PLC在电气自动化控制中的应用研究

吴卫珍 赖家柱

[摘    要]PLC技术的不断发展成熟，不仅推动了社会经济的发展，还为众多企业生产过程优化提供了可靠的技术支持。近年来，我国电气自动化技术实现了长足发展，并已然转变成高新技术产业中必不可少的一部分，对我国整体工业发展水平的提升有着十分重要的意义。而将PLC技术引入至电气自动化控制中，可大幅提升电气自动化水平，帮助企业提高综合效益。文章主要介绍了PLC技术的内涵特征，阐述了PLC技术在电气自动化控制中的应用途径，探讨了PLC在电气自动化控制中的实际应用。

[关键词]PLC技术;电气自动化控制;研究

[中图分类号]TP273 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2022）03–00–03

Application Research of PLC in Electrical Automation Control

Wu Wei-zhen，Lai Jia-zhu

[Abstract]With the continuous development and maturity of PLC technology， it not only promotes the development of social economy， but also provides reliable technical support for the optimization of the production process of many enterprises. In recent years， my country's electrical automation technology has achieved rapid development and has become an indispensable part of the high-tech industry， which is of great significance to the improvement of my country's overall industrial development level. The introduction of PLC technology into electrical automation control can greatly improve the level of electrical automation and help enterprises create more ideal comprehensive benefits. The article mainly introduces the connotation characteristics of PLC technology， expounds the application way of PLC technology in electrical automation control， and discusses the practical application of PLC in electrical automation control.

[Keywords]PLC technology; electrical automation control; research

随着现代社会的发展，电气自动化技术涉及领域逐步扩大，呈现出良好的发展前景。传统电气自动化控制在实际应用中需要投入大量的资源，并且最终的工作质量难以得到有效保证，倘若遇到较为复杂的电路应用，应用效果还可能大打折扣。而PLC技术则存在本质区别，该项技术不仅可减少资源消耗，还可保证工作质量、效率，即使是在一些复杂电路中应用，也可保障工作效果。因此，本文将对PLC在电气自动化控制中的应用进行研究分析。

1 PLC技术概述

1.1 PLC技术概况及其组成结构

PLC技术作为一种可编程逻辑控制器，主要是指在编程操作后，可编程存储器应用程序完成相关指令，如逻辑运算、顺序控制等，其核心是控制技术。鉴于PLC技术在实际应用中表现出突出的适应性、可靠性、抗干扰性等优势，所以在当今社会各类生产系统中得到了广泛应用，并在推动电气自动化控制有序健康发展中发挥了至关重要的作用。为确保各类作业的基本效益，PLC技术在实际应用中会按照输入采样、执行程序、输出刷新等流程分层进行，由此要求技术人员要能够合理应用数据扫描器，进一步做到对系统中运行的数据信息的有效采集。

为实现对数据信息的充分利用，就需要先将数据存储于PLC的I/O映像区中，然后通过用户程序对数据进行扫描、解读，继而为后续开展电气自动化控制奠定良好的基础。在建立电气自动化系统，需要在CPU系统的支持下开展工作，依托这一系统可进行一系列指令的传达，同时还可依据I/O映像区的各项数据进一步刷新电路，以保证系统可对一系列电气进行有效控制。PLC技术组成结构，如图1所示。

1.2 PLC技術的特征

PLC技术的特征，主要表现为以下几点：

（1）应用广泛。PLC作为一项高效且操作便捷的自动化控制技术，在实际应用中仅需简单的逻辑代码处理，就算操作人员不具备良好的计算机应用水平，亦可迅速上手，因而PLC技术在众多行业均可进行推广。

（2）功能聚集。PLC体积小、性能突出，小小的芯片中可储存诸多的指令，因此极大地推动了机电一体化的发展。在各项优秀性能支撑下，PLC耗电速度也十分缓慢，真正做到了对各类控制系统优势功能的全面聚集。

（3）充分的可靠性。编程内容出现混乱是控制系统所面临的一大难题，而该种情况在PLC技术中则基本不会出现，PLC技术可实现与设备多个端口的同时连接，这一连接技术不仅可实时发出指令，还具备极高的安全性能。另外，PLC技术还具备良好的抗干扰性，即使是在一些恶劣的生产环境下，PLC运行也不会受到影响。

