电气控制中的PLC自动化应用研究

2020-02-16王希虎

建材与装饰 2020年3期

王希虎

（山东科技大学泰山科技学院山东省泰安市 271019）

0 引言

PLC是可编程控制器的英文简称。在PLC控制技术出现之前，计算机技术在自动控制领域应用较少，而PLC技术的诞生有机的结合了这两种先进技术。后续很多厂商对PLC控制系统产品进行迭代更新，最终使得PLC在工业领域中得到了广泛的运用，尤其是电气自动化领域。

1 PLC概述

1.1 PLC系统组成

PLC控制系统主要是通过程序储存器、电源、接口电路和CPU这几部分所构成的，其可以利用控制顺序以及数学逻辑运算等方式储存数据。在整个PLC控制系统当中，实现控制功能的根本是电源，所以为了能够确保PLC正常工作，就一定要将系统电源控制工作做好。PLC控制系统的核心部件是CPU，所有数据的控制工作基本都是通过CPU来实现的。程序储存器的主要作用是储存软件。接口电路按照输送工作的不同被划分成两种，一种是输入接口，另外一种是输出接口，输入功能所指的是在系统初始化阶段，通过PLC实现输入以及扫描，同时把扫描所得出的结果在每一个单元中进行放置。系统的输出是通过梯形图的方式实现自上而下的扫描工作，这里要注意的一点是在结束一个扫描周期之后，需要进行刷新处理，才能够开始下一个扫描周期，只有这样才可以确保输出数据的真实性以及有效性。

1.2 PLC特点

PLC控制系统之所以在工业控制领域中得到了广泛的运用，主要是相比于其他控制系统而言具备更多优势，主要特点如下：

1.2.1 强大的适应能力

对于PLC控制系统而言，其具有较强的适应性，可以按照电气自动化控制系统所具有的规模以及体量实现随意组合，因此能够适应不同规模的工业生产环境。除此之外，由于PLC控制系统运算能力较强，能够实现精确控制，所以在大部分工业控制领域都可以运用，应用范围较广。

1.2.2 强大的便捷性

和其他控制系统进行比较的话，PLC控制系统具有更小的体积以及更轻的质量，同时编程方式以及接口设计都更简单便捷，所以PLC控制系统现场自建能力很强，另外由于很多PLC产品都实现了模块化组装，因此后期的维护和修理也都非常便捷。

1.2.3 强大的抗干扰能力

大部分PLC控制系统产品的抗干扰能力都很强，主要是因为PLC配置了完善的接地系统，并且接地地点非常准确恰当，可以确保PLC控制系统处于恶劣天气也可以实现正常运行，因此相比于其他控制系统而言，可靠性更高。

2 PLC技术在电气设备自动化控制中的具体应用

2.1 PLC技术在数控系统中的应用

目前在数控领域的很多控制系统中都使用了PLC技术，对于现阶段的数控系统而言，主要被划分成三种系统，分别是直线控制系统、点位控制系统以及连续控制系统，基本所有数控系统使用的控制方法都是单板机控制法以及全功能数控装置控制法，而这两种控制方法都是通过PLC技术实现的。相比之下，全功能数控装置具有更为全面的功能，可是也具有更高的运行成本，一般都是在大型机械企业中进行应用；而对于单板机控制装置而言，其能够按照企业的实际需求对机床功能进行调整，所以灵活性更好，因此主要是在一些中小型企业中进行应用。

2.2 PLC技术在顺序控制中的应用

很多工业控制领域使用PLC控制系统都是将其作为顺序控制器来进行使用，特别是一些输入工作，需要按照相应的顺序从而进行效率和质量的提升，并且顺序出现错误会造成生产隐患的存在。比如火力发电系统，很多企业在火力发电系统的输煤系统中进行了PLC技术的运用，实现了输煤流程的自动化作业，不但使得系统的效率得到提升，同时还能够将人力成本降低；还有一些企业在除灰系统中进行了PLC技术的运用，实现了除灰作业的自动化。顺序控制功能是PLC控制系统的一大特色，基本被PLC控制系统所垄断。

2.3 PLC技术在开关量控制中的应用

PLC技术主要是通过逻辑形式实现开关量控制，由于PLC技术的快速发展，在很多工业领域，开关量都是PLC技术实现的。对于PLC技术而言，其所使用的不是机械继电器，而是虚拟继电器，使得运行反应时间大大减少，所以控制开关量的时候特别有优势。除此之外，在常规电气控制系统当中，会使用到很多触点以及线路，如果出现了接触不良，那么就会对系统正常运行造成影响，严重的时候会导致较大的隐患，但是采用PLC技术能够将这类问题避免掉，使得电气设备运行的可靠性得到有效提升。

2.4 PLC技术在立体仓库控制上的应用

一般立体仓库都是由若干层货架通过堆积的方式构成的一个空间，整个立体仓库的作业主要就是要实现货物的运入以及运出。目前立体仓库都会使用电气控制技术，所采用的控制技术大多数也是PLC技术，通过PLC程序的设计能够实现货物的运入以及运出功能，并且通过上位机和现场PLC的连接，可以实现对现场货物情况的显示，这样整个仓库的作业情况都是处于自动化状态下。将PLC技术应用在立体仓库中，能够大幅度减少仓库的人工工作量，因此在管理上也能够实现自动化，使得仓库的作业效率大大提升。

3 PLC技术的发展趋势

随着PLC技术的快速发展，其在电气控制领域已经得到了广泛的运用，尤其是依靠其强大的可靠性以及抗干扰能力，使得工业控制能够在恶劣环境下实现高效运行。在未来的发展过程中，需要对PLC技术的控制效果进行提升研究，在能够确保可靠性以及抗干扰能力的前提下，还要考虑一些特殊环境，这是未来PLC技术发展的一个主要方向。同时PLC技术要逐渐实现数字化和网络化发展，在20世纪80年代诞生了工业领域的重要技术——DCS技术，随着DCS技术的不断普及，电气工程控制的研究工作得到了很大的研究进展，可是DCS技术受到了提升空间的限制，因此在后来的应用中逐渐凸显出很多问题，比如难以实现复杂的顺序控制功能。而PLC技术正好能够弥补这个问题，通过PLC技术能够实现较为复杂的逻辑顺序控制，同时可靠性很高。但是PLC技术也有缺陷，就是对模拟量进行控制时，设计过程以及实现过程比较复杂，因此能够看得出来PLC在数字化和网络化这两个方面没有DCS技术优秀，因此PLC技术要对DCS技术进行借鉴，从而不断完善PLC技术的实现功能，这样PLC技术在电气控制领域中的应用也会更加全面。