PLC技术在电气自动化中的应用分析

许继承

摘  要：随着科学技术的不断发展，工业生产处于不断的发展与进步当中。近些年来，PLC技术的出现无疑为电气自动化行业带来了福音，成为了电气自动化中的重要部分。通过PLC技术的控制，相关的工业生产更加的便利、高效，这也是PLC技术得到广泛运用的原因。利用自动化水平，实现对工业生产的过程控制。文章从PLC技术的特点、PLC技术的工作原理、PLC技术在电气自动化中的运用三方面进行介绍和分析PLC技术在工业生产中的重要性。

关键词：PLC技术;电气自动化;应用分析

中图分类号：TP273         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）08-0180-02

Abstract： With the continuous development of science and technology， industrial production is in continuous development and progress. In recent years， the advent of PLC technology has undoubtedly brought the gospel to the electrical automation industry and has become an important part of electrical automation. Through the control of PLC technology， related industrial production is more convenient and efficient， which is why PLC technology is widely used. To utilize the level of automation to achieve process control of industrial production， this paper introduces and analyzes the importance of PLC technology in industrial production from three aspects： the characteristics of PLC technology， the working principle of PLC technology， and the application of PLC technology in electrical automation.

Keywords： PLC technology; electrical automation; application analysis

引言

电气自动化对于工业生产来说十分重要，同时它也代表着一个国家现代化以及工业生产的程度。科学技术的快速发展，为电气自动化的发展与进步贡献了力量，计算机技术的使用，使得电气自动化实现了对工业生产的过程控制。对于相关的工作人员来说，他们应当学会并且熟练的使用该项技术，使得PLC技术更好地运用到电气自动化当中，对于在实际生产当中可能存在的问题，应当及时进行解决，提出合理的解决方案，促进工业生产的发展与进步。

1 PLC技术的特点

PLC技术是计算机技术中的重要部分，它可以有效地实现对工业生产地过程控制，促进工业生产的有序进行。PLC技术的特点主要包括三个方面，第一，PLC技术的抗干扰能力强，并且具有自我诊断的功能，对于出现的错误信息能够及时进行识别，同时可以通过滤波、隔离以及故障检测等软件对错误信息进行诊断，进行信息的恢复与保护，PLC技术稳定性高、可靠性高，适宜复杂的工作环境。第二，PLC具有完备的系统功能，同时它还具有很强的适应能力，可以实现与工业生产之间的有机融合，满足復杂工业环境的需要，对于扩展系统功能、改变控制程序、简化管理程序具有重要作用。第三，PLC技术使用的是梯形图编程的方法，这种方式较为直观与清晰，相关的工作人员可以在短时间内掌握对该技术的操作方法。而且继电器被软件所取代，减少了接线的工作量，同时还不需要考虑节点的变位问题，对于一些所需要修改的程序，直接在硬件与软件上即可修改。软件具有耗损低、重量轻、抗干扰能力强的特点，即使工作人员缺乏一些计算机的知识，也可以进行常规的操作[1]。

2 PLC技术的工作原理

2.1 循环扫描

PLC的运作方式是不同于其他微型电脑的，它采取的方式是循环扫描的方式，PLC整个用户运行程序的时间，也就是它的扫描周期，应当小于100ms。

2.2 建立I/O映像区

定时采样与定时输出是PLC在输入输出操作中主要采取的方式，对所有输入点进行采样的时间段一般是在扫描周期的开始或者结束。对于所取得的采样结果输入到RAM区域，这样有利于之后的执行过程中获取所需要的字段信息，并且无需在现场直接采样。同样，控制信息的输出也不采取逐个产生输出的方法，而是将控制信息存储在图像区域中，扫描周期元素后集中输出图像区域中的控制信息。通过I/O图像区域的建立，PLC已经成为一个真正的数字采样系统。即使PLC在任何时候都不能实时输入和输出，目前的数字采样系统已经适合工业生产的需求。为了采样的结果足够精准，相关工作人员需要控制较短的采样周期，同时采样的频率相对较高，才能更好地推动工业生产的发展。

2.3 特殊功能模板

尽管PLC技术限制了用户程序的长度，但是在工业生产中的大部分数字量也是适宜PLC技术。在工业生产的过程中，往往会出现一些问题，这也就对PLC提出了更多的要求，比如网络通信、模拟量处理、闭环控制等。对于模拟量的输入输出和简单的控制，不仅需要PLC的主CPU和部分硬件作为支撑，同时还需要通过相应的软件来实现。对于一些特殊的情况，比如涉及计算量、CPU运行时间、PLC程序的一些限制时，往往是使用较为独立的CPU模板以及相应的系统软件来完成控制任务。利用总线接口连接的方式，促进模板与PLC主CPU之间的协调工作。主CPU定期对模板发送命令，模板也定期对主CPU发送自己的状态[2]。

