基于PLC自动化的电气控制应用分析

许明艳

（江苏省扬州技师学院 江苏 扬州 225127）

1 引言

随着现代科技的不断发展，我国自动化控制技术日趋成熟。PLC作为一种先进的自动化控制程序器，在电气行业中的广泛应用已经使我国的工业生产自动化迈进了新的历程。该项技术具有编程简单、使用方便、安全可靠等优点，实际中已经被越来越多的企业所熟悉并应用。但是，PLC自动化系统需要人工进行编程，因此实际应用环节必然会受到操作人员技术水平的影响。因此，工作人员要积极提高自身的专业素质，以提高PLC技术的应用效果。

2 PLC技术的特点

2.1 操作简单，实用性强

PLC技术简单直观、操作方便，广泛适用于各种控制系统中。PLC系统的程序能够将指令语言编译，使其转换为机器语言，进而实现检测机器故障等工作要求[1]。由于其编程的原理非常简单，并且具有灵活的图形符号和编程语言，工作人员只需具备基本的编程知识，就能够利用相应的编译方式来实现对系统的全面操控。该项技术在电气控制系统中的应用，既节省了传统操作系统所用的外接线，同时又节省了指令在系统中的传输时间，从而有效提升了控制系统的运行效率。此外，由于该技术应用了微处理器技术，硬件方面的配置齐全，具有很强的通用性，能够适用于不同环境，适合大范围推广。

2.2 具有较强的抵抗干扰能力

PLC的内部电路和生产工艺均采用最先进的抗干扰技术，同时配置自动检测报警装置，因此系统的抗干扰能力明显要强于传统的继电器[2]。另外，基于PLC的自动检测系统在检测到某个设备出现故障时还能够自动报警，有利于工作人员及时发现并解决问题，从而有效提高使用的安全性，也比传统的操作系统更适用于复杂的电气设备[3]。

2.3 维护方便，改造简单

与传统的接线方式相比，PLC控制器的应用有效缩短了操作系统设计和建造的时间，对其进行控制程序的改编也更加方便，可以灵活适应工作中的不同需求[4]。PLC技术还可以直接在各种复杂的模块上设计并操作指示灯，用户可以根据需要将不同模块的指示灯设计成不同的颜色，以便于在使用过程中对设备的运行情况产生更加深入的了解，方便查找故障来源，节省系统故障的排查时间，提高工作效率。

3 PLC的应用现状

3.1 分散型控制系统的应用

分散型控制系统是基于单独的一台PLC设备，对其所对应的单独目标对象进行单独控制的操作系统，这种完全独立的控制模式，可以有效明确控制对象，避免产生控制混乱的问题而影响控制系统的工作效果[5]，因此广泛应用于大型的电气生产流水线上。由于每台PLC控制器只需要对自己的控制对象负责，如果发现作业线出现了生产方面的问题，工作人员只需要找到对应的控制器就能够及时进行故障处理，同时不会影响到其他生产线的正常运作，这种操作方式能够有效节省维修时间，最大程度降低由于设备故障而对企业造成的经济损失。

3.2 集中型控制系统的应用

和分散型控制完全相反，集中型控制系统是运用一台核心PLC控制器来控制整体生产的模式，这种控制系统的优势在于操作方便，工作人员只需要控制一台主控制器就能够达到掌控全局的目标。与此同时，这种集中性控制系统的设备前期的投资成本会比较小，在后续使用的过程中维护也很方便，因此适用于一些小规模的生产线或者简单的生产环境。同时，用户也可以根据自己实际生产规模的需要，在主控制器下分设一定数量的分支控制器，使不同的分支能够实现互相制约，同时又能够统一接受主控制器的操纵，使生产操作灵活性更高。这种控制体系下，只要其中的一个微小环节发生故障问题，就会导致整个系统无法正常运行。发生故障时，需要停止整个生产线，进行故障的全面排查并完成科学的系统性维修工作，这对于企业的生产会造成相应的影响。

3.3 数据控制系统的应用

PLC技术本身就是一种数据编程，因而数据控制是PLC控制应用的基础[6]。PLC编程器可以根据程序对所收集到的数据做出合理的分析和处理，然后再将整合后的数据转化为指令输出，从而实现自动控制。在大数据时代背景下，PLC技术对数据的控制精确度更高，数据处理速度也更快，更符合自动化电气控制行业的发展要求[7]。

3.4 开关量控制方式的应用

在PLC的实际应用中，开关量控制是最为基本的一种，同时也是应用最广泛的控制方式。PLC自动化控制器在实现逻辑控制的同时也实现了顺序控制，目前已经开始逐渐取代了传统的继电器电路，成为电气设备主要的控制方式[8]。由于该技术比较适合对单台设备进行独立控制，能够有效节省对设备事故进行排查的时间，提高生产效率，因此可以广泛应用于大型企业的自动化流水线产生中。

