PLC技术在电气自动化中的应用分析

张良

摘要：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，满足复杂工业环境的需要，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。

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。

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 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嚴格。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 结束语

PLC技术的多优点是它成为电气自动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.