PLC技术在电气自动化中的应用

张丽军

摘 要： 作为一项高新控制技术，在电气自动化中PLC技术的应用，可有效提升电气自动化设备的工作效率。本文在充分掌握PLC技术工作原理的基础上，对PLC技术特点及电气自动化中PLC技术的应用进行了分析与探讨。

关键词： PLC技术;电气自动化;工作原理

伴随科学技术的不断进步，电气自动化也得到了极大发展。现阶段，在变电站、电气化铁路高速牵引系统等多个行业广泛应用了电气自动化技术。但在实践应用中，电气自动化技术存有诸多不足之处，将对推进电气自动化发展造成严重影响，甚至会影响电气自动化设备的安全运行。为有效解决上述问题，应合理引入PLC技术，这样才能提高电力系统的电压水平，才能降低网络损耗，才能对配电线路进行优化控制，才能确保电网安全运行。

一、PLC 技术的特点

1、PLC 使用操作简单易学，制作编程简单，不需要专业的计算机知识。其主要使用梯形图、逻辑图和语句表等简单的编程语言。所以 PLC 系统不论是在开发制作还是使用方面都不是问题，降低了操作人员的门槛。另外其在线修改程序的特点可以方便工作人员现场调试，在不拆卸硬件的前提下就可以完成调试。

2、PLC 可靠性和适应性强。因此，在 PLC 的硬件配置完成后，用户就可以立即调节用户程序来适用自己的需求。通过用户程序来完成调节可以大量减少接触点接触不良的状况，电路故障的发生率大大减少，而且 PLC 系统较为齐全的硬件配置也使其具有较强的抗干扰能力。3、与传统的控制系统相比，PLC控制功能出众，可以完成复杂的操作。此外，PLC可以进行通信联网，这样就方便人们进行分散和集中控制。

4、PLC 通过软件代替继电器控制，所以其安装相对简单，在硬件设施到位的基础上质押进行软件设置就可以完成安装，这样一来调试也在软件设置中完成，同样也减少了工作量，比如说 PLC 的梯形图程序主要采用顺序控制设计方法，PLC 的影虎程序可以在实验室模拟调试，这样就简化了整个调试过程。再者其维修工作也相对简单，工作量较少。

二、PLC技术在电气自动化中的应用

1、中央空调中的应用

中央空调与工农业生产和生活有着密切的关系，无论是在工业生产中，还是在城市居民的日常生活中，都是不可缺少的一种工业系统。例如，在一些对温度要求比较高的电子企业中，中央空调是车间生产的必备设备，一般要借助中央空调来稳定车间内的温度。

目前，中央空调冷冻系统的控制方式主要有三种，即早期的继电器控制系统、直接数字式控制器及可编程序控制器控制系统。其中，PLC控制系统不仅智能化水平较高且具有良好的抗干扰能力，对控制系统的结构也没有硬性的要求，运行的可靠性大大提高，使用和维护起来也很方便，目前已成为中央空调中应用最广泛的控制系统。

2、顺序控制中的应用

顺序控制通常是由现场传感器、I/O站与主站层等三层网络结构所构成的，其中，主站层是由人机接口与PLC控制器共同组成的并设置于整个系统集控室中。在集控室当中，其主要是由PLC技术的控制系统所构成的，具有自动控制功能，不过也需要手动操作，对带联锁与解除聯锁进行控制。

主站层与I/O站间是通过光纤总线进行连接的，I/O站和现场传感器间是通过二次控制的电缆进行连接的。整个系统的程序是由多个功能模块与一个主程序的功能模块所组成的。企业工作人员能够在控制室中，通过PLC远程站完善系统功能，对其整个设备系统的运行工况进行控制与监视，可有效地实现整个钢厂系统的自动控制，甚至可实现无人值班，有效地提高了整个钢厂系统生产的可靠性与生产效率。