2 PLC技术在电气自动化控制中的应用途径

2.1 在程序数据控制中的应用

如何搞好数据处理是电气自动化控制中所需解决的1项重要问题。而PLC技术凭借其所具备的优势正好可满足这一需求，依托自身所具备的编码程序对数据开展初步筛查，通过对数据的简化处理，以使控制流程得到有效精简，提升自动化控制效率。在这一过程中，时间、信息是两项至关重要的参数：在时间方面，基于控制系统的精简化可显著提升程序运行速度，切实避免发生时间浪费的情况;在信息方面，PLC芯片在控制系统数据采集中可保障其安全性。所以，通过对PLC技术的应用，可让整个电气程序自动化控制变得更为科学合理，这也是PLC之所以可在电气行业得到广泛推广的一项重要原因。

2.2 在流程优化中的应用

不论是哪类设备，要想实现有序运行都离不开充足电源的支持，对于电气设备来说更是如此。电气自动化技术在运行期间依赖于稳定的电源，因为涉及范围广，所以有极大的电源需求。对于电气企业来说，这是一笔极大的支出，会让企业担负着巨大的运营压力。而将PLC技术引入至电气自动化控制中，则可使这一压力得到有效缓解。PLC技术可基于提前准备好的编码程序对设备进行控制，同時可实现分支控制，即在某设备无需运行时，控制系统可将其进行断电处理。并且该种断电控制并非是无章可循的，而是会结合设备运行的顺序开展调整。

PLC技术还可实时地将现场运行状况呈现给控制人员，倘若控制人员发现该种运行顺序不合理，则可及时做相应调整，由此表明，PLC技术在电气自动化控制中的应用具有极高的灵活性。也正是凭借PLC的灵活性控制，有效降低了设备引发故障的几率，并切实实现了对设备运行流程的有效优化。

2.3 在闭环控制中的应用

闭环控制即为信息流由一个起点出发，经历1圈流转后重新回到起点，以此构建起一个封闭的状态。信息在流转期间，会受到来自不同节点的影响，进一步会让其呈现的信息发生相应转变。倘若要想获取理想的结果，就需要对该环节的影响因素予以控制，由此体现了闭环控制系统的灵活性。所以，该种闭环系统在工业领域得到了广泛推广。而PLC技术在这一闭环控制系统中也收获了显著的应用成效显著，基于两者有效结合以应用于电气自动化控制中，该系统通常可实现两种启动方式，即人为手动的开启开关和自动化的开启开关。而PLC技术下主要为自动化控制，以此可显著提升闭环控制系统对信息的处理效率，一方面为操作人员提供极大便利，另一方面为实际生产提供可靠保障。

2.4 在开关控制中的应用

对于传统电气自动化控制技术来说，在开关控制上，通常会采用磁性继电器以实现对开关量的控制。随着电气自动化水平的不断提升，工业生产规模逐步扩大，传统技术系统中逐渐暴露出一系列问题，很大程度上阻碍了工业的正常发展。这些问题主要表现为系统接线复杂、可靠性不足、稳定性不足等。而通过引入PLC技术，不仅可有效解决这些问题，保障工业生产的有序进行，还可减少故障发生情况。PLC技术具备十分突出的开关控制能力，控制范围由十几点到数万点，某种意义上PLC技术控制的点数基本不受限制。而之所以具备该项能力，是因为PLC技术能够联网，不管多少点均可进行控制，并且PLC技术本身的硬件结构具有可变性，软件程序亦可进行编程，进而可充分满足各种工业现场灵活变动的要求，而这也是普通控制器难以比拟的。

比如，在PLC技术实际应用中，可在短时间内提升电气自动化控制系统的运行质量、效率，倘若现场需要调整工况及状态，则可通过PLC技术开展开关量控制，确保系统的顺利运行。

3 PLC技术在电气自动化控制中的实际应用

3.1 在矿山行业中的应用

PLC技术在矿山电气自动化控制中可发挥十分重要的作用。比如，PLC技术结合变频器改造通风系统开展变频控制，促进风机的安全稳定运行，为煤矿安全有序生产提供有力支持。在提升机中引入PLC技术组合构建新旧控制台用以推进安全稳定生产，也就是依托操控控制元件，以实现对提升机运行速度的有效控制，让提升机始终处在高效精准的运行状态下，防止人为操作不当引发的设备故障。还可通过显示屏实时掌握提升机的运行状况及参数转变，更可警示操作人员及时发现故障、定位故障、解决故障。

