PLC技术在电气工程自动化控制系统中的应用

蔡义军

摘要：PLC技术主要有灵活性、安全可靠性、使用便捷性、应用简单等特点，将其应用在电气工程自动化控制系统中，可以提高电气自动化控制精度，满足不同的电气自动化控制要求。本文主要阐述了PLC技术的特点，PLC技术在电气工程开关量逻辑控制、闭环控制、顺序控制等方面的应用，期望通过应用PLC技术促进电气工程自动化控制的可持续发展。

关键词：PLC技术;电气工程;自动化控制

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）02-0008-02

随着社会的发展，生活水平的不断提升，人们对精细化的生活有了更高的要求，产品的多样化逐渐淘汰了落后的人工生产方式，机械自动化生产逐渐受到重视，为机电控制技术的发展提供了空间。PLC技术结合了计算机技术与现代控制技术，与传统机电控制技术相比，PLC技术的可靠性、高效性、灵活性可以更好的满足生产中的机电控制要求，提高电气自动化水平。在电气工程自动控制中应用PLC技术可以促进电气工程的可持续发展，具有非常重要的实践应用意义。

1 PLC技术概述

1.1 PLC技术简介

PLC技术是随着微机技术发展而出现的产物，该技术充分利用了微处理器技术的优点，弥补了传统控制技术中的功耗高、可靠性低等缺陷不足。PLC技术由美国科研人员在20世纪60年代提出，技术应用简单，无需进行采用专业的计算机语言进行编程，通过简单的继电器梯形图指令即可实现操作。PLC技术是一种可编程逻辑控制器，将其应用在电气自动化控制系统中，简化了控制程序，降低了自动化控制的能源消耗，提高了自动化控制的灵敏度，经过这些年的发展，PLC技术也越来越成熟，应用的领域也在不断扩大，提高了工业生产中的自动化控制水平，推动了社会经济的发展。

1.2 PLC技术的特点

PLC技术主要有灵活性、安全可靠性、使用便捷性、应用简单等特点，具体的论述如下：（1）灵活性。PLC通过不同的软件可以实现不同的控制任务，只需修改相应的程序即可实现，十分灵活。（2）安全可靠性。PLC技术可以实现自诊断，及时发现硬件系统和软件系统的故障，安全可靠性较高，并且能够适应恶劣的工业生产环境，抗电磁干扰能力和抗冲击能力较强。（3）使用便捷性。PLC技术应用中可以提供比较标准的通信接口，根据不同的控制要求编写与调试PLC程序，使用便捷。（4）应用简单。比如，将PLC技术应用在继电器控制中，可以直接替代原有的逻辑电路原件，只需对程序进行重新调整即可，降低了误差发生率及维修难度。

2 PLC技术在电气自动化控制中的应用分析

2.1 在控制开关量逻辑中的应用

电气操作控制中，逻辑开关程序复杂，需要精准的把握各个逻辑开关的顺序，为了提高控制效果，可以应用PLC技术对开关量逻辑控制进行设计。由于PLC技术具有可靠性高、抗干扰能力强等特点，应用该技术可以减少内部电路受到的环境干扰，提高控制效果。基于PLC技术的开关量逻辑控制的基本步骤为：根据控制功能，将输入信号和输出信号之间建立逻辑函数关系，列出逻辑状态表;得到逻辑函数之后进行简化或者变换;简化之后的函数，可以利用PLC的逻辑指令实现其函数关系，编写控制指令，作出I/O分配，得到PLC的梯形图;如果有特殊控制要求，添加特殊要求的程序;对程序进行上机调试、修改。在控制系统中输入PLC控制指令之后，根据设定的控制对象赋值变量、时间与生产顺序指令的赋值变量实现逻辑开关量控制，当开关赋值与对象赋值变量一致的时候，开关闭合，反之，开关开启。PLC控制根据编写的指令实现逻辑开关的有效开启与闭合，从而保证电气自动化系统的高效、有序运行。如，矿用组合开关控制的电气设备主要包括泵、转载机、破碎机、溜头高低速切换装置等，基于PLC设计的八组合开关由1个主PLC、8个子PLC组成，主PLC控制系统输入信号主要有采煤启动信号、隔离开关的开闭状态信号等，输出信号主要是与外部联络的信号。子PLC控制系统主要对驱动器进行控制，输入信号为驱动器的开闭状态信号、电流信号等，输出信号主要是驱动器的启停信号，该开关控制系统的组合方式灵活，控制程序实现简单，短路保护时间≤100ms，PLC系统故障率低。