3.5 运动控制中的应用

PLC能够有效控制有规律的直线运动和圆周运动，通过全面的通信设备、完整的人机界面，满足多种电气设备自动化控制的需求。基于此，目前该技术已经被广泛应用于电梯、机床、风机、机器人等领域，也取得了显著的成效。在未来，这种技术仍然会被应用到更多的电气设备中，与其他工业技术共同控制计算机组网，构成大型的电气设备控制集成系统。

4 PLC技术应用中存在的问题

4.1 信号中断的问题

由于PLC技术是一种基于信息数据基础上实现控制的方法，在工作过程中可能会因为线路故障而产生信息传递不及时或者传递不到位的情况。当系统信号中断时，控制器就会因为无法及时获得已知数据而无法提供正确的指令，导致控制不力。

4.2 受环境干扰的问题

虽然自动化控制器已经使用了先进的抗干扰技术，但是在一些比较复杂的环境中（如电气设备较多时）仍然会受到其他设备的干扰，使接收的数据信息产生错误，从而造成输出指令失误，无法有效发挥控制作用。

4.3 机械设备故障的问题

在实际的操作过程中，经常还会出现工程中接电断联的现象，导致电气自动化系统无法完整连接，从而陷入瘫痪状态。实际中导致这种情况产生的因素有很多种，主要是由于线路的接口不稳，使其中一些设备发生故障，导致信号线短路或者断联。其次，某些企业为了节省设备造价，设备更新换代不够及时，购置的先进设备存在质量问题，导致设备产生结构失灵、漏油漏气、绝缘故障等问题，更加无法保证系统的稳定运行

5 PLC应用问题的解决策略

5.1 改进数据传输方式

要解决数据传输的问题，首先必须要提高数据的传输效率。操作人员应积极尝试对数据的传输方式进行改进，通过不断的尝试来发现更高效的传输方式，从而提高数据传输的工作效率。此外，PLC对数据处理的准确性需要依靠正确的指令才能完成，这就要求工作人员在工作中认真负责，确保数据真实准确。

5.2 做好设备维护工作

自动控制系统本身具备故障自保的能力，因此需要加强设备的日常维护保养工作，以确保设备在出现问题时能够实现自动报警，同时操作人员也需要随时关注系统的运行状态，以便于及时发现问题，并在第一时间对其处理，从而保证系统运行的安全性。其次，要确保系统内设备的运行稳定，保证设备完好的首要前提是要选择优质的设备配件，以确保零部件安全耐用，有一些企业为了降低投资成本，往往低价购置设备及其配件，表面上看是节省了支出，但是设备在运行过程中经常出现故障，严重的就会造成整个系统瘫痪。不仅影响正常生产，也会因为维修设备和更换零部件而产生额外的费用，造成经济损失。此外，加强设备的日常维护保养也是一项重要的工作内容，企业应安排专业的维修人员对设备及线路进行每日的例行巡检，尤其重点要检查送号线的破损还有设备线接口等情况。

5.3 完善预警系统

自动预警功能是PLC系统中一项重要的组成部分，能够帮助操作人员及时发现并排查系统故障，从而保证控制系统运行的稳定性。目前对于预警系统的设计正在逐步朝向人性化和智能化的方向发展，能够更好地体现出预警的优势。智能化的预警系统在建设时会直接配备相应的文字记录和相关技术显示系统，这样在设备发生故障的时候，系统就能自动识别故障属性并自动进行分析，然后根据相关记录给出解决建议，并同时做好此次事故的文字记录，以备日后发生类似故障的时候参考。在人性化设计中，会在控制柜的面板上面安置故障指示灯，一旦预警系统感受到威胁，该指示灯就会闪烁示警，工作人员收到警报便可立即采取相应的应急措施，及时解决问题，减少事故损失。

5.4 提升操作人员的技术水平

我国目前的电气自动化控制普遍采取人工操作的办法来进行具体的操纵工作，所以，操作技术人员的专业技术水平就直接决定了控制系统的质量和控制效率。而目前大多数企业中的机电操作人员平均学历都比较低、专业能力也不够充足，通常只能够根据预定程序完成输入操作，并不具备高超的专业知识和技术能力。基于此，企业应该加强对电气自动化操作人员的专业培训工作，首先应增强工作队伍的整体文化素质，提高普通操作工的操作能力、制图及编程能力，同时还要注重培养操作人员的团队合作意识，以提高机电操控队伍的综合素质。其次应组织操作人员学习本行业先进技术及设备的应用方法，以便于在工作中及时发现设备及技术隐患，从而提高系统运行的安全性。

6 结语

PLC自动化控制系统因其操作简单、安装方便、实用范围广等特点，已经被广泛应用到电气控制行业中。虽然该项技术在目前使用过程中依然存在一些问题，但是，随着数字化科技的不断进步以及人工智能技术的不断发展，未来电气自动化控制系统必然会朝着人性化和智能化的方向不断完善。为此，还需要自动化科技的研究工作者共同不懈的努力，从而推动我国生产自动化的发展。