探讨PLC 在工业电气自动化中的应用

刘爱强

（山信软件股份有限公司莱芜自动化分公司，济南 271104）

传统的继电器由于长时间处在超负荷运行状态，导致继电器损坏率较高，严重制约了生产进度，而且继电器能耗高、安装工序繁琐、调试时间长，无形当中增加了企业的投入成本。而PLC系统体积小、功能强大、适应性好，为工业电气自动化生产提供了强大的技术支撑，因此，PLC 技术也必将成为推动工业现代化、智能化、自动化发展进程的主导技术。

1 PLC 系统的工作原理与应用优势

1.1 工作原理

PLC 系统是应用数字技术与程序输入的方式发出执行指令，该系统主要包括六个部分，即中央处理器、电源、保存装置、输入输出接口、功能模板与通信装置。工作原理是通过输入采样、程序执行、输出刷新来完成对生产工序的操作和控制。输入采样阶段是将产品的相关技术参数以记忆扫描的方式存储在I/O 映象区，然后对各种信息数据进行逻辑运算，并根据运算结果，刷新逻辑线圈在系统RAM 存储区域中对应位置的状态，或者确定是否执行该梯形图所规定的特殊指令。当程序执行环节结束后，CPU 按照I/O 映象区内对应的状态与数据刷新输出锁存电路，再通过输出电路的动力驱动，支配外部设备完成整个生产流程[1]。

1.2 应用优势

PLC 取代了传统的中间继电器、时间继电器以及计数器等组件，使得接线工作大幅减少，同时PLC 的用户执行程序完全可以在实验室当中模拟调试完成，如果在系统运行过程中发生故障，可以通过修改程序指令的方法，快速排除故障隐患，节省了大量的系统调试时间。同时，PLC 系统具有故障自行诊断与显示功能，因此，发生故障的几率相对较小，这就减少了系统维修工作量，节约了维修成本。此外，PLC 系统虽然体积小，但是功能齐全，内部可供用户选择的编程元件多达上千种，能够对工业生产全过程进行分散控制、集中管理。

2 PLC 技术在工业电气自动化中的实际应用

2.1 在煤矿系统中的应用

煤炭行业属于高危行业，发生安全事故的几率较大，而应用PLC 技术后，煤矿监控系统的功能性日渐强大，能够有效监控井下的通风状态与瓦斯浓度，随时获取井下作业人员的生产工作状态。同时，监控设备在运行过程中，由于发生故障而丧失监控功能时，PLC 技术能够快速确定故障位置，对故障原因进行有效检测，并及时发生故障预警，为检修人员争取了大量的维修时间。另外，在井下装运系统中，应用PLC 技术能够实现自动化装运，精准控制闸门、确定仓位、记录详实的运行数据，终端操作人员只需要借助于操控界面，就能够对生产全过程进行监督、控制与管理，在保证井下作业安全的前提下，使煤矿产能得到大幅提升。

2.2 在火力发电系统中的应用

火力发电系统牵涉到的运行程序较多，包括煤炭传输系统、废水处理系统、煤渣清理回收系统、除尘系统等，这些系统借助于PLC 的通讯模块，能够支配系统的正常运行，确保程序衔接顺畅无阻。比如煤炭传输系统包括主站层、远程IO 站以及现场传感器，其中，主站层由人机接口与PLC 系统构成，PLC 系统主要设置在集控室当中，远程IO 站的设备元件通过光纤通讯总线与主站层之间建立直接联系，并通过主站层中的集控室对系统进行有效控制。由于集控室当中安装了应急启动与停止按钮，煤炭传输系统在正常运行时，可以按照PLC 系统中的程序指令，实现自动化生产，当系统出现运行故障时，就可以操控应急停止按钮，避免发生安全事故。

除尘系统则主要由传感器、主控柜、PLV 以及仪器仪表组成，而PLC 系统能够对气化风机、输送风机、加热器、除尘装置、卸灰设备进行控制。在系统正常运转时，操作人员通过终端操控界面，能够对除尘过程与除尘效果进行监督控制，而无需在生产一线进行指挥作业，这不仅减少了操作人员的工作量，提高了生产效率，而且也为企业节省了大量的投入资金[2]。

2.3 在传统机床中的应用

对于机械制造行业来说，传统机床的使用频率相对较高，在实际操作过程中，由于机床的触头间易产生电弧，继而造成导电不良、线路损坏，同时，传统机床单位时间内的能源消耗量较大，生产效率较低，当机床出现运行故障时，对生产进度将造成严重影响。而PLC 系统在传统机床中的实际应用，可以通过程序修改、参数调整的方式对机床进行集中管控，不同的程序执行模块，能够对车床、铣床、钻床、镗床、磨床等不同类型的机床进行有效控制，使机床的故障率大幅下降，生产精度大幅提高。另外，在机床运转时，借助于PLC 系统的强大功能，能够随时检测出机床的各种故障类型，当终端操作人员接收到故障预警反馈信息后，可以第一时间通知检修人员到达生产现场，及时排除故障隐患，使机床能够始终保持正常运转状态。

3 结束语

PLC 技术在工业电气自动化生产当中已经得到全面推广和普及应用，传统的继电器也逐步退出历史舞台，因此，在新时代、新形势下，工业生产型企业应当不断借鉴先进的技术经验，利用PLC 技术的诸多应用优势，为工业生产注入更多的高科技元素，在保证产品质量与生产效率的同时，逐步拉近与发达国家之间的距离，助推我国的工业电气自动化技术达到世界领先水平。