電氣自動化控制對于PLC技術的應用分析

摘 要：PLC（可編程控制器）是一種全新的、被廣泛應用的電氣自動化控制技術，對于過去的電氣自動化控制系統(tǒng)來說，其維護工作會消耗大量人力與物力且質量不能保證，線路復雜或過長時需要更長的時間來安裝、調試，而PLC技術能夠提高操作便捷性、安全性以及工作效率，還能夠優(yōu)化生產(chǎn)結構，其能夠使企業(yè)實現(xiàn)自動化、提高經(jīng)濟效益，是當下工業(yè)生產(chǎn)所需要的技術，所以得到了廣泛的應用，本文對PLC技術及其特點進行了介紹，并對PLC技術在電氣自動化控制中的應用及應用策略進行了探討。

關鍵詞：電氣自動化控制；PLC技術；應用

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）21-0075-02

1 引 言

由于過去的電氣自動化控制系統(tǒng)存在諸多弊端，而PLC在電氣自動化控制中的應用能令電氣自動化控制系統(tǒng)的工作效率極大提高、消耗的人力物力大大減少、獲得的經(jīng)濟收益更加可觀，因此PLC的應用越來越廣泛。

2 PLC的概念

PLC就是可編程控制器，它是在系統(tǒng)軟件控制下，從用戶程序的需求出發(fā)，按“串行”工作，其工作順序是按照PLC中的CPU順序對各個輸入點的狀態(tài)進行掃描、對數(shù)據(jù)進行處理，然后再向各輸出點發(fā)出對應的控制信號，如此反復，直到程序結束，在每個時刻，CPU只執(zhí)行一條程序命令。由于在PLC系統(tǒng)中只有輸入端和輸出端需要進行實際接線，所以接線量極少，大部分線路的連接是通過軟件實現(xiàn)的。實際上，PLC系統(tǒng)是以程序形式存儲在內部儲存器中的，如果電氣自動化控制系統(tǒng)要作改變，不同于傳統(tǒng)系統(tǒng)需要改動接線，PLC系統(tǒng)只需改變儲存器內的控制程序，其靈活性、通用性是極大的優(yōu)勢。

簡單來說，PLC是一種適用于工業(yè)生產(chǎn)控制中的計算機，其組成主要有：電源、系統(tǒng)程序儲存器、通信模塊、功能模塊、接口電路以及CPU。其中，電源是最重要的部分，如果電源部分出現(xiàn)故障，則整個PLC控制系統(tǒng)就無法使用，此外，PLC控制系統(tǒng)要求電源電壓的波動范圍很小，電源還要與交流電網(wǎng)有效結合，才能使得電源正常工作；系統(tǒng)程序儲存器主要是用來存放系統(tǒng)軟件，用戶程序儲存器主要用來存放應用軟件，這兩個存儲器對于PLC控制系統(tǒng)都極為重要；通信模塊在運行時需要將用戶程序執(zhí)行階段、輸入采樣階段以及輸出刷新階段三個階段緊密相連、相互聯(lián)系；功能模式是指計數(shù)模塊、定位模塊等；接口電路的任務主要是輸入、輸出數(shù)據(jù)，不同的接口電路要使用不同的接口來使得數(shù)據(jù)與信號能夠在傳輸過程中保持完整；CPU相當于PLC控制系統(tǒng)的大腦，其要處理整個PLC系統(tǒng)中的所有數(shù)據(jù)，CPU能夠對PLC控制系統(tǒng)的狀態(tài)進行判定，而后把寄存器中的數(shù)據(jù)傳回到對應輸出裝置，這能夠使PLC控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行并發(fā)揮最大價值，這是CPU的最大優(yōu)勢?？偟膩碚f，PLC控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結構靈活、能夠在各種環(huán)境中運行，而且操作也很簡單。

