电气自动化设备中控制系统PLC的运用分析

王胜卷

摘要：目前，随着我国经济快速发展，促进着电气自动化设备普遍应用，国家也特别重视电气自动化技术在企业发展中的应用，为企业发展运行带来极大便利。PLC控制系统作为电气自动化设备的核心技术，在应用过程中有着很高的可靠性、实用性以及适应性。PLC控制系统在任何设备任何领域间都可以灵活运用。因此重视PLC控制系统在电气自动化设备中的应用分析，对于电气行业未来发展具有重要意义。

关键词：电气自动化设备;PLC;控制系统;应用分析

前言：随着我国科学技术不断发展进步，电气自动化设备也得到了不错发展，但是在电气自动化设备运行过程中，传统控制技术已经难以满足工业对于设备的需求，传统控制技术的缺点逐渐显露出来。为了不断提升电气自动化设备控制效果，PLC控制技术逐渐被人们所发现，与传统控制技术相比，PLC控制技术在灵活性、稳定性、可靠性等方面都略胜一筹。因此，本文对PLC控制系统的原理以及应用特点进行分析，对于PLC控制系统在电气自动化设备中的应用做具体阐述。

一、PLC控制系统的原理分析

PLC控制系统在应用过程中分为三个阶段：采样输入阶段、指令执行阶段、输出阶段。在采样输入阶段，利用逻辑控制系统对输入信息进行读取且存储，做好数据详细记录，完成采样后对信息进行规范化存储，并检查脉冲信号是否稳定，保证能够准确输入采样[1]。在指令执行阶段，系统自动按照安排好的顺序及线路，进行指令操作，若系统自动运行完毕意味着执行阶段操作完成，进行下一项输出阶段，作为PLC控制系统最后运行部分，在可编程控制器完成所有执行命令后，自动对信息及数据进行收集、锁存电路，从而实现完整的电气自动化控制。

二、电气自动化设备中控制系统PLC的特点分析

（一）实现迅速反应

在PLC控制系统中，继电器是其构造中关键部分，继电器直接影响着电气自动化设备运行质量。与传统的控制技术相比，PLC控制系统中的继电器不需要导线进行连接，也不需要考虑不同点位间的返回系数，使得整個系统在运行过程中反应更快，信息处理效率更高。

（二）操作便捷

运用PLC控制系统的电气自动化设备，对于提高自动化设备管理水平、提高工作效率有着较大影响。与传统控制技术相比，PLC控制技术在操作性方面更加具有优越性，其工作指令也相对简单、一目了然，大大降低了工作人员对于设备指令的理解难度，从而简化设备操作难度、提高工作效率。因此在PLC控制系统应用过程中由于其系统操作便捷性，对于操作人员专业技能要求并不高，可以减轻企业人员方面运行成本[2]。

（三）安全性有保障

将PLC控制技术应用到电气自动化设备中，可以将其系统稳定性、安全性变现得淋漓尽致。对于电气自动化设备来讲，安全、稳定运行是保证工作效率的前提，应用PLC控制技术的电气自动化设备，对于设备的抗干扰能力有很大提升，从而保证设备安全、稳定运行，从而提高企业生产效率，促进企业经济发展。

三、电气自动化设备中控制系统PLC的运用分析

（一）顺序控制中控制系统PLC的应用

在应用PLC控制系统的电气自动化设备运转过程中，顺序控制是其控制系统内最关键也是最重要的控制方式之一。运用PLC控制系统可以对顺序控制进行进一步优化，对于控制资源消耗有着相当重要意义，在运用过程中应当结合实际对系统进行调整，保证顺序控制可以在PLC控制系统中变现得更加协调，促进其节约资源效果展现，从而提升PLC控制系统自身价值[3]。根据实际运行情况分析，在顺序控制中应用PLC控制技术，可以极大提升自动化设备运行能力，从而提高设备工作效率以及企业运行效益。

