电气设备自动化控制中PLC技术的应用

戴苏晴

（上海梅山钢铁股份有限公司热轧厂，江苏 南京 210039）

现阶段，电气自动化也得到了飞速的发展，并且已经被广泛应用到我国的工业生产、农业和国防等领域，已经成为推动社会的生产和生活的发展的重要力量。基于此，必须要充分利用PLC技术，提升电气设备自动化控制水平，确保其良好的性能，以满足社会生产的需求。同时，利用PLC技术加强电气设备自动化控制，降低电气设备在运营过程中的风险系数。

1 PLC技术与电气设备自动化控制

1.1 PLC技术概述

PLC技术全称为Programmable Logic Controller，属于可编程逻辑控制器、可编程的储存器，可内部编程可存储程序。通过该技术可按照既定的内部程度，对其进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等系列操作，进而对电气设备运行的全过程就行实施监测，并将将监测的结果，利用数字传输的方式，对机械设备生产这一过程发出操作指令，进而对生产设备进行合理的控制[1]。

1.2 PLC技术在电气设备自动化控制中应用价值

目前，PLC技术在我国已经拥有30余年的历史，已经在自动化生产线、电力、冶金系统的电气设备中得到了广泛的应用，并彰显出极高的应用价值。

例如，某钢厂在生产的过程中，就将PLC技术应用到热轧加热炉控制系统中，对传统的控制系统进行了优化，使得整个控制系统更加完善，进一步提高了该控制系统的自动化，使得其运行更加稳定。由于热轧加热炉控制系统中包括物料控制、燃料控制系统两个组成部分。在具体应用PLC技术的过程中，切实结合生产工艺的要求，从工艺流程画面、控制参数设定画面、报警信息画面、趋势图画面等几个方面，进行了优化设计，进而使得热轧加热炉控制系统自动化程度更高、运行更加稳定，进一步保障了生产的顺利进行。

可见，通过PLC技术的应用，提高了电气设备的运行效率，减少了控制过程中不必要的时间浪费，有效弥补了传统电气设备控制中操作繁琐、生产效率低下等不足之处，进一步促进了电气设备的发展[2]。

2 PLC技术在电气设备自动化控制中的具体应用

2.1 PLC技术在顺序控制中应用

所谓的顺序控制就是在对电气设备的各个执行机构输入一定的信号，使其严格按照一定的先后顺序，自动有序的进行操作。通常情况下，电气设备在应用的过程中，伴随着使用时间的不断增加，其耗能也会随之上升，继而出现严重的资源浪费，进而对生产企业的经济效益产生损害。为了最大限度避免这一现象的发生，可充分利用PLC技术，对电气设备自动化进行顺序控制。在具体使用PLC技术进行顺序控制的过程中，应做到：①对电气设备顺序信息进行全面的了解，并以产品工作作为依据，对顺序进行处理，并进行多种信息的输入。在这一过程中，鉴于电气设备内部的顺序存在一定的差异性，必须要自动、有针对性地对其进行控制，进而达到开关和主站的控制标准，实现对电气设备内部顺序进行有效的控制；②在对电气设备进行顺序控制的过程中，必须要找到电气设备中继电器的问题，并对其进行有效的改进，使其具备较高的条理性和灵敏度，并在此基础上利用PLC技术对其进行模块化处理，以免其在运行的过程中，出现操作流程紊乱等现象[3]。

2.2 PLC技术在开关控制中的应用

在电气设备自动化控制中，开关控制主要是通过继电器的接通、关断的值，进而对电气设备进行有效的控制。在传统的开关控制模式下，主要是利用开关量进行控制，但是该控制模式下，存在严重的问题，如：稳定性较差、敏感性较差，进而使得电气设备在运行的过程中，受到不同程度的影响。而通过PLC技术在开关控制中的应用，则有效避免了传统开关量控制中的不足之处，进一步降低了设备运行中的故障发生率，进而提高了设备的使用效率。同时，通过PLC技术在开关控制中的应用，还可以对整个系统进行集中控制，并在进行系统控制过程中，对有缺陷的元件进行不断完善，继而从整体上提升整个系统的控制效率。