3 PLC的特點

PLC控制系統(tǒng)的特點主要有：

（1）性價比高。這是PLC控制系統(tǒng)最為顯著的特點，這一點主要體現(xiàn)在其功能上，在PLC控制系統(tǒng)中有很多編程元件，他們的控制功能非常強大，其最為重要的功能是能夠集中管理，而且可以運用通信聯(lián)網(wǎng)分散控制，此外，PLC控制系統(tǒng)的程序也懂，操作也很簡單；

（2）操作PLC控制系統(tǒng)只需要了解編程語言即可，并不需要掌握大量計算機知識，而且PLC控制系統(tǒng)的設計簡單、調試容易、開發(fā)周期不長，這就使得操作人員的工作量大大減少而工作效率很高；

（3）硬件配套完備，適應性很強。標準化、模塊化的PLC產(chǎn)品配備有非常完備的硬件裝置，利用便利的系統(tǒng)配置，操作人員能夠組出具有不同規(guī)模、不同功能的PLC系統(tǒng)，還能夠通過修改用戶程序的方式調整配置，從而適應不同的工藝條件，這就使得PLC控制系統(tǒng)具有很強的適應性；

（4）維修簡便且易操作。PLC控制系統(tǒng)的自診斷與現(xiàn)實功能已經(jīng)比較完備，其故障率也比較低，如果發(fā)生了意外，系統(tǒng)回立即自動提供故障信息，然后對故障原因進行實時查找、分析，之后的排除故障工作只需要更換模塊即可。

4 電氣自動化控制對PLC的應用分析

4.1 應用于控制順序方面

社會上的企業(yè)單位采用PLC技術的形式幾乎都是僅僅把PLC技術當作順序控制器使用，在現(xiàn)實的生產(chǎn)生活中，這是PLC技術最普遍的用法。但是，在電氣自動化工程中的順序控制中用到PLC系統(tǒng)時，必須滿足一定的要求，為了使得PLC系統(tǒng)能夠被有效利用，必須將電氣自動化控制系統(tǒng)設計得科學合理，電氣自動化控制系統(tǒng)的內容主要有三方面，分別為：遠程控制方面、現(xiàn)場傳感方面以及主站層方面，這三個方面對于順序控制方面均有良好作用，而且能夠給PLC技術的應用打好基礎，更好地提升電氣自動化控制系統(tǒng)的工作效率。

4.2 應用于開關量控制方面

在電氣自動化控制方面，PC最為實際的作用是運用于虛擬繼電器的運行過程中，其角色是充當進行編程的存儲器。一般來說，繼電器的通斷控制需要很長的時間來反映，在這段時間內，很難對繼電器短路保護期的通斷實現(xiàn)有效控制，為了解決這一缺陷，技術人員在使用PLC技術的基礎上使用了系統(tǒng)的自動切換方式，使得該問題得到有效改善，此外，這一措施還使得系統(tǒng)運作效率得到了提高。

4.3 應用于數(shù)控系統(tǒng)中

在工業(yè)生產(chǎn)中，數(shù)控技術已經(jīng)是一種比較普遍的管理、控制技術，其實現(xiàn)主要依靠的就是對PLC技術的應用。實際上，數(shù)控技術的種類非常復雜、多樣，有：連續(xù)型、直線型以及點位型等。對于傳統(tǒng)的生產(chǎn)活動，工廠加工原材料無法移動加工工具，不具有便捷性，而在現(xiàn)代的生產(chǎn)活動中，點位型的數(shù)控系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對多角度、全方位的生產(chǎn)與加工，相比于傳統(tǒng)的生產(chǎn)活動，這是很大的創(chuàng)新，而這一創(chuàng)新的實現(xiàn)，要依靠于PLC技術的發(fā)展。但是，這種數(shù)控系統(tǒng)的價格要比傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)高得多，所以并未普及。