3 PLC技术在电气自动化中的运用

3.1 在公路交通系统中的应用

在公路交通系统中运用PLC技术，一方面是它所具有较强的环境适应性，另一方面是它具有丰富的定时器资源，可以有效地应用在交通灯的控制当中。而且PLC技术中自带通信联网的功能，可以有效地控制区域内的信号灯组合，实现全天无人的控制。通过统一管理和控制，有效缩短行车等待时间，提高交通控制水平。此外，传统公路收费站不同车道机电设备配置存在明显差异。这些设备控制的主机维护性差，通用性差，不便于维护和使用。它有自己的上位机和时钟功能接口，通过相关的软件编程等，可以实现对雾灯和棚灯的智能化、无人化控制，还可以组合解码其他指令，数据可以有效地转换并传输到LED数码管。用PLC开发的车道控制器具有很强的维护性和通用性，设备的稳定性和使用寿命得到了显著提高。

3.2 在智能化中央空调中的应用

传统的继电保护电路不具有复杂的逻辑功能，进行一般的数字控制也是较为困难的。同时对于以往的继电保护电路，创建适宜的逻辑控制的设计难度较大，相应的维护也相对复杂，在实际运行中容易出现问题。随着PLC技术的出现和应用，传统的继电器逐渐被淘汰，PLC技术具有自诊断和联网功能，控制系统使用维护方便，抗干扰能力强，能有效适应当前的网络结构，并能在中央空调制冷系统中取得很好的应用效果。在智能中央空调中，上位机控制系统的运行需要执行过程参数检测、数据分析等功能。因此在智能中央空调领域有着非常广阔的发展前景[3]。

3.3 在皮带运输系统中的应用

PLC技术在皮带运输系统中的运用，主要适用于煤矿企业。它的操作方式与传统的继电器方式不同，更为人性化。主要为手动操作以及自动操作，两种操作方式可以实现自由切换，不需要其他的辅助条件。它还可以高效地控制设备的运行，有效地掌控系统中各设备的开关，相关的工作人员可以根据实际的需要，对设备实现有选择的管理。同时在出现一些故障时，它还可以实现自我诊断，及时预警，这也是PLC技术越来越受到更多企业青睐的原因。

3.4 在电力系统中的应用

随着中国节能减排工作的不断深入，高产电力企业的目标是提高效率，减少资源浪费，对辅助自动控制水域的要求非常严格。许多大型电力企业采用PLC技术代替以往的继电控制，借助信息模块，控制器可以实现工艺过程的独立控制和生产的有效协调。PLC技术可以运用在除灰系统中，比如输送风机、加热器等，可以有效提升电力系统的除灰水平，进而提高整个系统的工作效率[4]。

3.5 在火电厂中的应用

PLC技术在火电厂的应用包括顺序控制、开关控制、调速器控制和闭环控制。首先，在顺序控制的应用中，顺序控制和开关控制在火力发电系统辅机系统的流程中得到了广泛的应用，特别是在节能要求不断提高的情况下，一方面利于企业的发展，另一方面也在最大限度地减少能耗。在生产过程中，车间的自动化控制水平越来越严格。许多大型火电企业的PLC控制系统有着非常广泛的应用，可以有效地替代以往的继电控制。随着技术水平的不断发展和提高，PLC控制系统在实际应用中可以独立控制工艺流程，也可以实现整个生产工作的有效协调。其次，在开关量控制的应用中，一般情况下是采用电磁继电器。由于系统中较多的电磁元件，无法有效保证系统的稳定性和可靠性。同时，由于复杂的布线和维护困难等因素，PLC的应用越来越广泛，能够有效地保证系统的稳定性。在实际应用中，系统能结合具体的运行情况发出正确的信号，并在系统出现故障时自动启闭。PLC系统在实际应用中也可以简化二次接线。为了进一步提高供电系统的稳定性，还可以采用PLC作为备用电源。通过编程可以进行多样的运行方式，而且它不仅具有高可靠性，同时接线简单，成本较低。再次，在调速器控制的应用中，目前的调速器已逐步发展到计算机调速器阶段。PLC控制系统包括不同的单元，如缓冲调节单元和速度控制单元，实现对调速器调节和速度测量的控制。最后，在闭环控制的应用中，火电厂的水泵的数量不断增加。由于PLC技术在火电厂中的运用，泵的连续运行实践可以根据PLC顺序控制模块分为主泵与备用泵。火电厂的水泵控制一般包括常规控制和PLC控制两种方式，以保持水泵的连续稳定运行。总的来说，PLC技术的使用对于火电厂来说是十分有利的。

4 结束语

PLC技术的多优点是它成为电气自動化重要部分的主要原因，与传统的继电保护技术相比，其控制系统具有较强的抗干扰能力，可以应用于不同复杂的工业环境，在电气自动化中的应用越来越广泛。为了更好地促进PLC技术的发展，需要进行相应的改进与完善。而且相关的工作人员有必要不断地学习以及研究PLC技术，促进该项技术在电气自动化中的运用，同时通过PLC技术与工业生产间的有机融合，促进工业生产的发展与进步。

参考文献：

[1]李春明，德湘轶.基于PLC技术在电气工程自动化控制中的应用分析[J].南方农机，2018（11）：142.

[2]王宪华.基于PLC技术在电气工程自动化控制中的应用分析[J].科技创新与应用，2019（05）：151-152.

[3]陈萧，刘松涛，程赛葛.电气工程自动化控制中PLC技术的应用研究[J].电子测试，2019（Z1）：39-40.

[4]张建军.PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用分析[J].现代制造技术与装备，2019（08）：207-208.