（二）开关量控制中控制系统PLC的应用

在自动化设备运行过程中，除了顺序控制，开关量控制有着相当重要的地位[4]。运用PLC控制系统的开关量控制技术，可以对设备进行精准且高效控制，从而促进电气自动化设备稳定运行，避免一系列由于管理不当所导致的安全事故发生。在将PLC控制系统应用在开关量控制中时，首要需要考虑开关使用量控制，合理控制开关使用量可以极大程度地促进信息资源整合，使开关量控制发挥其实际应用效益，从而保证对系统内安全隐患有效处理，提高系统稳定性，提高自动化设备运行效率，促进企业健康稳定发展。

（三）闭环控制中控制系统PLC的应用

闭环控制不仅是电气自动化设备中的关键组成，还是应用PLC控制系统的目的之一。因此，闭环控制在电气行业很多设备运行过程中其作用都不容忽视[5]。在闭环控制中应用PLC控制系统，不仅可以提高电气自动化设备管理能力，还可以引导电气自动化设备发展方向。例如：在电气行业，在对泵类设备启动管理过程中，传统泵类启动方式需要进行人工启动与设备自动启动相结合方式才可对设备进行有效启动。在对闭环系统应用PLC控制系统之后，可以与设备形成高度匹配性，避免自动化设备由于其控制系统自身矛盾，出现故障。在闭环控制中融入PLC控制系统，可以对电气自动化设备运行进行相应优化改善，提高设备运行效率，将开关量控制与闭环控制相结合，可以进一步提升设备稳定性，保证企业经济效益。

（四）西门子S7-1200 PLC在工厂监控过程中的应用

网络结构图如下：

基于厂内的工业以态网网络平台，采用集散型控制系统。系统采用工业以太网Ethernet和Modbus工业现场总线组网，是典型的三级控制系统，即现场设备层、现场控制层、中央控制层。

现场设备层： 分为现场传感器或设备控制器和现场通信网络两部分。现场传感器或控制器负责对特殊专用设备的控制和数据采集;现场通信网络负责将采集到的数据汇总到现场控制层的PLC。此网络是RS485 Modbus现场总线网络。

现场控制层：以西门子PLC S7-1200为控制核心（实验室站点带有触摸屏人机界面），自动和手动控制各个站点具体的电气设备，监视设备的运行状况，能够对其进行参数设定（触摸屏具备设备检修状态设定功能，被设定为检修状态的设备自动禁止投入运行），有实时报警显示和历史报警记录;同时对现场数据采集，用以态网的方式传输到中央控制层。在中央控制层通讯发生故障时，现场控制层能连续独立地控制和其有关的设备（各分站都处于各分站PLC自控状态下）;同时故障区域控制层的分站控制层通过其自身自动化信息监控系统独立工作;当分站控制层发生通讯故障时，不影响上层通讯界面的通讯，分站通过其自动控制系统独立控制。如下图

中央控制层：以数据采集服务器、历史存储和网络发布服务器、操作员站和工程师站以及西门子软件Wincc7.4、Wincc History归档变量，组成双机冗余中央监控系统，实时精确的监控设备动态运行情况，提供各种参数，方便操作人员进行查阅，并对其分析、处理、调整。现场控制器以相关参数自动控制相关设备，来达到控制目的。整体结构如图

结束语：综上所述，经过细致分析发现，PLC控制技术应用在电气自动化设备中，对于电子自动化设备的运行质量以及发展都有着深远影响。利用闭环控制、开关量控制、顺序控制等方式提高电气自动化设备运行能力，使得电气自动化设备拥有更多创新点，促进PLC控制技术在电气自动化设备中得以更好发展，从而在我国经济发展的推进下，进一步提高电气行业综合水平。

参考文献

[1]孟美丽.电气自动化设备中PLC控制系统的运用及实现[J].建筑工程技术与设计，2018，（18）：3948.

[2]彭潮.电气自动化设备中PLC控制系统的运用与实现[J].商情，2018，（30）：185.

[3]姚远洋，于柏乔.PLC技术在电气工程及其自动化控制中的运用分析[J].写真地理，2020，（2）：0147-0147，0146.

[4]杜有福.电气自动化设备中PLC控制系统的运用及实现[J].环球市场，2018，（13）：389.

[5]黄惠根，王俊平.电气自动化设备中PLC控制系统的运用[J].企业科技与发展，2018，（2）：189-190.

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