4.4 應用于中央空調系統(tǒng)中

在利用之前的繼電器進行電路控制時，需要采用編輯與數(shù)字的形式，因此，技術人員在設計電路時，需要全面考慮各種因素后再選擇最合理的控制形式，這樣建立起來的控制系統(tǒng)在使用中一旦出現(xiàn)故障，其維修工作量是非常大的，另一方面也會極大地影響到生產(chǎn)工作。相比之下，靈活便捷的PLC系統(tǒng)就具有了非常大的優(yōu)勢，將其應用到中央空調的制造中，能夠使得及其的故障率大大降低，這對于中央空調的智能化發(fā)展意義很大。

4.5 應用于公路交通系統(tǒng)中

把交通信號燈與PLC系統(tǒng)結合起來，制造出的改良版交通信號燈可以實現(xiàn)對信號燈的遠程控制，將這種信號燈應用到某些復雜公路或者交通要道上，令公路實現(xiàn)無人化管理模式，能夠介紹很多人力資源與物資；將PLC系統(tǒng)應用到公路收費站中，能夠實現(xiàn)收費的智能化控制，如果這種系統(tǒng)能夠投入使用并逐漸代替收費站，那么就能夠為國家省下很大一筆經(jīng)費，還有利于公路的規(guī)范化管理，能夠促進我國交通行業(yè)的發(fā)展。

5 在電氣自動化控制對于PLC技術的運用策略

5.1 深入開展PLC技術的學習、開發(fā)

技術人員應當從工程實際需求出發(fā)，學習權威專家對于PLC技術的最新成果，了解PLC技術在電氣自動化控制中的最新應用，同時自己也要對PLC技術進行進一步的深入開發(fā)，共同促進PLC技術的進步。

5.2 開展專業(yè)技術培訓

由于在實際工作中，部分從事PLC控制系統(tǒng)設計開發(fā)的人員的專業(yè)素質并不高，所以開展專業(yè)技術培訓、增強開發(fā)人員素質，能夠大力促進PLC技術的進步。

5.3 盡快建立健全PLC技術的應用規(guī)范與標準

在目前的電氣自動化工程的實際操作中，并沒有一個統(tǒng)一的PLC技術標準與應用規(guī)范，因此國家相關部門、行業(yè)內應當盡快解決這一問題，為PLC技術與電氣自動化工程的發(fā)展打好基礎。

5.4 為系統(tǒng)的使用單位和設計單位建立良好的溝通機制

對于PLC系統(tǒng)，其設計單位與使用單位的良好溝通也非常重要，這對于生產(chǎn)出的PLC系統(tǒng)是否實用、是否滿足需求有很大影響，因此必須為他們的溝通建立良好的機制。除以上幾點策略以外，設計師還應當考慮PLC系統(tǒng)的使用環(huán)境，在抗干擾方面加以研究，使得PLC控制系統(tǒng)的正常運行進一步得到保障。

6 結束語

綜上所述，PLC系統(tǒng)的便捷高效、操作安全、系統(tǒng)穩(wěn)定使其本身在工業(yè)發(fā)展的潮流中具有極大的優(yōu)勢，不難看出其在電氣自動化控制系統(tǒng)中的應用必將越來越廣泛、深入。為了PLC技術能夠健康快速的發(fā)展，一方面必須對其生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)質量進行嚴格要求，保證PLC技術的運用效果；另一方面，還應當加強專業(yè)人員的素質，培養(yǎng)更多專業(yè)人才，激發(fā)其創(chuàng)新潛能，從根本上保證PLC技術的健康發(fā)展與推陳出新，促進我國電氣自動化控制工程的良性發(fā)展。

參考文獻

[1]范建忠，劉愛琴，吳延偉.PLC在電氣自動化中的應用現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J].科技資訊，2009（32）：84.

[2]葉曉暉.PLC在電氣自動化中的應用現(xiàn)狀及發(fā)展前景概述[J].中國新技術新產(chǎn)品，2009（15）：144～145.

收稿日期：2018-6-20

作者簡介：戴長春（1962-），男，漢族，湖南婁底新化人，助理工程師，大專，主要從事電力技術工作。