在这个过程中，PLC技术可实现可靠的保护功能，也就是可通过接收信号进行逻辑判断，并通过提升到位抱闸、立即抱闸、电气制动等保护手段，进而确保提升机的安全有序运行。除此之外，还可将PLC技术应用于排水系统，一方面可实现防漏、保温功能，另一方面还凭借其检测功能，对现场作业情况进行全面扫描，倘若出现有紧急情况还可自动报警，提升工作效率，保障安全生产。另外，还可将PLC技术应用于油缸活塞电气系统中，以实现对井下风门角度大小等的合理调控。

3.2 在冶金行业中的应用

在冶金加工生产领域，PLC技术也可发挥重要的作用。比如，可通过在加工机台周围设置多个传感器，以检测金属的加工参数，并将其传输至控制器。倘若指令触发，便会执行下一项操作;与此同时，PLC还可自动开展检测并发出故障报警信号，提示操作人员存在故障情况，并进行有效及时处理，以此提升冶金加工生产的精密程度，保障加工质量，降低加工成本。

钢筋加工过程中，还可将PLC技术应用于输出检测端，即可预先在设备控制器客户端输入加工参数，并基于PLC实现对各生产环节的有效监控。在钢筋到达检测端时，即可通过金属传感器采集其相关的数据信息并传输至控制器，继而依据设置的内部指令执行操作一直到进入闸刀电机位置，并通过触发指令让电机裁剪钢筋等，进而将钢筋加工环节调控在合理范围内，不仅可保证质量，降低成本，还可提升工作效率。

3.3 在中央空调中的应用

随着社会经济的不断发展，大众生活得到极大改善，中央空调作为现代化高品质生活的一大标志，如今人们对中央空调系统的要求逐步提升。即为不仅要求中央空调要具备良好的节能性，还要能够保证足够的舒适性。简而言之，也就是要求中央空间要能够在尽可能低的能耗前提下，保持整体环境的舒适性。而由于中央空调所需辐射的范围偏大，以及所需实现的功能偏多，所以其本身的消耗也相对偏高，因而中央空调运行过程中会产生极大的电能消耗。

比如，某大型商场的中央空调消耗的电能在商场整体电能消耗中占比可达到近6成，可達到其他设备电能销量的一倍。而在中央空调系统中，耗电量最大的尤以水泵为主，水泵的耗电量可达到系统耗电量的2成到4成，并且其中存在较为突出的能源损耗问题。针对这一问题，通过引入PLC技术，可有效缩减中央空调系统的能耗，减少空调系统散发的热量。除此之外，PLC技术在中央空调中的应用还可充分满足人们的多元需求，不仅有助于减少环境污染，还可满足人们对高舒适度的追求。

3.4 在火电系统中的应用

PLC技术还可应用于火电系统中，火电系统涉及诸多方面内容，诸如输煤系统、除渣系统、除灰系统以及水资源处理系统等。这些系统的实际运行应结合实际功能及性能状况，依据不同流程、分层开展设计，其中包含PLC技术中的加工顺序及开关次数，这些内容也已成为了如今火电厂运行辅助系统中的重要组成部分。

比如，在某火电厂运行中，为完成对工作过程的调节控制，实现全面工厂的数据通信、开展生产调配等工作，有效利用了通讯设备、辅助系统，实现了PLC系统的运转，基于批次各异的程序，对全面工厂及各生产环节实际操作任务进行了全面控制。综上，通过对PLC技术在电气自动化控制中的实际应用分析，可了解到PLC技术可实现一系列加强的功能，不仅具备极高的可靠性，还具备良好的抗干扰能力，所以受到了众多行业领域技术人员的广泛青睐。

4 结束语

在电气自动化控制中，多样繁杂的操作技术不仅加大了相关技术人员的工作负担，还提高了企业的生产成本。而通过将PLC技术应用于电气自动化控制中，不仅可有效提升工作质量，还可让电气操作变得更为便捷，提升工作效率。

科学技术的迅速发展，推动了PLC技术的进一步优化，但即便如此，相关人员人需要不断进行研究、总结经验，不断推进PLC技术的创新发展，进而满足电气自动化控制的多样化需求，为广大企业有序健康发展提供有效助力。

参考文献

[1] 周晓旭，王增强，刘凤国.论PLC在电气自动化控制中的应用[J].中国设备工程，2019（5）：223-224.

[2] 詹万新.PLC技术在电气自动化控制中的应用[J].集成电路应用，2021，38（10）：40-41.

[3] 王申.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用研究[J].中国设备工程，2021（11）：190-191.