2.2 在闭环控制系统中的应用

在电气自动化闭环控制系统中应用PLC技术可以提升设备的综合控制性能。比如，基于PLC的电梯闭环控制系统，包括PLC核心控制器、拽引机、变频器等，基于PLC技术的电梯控制过程如下：电梯停止在某一楼层之后，使用时按上或者下按钮，电控PLC控制中心接收到召唤信号之后，对拽引机发出控制命令，拽引机启动到达电梯轿厢的楼层位置停止之后，电梯发出响铃，同时打开电梯门和轿厢门。人进入轿厢之后，PLC启动超重检测装置，如果超过设定的重量值，如果超出则报警，如果未超出则电梯正常运行，计时器开始进行计时，5S后如果未出现异常则自动关闭电梯门和轿厢门。按下需要去的楼层按钮，PLC发出控制指令，拽引机启动，达到选定楼层之后停止，在这个过程中变频器调节电梯的运行速度。通过PLC对电梯运行系统进行控制，提高了电梯运行的控制精度，控制系统有防止误操作的电路联锁和控制保护功能，电梯启动和停止运行平稳。

2.3 在顺序控制中的应用

顺序控制系统是指受控执行机构根据相应的动作顺序实现的自动控制系统，为了提高顺序控制系统工作的可靠性，通常采用步进式顺序控制电路结构。基于PLC的顺序控制系统设计步骤：对被控制对象的工作过程和工作状态进行分析，确定相邻状态间的转换条件和状态转移流程图，然后选定需要的PLC型号，分配输入/输出元件，根据控制流程或诶顺序功能图表，编写梯形图程序。如基于PLC的某液压滑台控制过程，在原始位置液压滑台处于停止的状态，选择启动按钮，滑台开始进行移动，接近工件时变成工作进给状态进行工件加工，加工完畢之后，滑台快速后退至起始位置之后停止，由此可知，液压滑台的工作步骤主要包括停止（原位）、快进、工进、快退四个工步，确定不同工步的输入/输出元件分配情况，绘制PLC控制流程图及I/O分配表，利用基本逻辑指令设计PLC梯形图程序实现顺序控制。再如，将PLC应用在火力发电厂中，可以提高炉渣与飞灰处理效率，提高火力发电厂的经济效益。

3 结语

综上所述，PLC技术应用在电气自动控制中具有良好的发展前景，PLC技术的实现简单，可靠性高，可以应用在电气设备的开关量逻辑控制、闭环控制、顺序控制等方面，解决传统电气控制中存在的控制复杂、易出现故障等问题，为电气自动化控制系统的发展提供了技术支持。但是随着电气工程的发展，自动化控制的要求会越来越高，因此，为了进一步提高PLC技术的抗干扰性能，可以在应用中从电源上接入滤波电路或隔离变压器，以适应电气工程的控制要求。同时，还应该提高PLC技术的数字化水平，加强PLC技术的数字化研发，以满足不同的控制要求。此外还需电气工程企业构建PLC技术的应用标准，加强PLC技术的应用规范，加强对于国内外提出的最新的、前沿的PLC技术研究，加强培养高素质、高技能型的PLC技术人才培养，促进PLC技术创新发展，为电气工程自动化控制水平的提升提供支持。

参考文献

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Application of  PLC Technology in Electrical Engineering

Automation Control System

CAI Yi-jun

（Hunan Xiaoxiang Technician College， Yongzhou  Hunan  425000）

Abstract：PLC technology mainly has the characteristics of flexibility， safety and reliability， ease of use， and simple application. Applying it to electrical engineering automation control systems can improve the accuracy of electrical automation control and meet different electrical automation control requirements. This article mainly describes the characteristics of PLC technology， the application of PLC technology in electrical engineering switch logic control， closed-loop control， sequence control and other aspects. It is expected that the application of PLC technology will promote the sustainable development of electrical engineering automation control.

Key words：PLC technology; electrical engineering; automation control