化工、机械加工等生产领域的配料工序都可以顺利完成。

2.3轧钢生产线中的应用

在该轧钢生产线自动化控制的应用中，PLC系统通过操作信号对自动变频装置进行科学控制，按照系统的实际运行频率对工业生产电机的实际转速和液压提升机的液压缸流量展开控制调试，同时也对液压提升的速率和大小车的行走速度科学管理。在此过程中，电机的运行速率控制是通过PLC自动控制系统的变频调试器的调节实现的，不仅使大小车的运行速率更加均匀，而且充分发挥了PLC自动化闭环控制功能，有效确保了轧钢生产中出钢机L形钩的一次性科学定位。

2.4 PLC在污水处理厂中的应用

要做到污水处理自动化控制系统的实现，那么就应该对系统装置有一些要求，特別是系统的硬件和软件的组成要有所甄别以及选取，以便能够做到系统的优化控制。而污水处理自动化控制系统的硬件来说，系统的硬件应该主要由监控管理计算机（上位机）、PL C（可编程控制器）以及属于控制和检测的电气控制柜现场监测仪表等组成。而系统的软件更要注意了，按照国内污水处理的要求以及目前目前系统人机界面开发软件来看，首先就是通用流行的IN To u c H、FIX、W IZ CO N、KIN G V IE W，另外就是一些国内的PLC 厂家自主开发的R s v ie w、e o n e etp、w in e e 等。而且国内污水处理自动化控制系统基本上也都是在经典的W ind ow s 或NT 上开发以及运行，而 常用于在W ind ow s 和NT 上的数据库引擎有sQL se rv e r 以及M ysQL和In teth a se，所以在运用时应该据实际情况进行选择运用，以实现污水处理自动化控制系统的最佳运行。

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

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（作者单位：1.天津中集集装箱有限公司；

2. 天津中集集装箱有限公司）