2.3 PLC技术在闭环控制中的应用

电气设备在使用的过程中，常常涉及到许多零件，只有每一个零件得到有效的控制，才能从整体上保证控制的效果。在传统控制模式下，必须要结合每一个零件的运行情况，选择有效的控制方式。但是这种落后的控制模式下，存在较大的弊端，且整个系统的安全可靠性较低。在这种情况下，可充分利用PLC技术对电气设备闭环进行有效的控制，进而从整体上保障电气设备能够正常运行，并提高整个系统运行的质量。例如，可充分利用PLC技术对动力泵进行控制，当动力泵开始运行之后，就可以利用PLC技术对其运行时间进行精准的分析，并结合分析的结果，采用最佳的控制方式，进而对整个电机的运行状态进行有效的控制[4]。

3 PLC技术在加热炉控制系统中的应用实例

在传统的加热炉电气控制系统中，均是采用继电器控制技术。但是在这种控制模式下，不仅控制系统的体积较大，其耗电较多、效率不高，并且在控制的过程中，常常出现一定的故障，无法保障工业生产正常运行。

在这种情况下，可充分利用PLC技术对其机进行控制。在本次研究中，充分利用PLC技术在加热炉系统软件系统、硬件系统中的应用，使得加热炉内的温度能够稳定在既定的实际温度值附近，进而提高了加热炉温度控制水平。

3.1 PLC技术在加热炉控制系统硬件设计中的应用

此加热炉设备的控制系统的硬件主要包括：装钢机、抽钢机、步进梁、炉门、辊道等的设备控制，运行逻辑，以及两温度变送器、模拟量扩展模块、进出料量控制阀门、进出料通道、启动/停止按钮等。在本次进行设计的加热炉控制系统中，其系统硬件系统主要包括可编程逻辑控制器PLC、两温度变送器、模拟量扩展模块、进出料量控制阀门、进出料通道、启动和停止按钮、系统运行指示等。

在控制系统的硬件中，指示灯可对当前系统的运行状态进行精准的显示，启动和停止按钮则可对整个系统进行启动控制、停止控制。在这一系统中，检测炉内通道的温度知识等，通过温度值可将其转换为电压的模拟量，并将其及时发送给PLC模拟量的扩展模块中。PLC在读到相应的温度数字之后，可对其进行变换处理，并得到实际的温度值。并利用PID控制算法，对其进行计算处理，之后利用扩展模块对电压模拟信号进行A/D转换，使得其与温度对应的数字量之后，将其储存在数字量的的地址，并利用PLC进行读取。同时，在输出口地址中，通过PLC计算之后，便可将数据进行储存，并对阀门装置的开闭合程度进行有效的控制。通过这一过程中，进一步实现了利用PLC技术对炉内温度进行自动控制。

3.2 PLC技术在加热炉上位机与下位机通信连接中的应用

C技术作为一可编程逻辑控制器，是计算机家族中的一员，主要是为了实现工业控制而设计出来的。PLC技术在加热炉上位机与下位机通信连接中的也得到了广泛的应用。

在本次研究的加热炉控制系统中，上位机与下位机通信连接控制的过程中，就充分利用了PLC技术的S7-200系列的CPU224，选择PPI通信协议，并点击“下一步”进行。之后，创建出PLC224逻辑文件之后，接着进行下一步。在本次设计中，COM4是选择的串口，之后接着利用点击下一步的方式，将其地址配置为2：0，。其中，2代表了PLC地址，通信波特率9.6kbps被0表示，在STEP7-Micro/WIN系统的通信端口，可以找到具体的项目。接着，点击下一步直至完成向导，以完成上位机与下位机通信连接。

4 结语

综上所述，PLC作为一种新型的电气自动化技术，通过其在电气设备自动化控制系统中的具体应用，有效改变了传统控制模式下的弊端，并在此基础上进一步提高了电气设备的运行效率，并将其了电气设备运行过程中事故的发生率，进一步提高了电气设备运行的稳定性和可靠性，进而满足了社会生产的需求。在本次研究中，笔者成功地将PLC应用到加热炉的控制系统中，并通过PLC技术在加热炉系统硬件、软件设计中，进而对加热炉的温度进行自动控制，使得温度控制系统更加精准，全面提升了加热炉控制水平。