3、公路交通系统中的应用

随着城市的快速发展，公路交通系统在很大程度上决定了城市的秩序，尤其是交通秩序，立交桥等城市交通系统的复杂化，使交通信号灯的控制更加困难。传统的交通信号灯的控制方式已不适应公路交通系统快速发展的需要，现在很多城市将PLC技术应用到交通信号灯系统设计中，形成了PLC型交通信号灯控制器，对交通信号灯的控制能力大大增加，使其对城市发展的适应力能力明显地提高。

PLC控制器对外部环境的适应力很强且内部具有丰富的定时器资源，对城市交通发展中常用的“渐进式”信号灯能够进行精确的控制，特别是能够实现对岔路口的控制。目前，国内使用的PLC交通信号灯控制系统在内部具有实时时钟，通过PLC编程控制可以对交通信号进行全天候的无人管理。由于PLC控制器自身具有联网通讯的功能，这样就能够帮助交通部门对各个信号灯进行局域网式的统一调度和管理，最大程度地缩小车辆信号灯的等候时间，从而更加科学地对城市交通进行管理。

4、开关量控制中的应用

随着PLC技术的不断发展，基于PLC技术的电气自动化系统被广泛应用在工业领域例如钢铁企业系统中的开关量控制与顺序控制。钢铁企业的原控制系统多采用电磁型的继电器作为主要元件，不过此类控制系统因继电器中含大量的电磁设备，其触点比较多，众多机械触点降低了设备运行的可靠性，并且存在接线复杂及使用寿命低等问题，体积大占用了较大空间。

目前，PLC技术的应用对开关量控制中的诸多问题进行了解决，尤其是PLC可靠性很高，控制断路器可靠性也很高，有效保证了钢厂开关设备的安全运行，控制高压断路器可以很好地执行正常手动分、合闸的操作，给出相应的指示信号;在其不能正常操作的时候，也可给出相应的指示信号;在正常分、合闸结束后，可自动地切断分、合闸间的回路;在事故发生时，其可以自动分闸，发出事故音响或者闪光信号，并具有闭锁功能。钢铁企业采取PLC技术控制后，对二次接线进行了简化，原繁琐逻辑电路与二次接线被PLC技术元件代替，原硬件参数调整由程序参数来设定，编制好符合相关要求的控制程序即可。

5、数控系统中的应用

随着我国工业技术的发展，数控技术已成为工业生产中一种不可缺少的技术，而数控技术的实现与PLC应用有着密切的关系。目前常见的数控系统主要有三种，即点位控制系统、直线控制系统、连续控制系统。在工业生产中，数控系统主要用于机械加工，其中点位控制一般用于孔加工机床，一般不考虑加工物体的运动轨迹，移动过程中一般不进行加工。

数控系统的实现主要有两种方式，即全功能数控装置和单板机控制，这两种控制系统虽都应用了PLC，但功能和应用范围上有很大区别。全功能数控装置的功能非常完善，但价格非常昂贵，对一些企业来说这种装置的许多功能完全是多余的。为满足一般企业的发展需要，市场上出现了基于PLC的单板机数据系统，其是为解决传统单片机中长期存在的设计硬件电路、接口电路、驱动电路和抗干扰问题，不仅能根据生产需要调整机床功能，还能根据技术进步对机床功能进行升级，提高了企业经营管理的灵活性。

三、结束语

综上所述，在电气自动化系统内，如选用的技术不合理，不仅会对电力系统运行的安全性、稳定性造成极大影响，还会不利于电气自动化系统资源的有效利用，最终损害整体系统的经济性。PLC技术在电力系统的开关量控制、顺序控制和安全回路等方面应用中发挥着至关重要的作用。与此同时，PLC的发展方向逐渐小型化，虽然产品体积不断变小，但是其功能更加健全，安全性和可靠性逐渐提高，从而能够满足自动化工程的应用要求。

参考文献

[1] 崔春，崔雨.关于PLC在电力系统自动化工程中应用的思考[J].科苑观察，2012（12）.

[2] 周莉.PLC 在电力系统自动化技术中的应用现状与发展趋势[J].科技之友，2011（10）.

[3] 韦思亮，申斌，孟庆杭.基于PLC的火力发电厂辅助车间控制系统优化设计[J].工业控制计算机，2010（7）.