淺析PLC技術在電氣自動化系統中的應用

摘 要：PLC的中文全稱是可編程邏輯控制器，它是一個專為在工業現場應用而設計的電子系統裝置。由于其可靠性高、功耗低、通用性和靈活性強等優點而被廣泛地應用于電氣自動化系統中。文章將具體的分析和介紹PLC技術在電氣自動化系統中的應用。

關鍵詞：PLC；應用；優勢

近年來，電氣自動化的發展十分迅速，許多先進的科學技術應運而生。PLC作為一種智能控制技術，已開始應用到電氣自動化系統當中，并且使電氣自動化水平得到了顯著提高，它也因此成為自動化技術發展的熱點技術和前沿技術。

1 簡要介紹PLC技術

1.1 PLC技術誕生的背景

20 世紀下半葉，現場總線技術興起，并得到迅速發展，現代計算機、通信和控制技術合成為主導的控制系統研究也逐漸深入，可編程控制器（PLC）就在此過程中誕生。

1.2 PLC技術簡介

可編程邏輯控制器（ Programmable Logic Controller，簡稱 PLC） 是專為在工業環境下應用而設計的一種數字運算操作電子系統。具有控制各種類型的機械或其生產過程的功能。

PLC技術在使用的時候可以分為三個階段：第一階段，輸進所采集樣品的階段。這個階段中，PLC依次掃描讀入所有輸入狀態和數據，并將它們存入I/O映象區中的相應單元內。再由編程控制器對所采集樣品的數據進行讀取并存儲。并通過技術手段保證人在所有可能發生的情況下都能夠讀到數據。第二階段，用戶程序執行階段。此階段將根據邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統RAM存儲區中或輸出線圈在I/O映象區中對應位的狀態；或者確定是否要執行該梯形圖所規定的特殊功能指令。第三階段，輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區內對應的狀態和數據刷新所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設。這時，才是PLC的真正輸出。

2 PLC技術在多種電氣自動化系統中的應用

2.1 PLC用于電系統

在傳統意義上，電系統里面的控制器一般是以電磁型的繼電器作為關鍵的元器件，在此系統當中包括這些電磁元件，使得在它的里面有許多接觸點，從而使該系統的穩定性大幅度地變低，同時還具有在接線上較難實現和難以維護的缺點。由于PLC技術的廣泛使用，使得很多的實物元件被替換掉，進一步使它的穩定性改善，使操作人員的工作變得更加簡便，他們只需對分閘和合閘進行操作，可編程邏輯控制器這種系統就可以通過現實的運行狀態作出對應的指引性的信號，一旦出現故障，系統能夠自動實現分閘的動作，并且能夠給出指引性的信號。例如，PLC在中央空調上的應用。中央空調冷凍系統的控制有3種控制方式：早期的繼電器控制系統、直接數字式控制器DDC以及PLC。繼電器控制系統由于故障率高，系統復雜，功耗高等明顯的缺點已逐漸被人們所淘汰，直接數字式控制器DDC雖然在智能化方面有了很大的發展。但由于其本身的抗干擾能力問題和分級分步式結構的局限性而限制了其應用范圍。相反，PLC控制系統以其運行可靠、使用與維護均很方便，抗干擾能力強，適合新型高速網絡結構這些顯著的優點使其逐步得到廣泛的應用。PLC還可應用于供電設備，隨著我國電氣產業的快速發展，電氣生產線中也開始應用PLC控制技術，不僅有效增加了對生產過程中各個環節的控制，也提高了產品的質量。

2.2 PLC用于交通系統

PLC技術對所處的環境具有較強的適用性，它內含許多的定時器資源，因此能夠控制交通信號燈，尤其能夠控制多岔的路口，PLC技術還具有通訊和聯網的作用，利用編程控制來對信號燈實行無人控制，并且可以把處于一條路上的信號燈組合為一個局域網，使車輛在行駛過程中等待的時間變短。除此之外，在汽車道路上機電設施的種類和配備是不一樣的，傳統形式的各個收費站，用以管理這些設施的主機--車道控制器的使用性不夠廣泛，并且不利于維護，然而PLC技術兼具上位機接口和時鐘的作用，能夠對上位進行收費的計算機傳來的數據加以接收，可以使用軟件進行編程，智能管理棚燈和霧燈，再者，PLC技術具有很多的譯碼命令，能夠把收到的數據變化為七個段的顯示碼，再傳輸到LED數碼管從而把數據顯示出來，迅速而安全。

2.3 PLC用于數控系統

我國工業技術不斷發展，數控技術已經成為工業生產中一種不可缺少的技術，而數控技術的實現與PLC應用有著密切的關系。有許多傳統的數控手段，目前常見的數控系統主要有三種，即點位控制系統、直線控制系統、連續控制系統。在工業生產中，數控系統主要用于機械加工，其中點位控制一般用于孔加工機床，是為了在加工過程中實現由一個位置向另一個位置的精確移動，一般來說并不考慮加工物體的運動軌跡，移動過程中也一般不進行加工，所以，它不具有依賴性。

目前，數控系統的實現主要有兩種方式，即全功能數控裝置和單板機控制，這兩種控制系統都應用了PLC，只不過在功能和應用范圍上有很大的區別。第一種采用全功能的數控裝置，這種裝置除了要進行軟件開發外，還要考慮工業現場中的抗干擾問題。全功能數控裝置的功能非常完善，但是價格非常昂貴，對于一些企業來說這種裝置的許多功能完全是多余的。為了滿足一般企業的發展需要，市場上出現了基于PLC的第二種系統即單板機數據系統，它是為了解決傳統單片機中長期存在的設計硬件電路、接口電路、驅動電路和抗干擾問題，不僅能根據生產需要調整機床功能，還能根據技術進步對機床功能進行升級，這一點不僅滿足了很多中小企業的發展需要，對企業的經營管理更具有靈活性。

3分析PLC在電氣自動化控制中的優勢

3.1 PLC在電系統中的優勢

PLC技術的線路都具有自己的公共端，所以大大地減少了在接線時出錯誤的頻率。并且當PLC應用于電系統時，能夠閃光的電源是不需要專門配備的，只要有不復雜的接線就可以了。另一方面，PLC技術控制系統起到輔助作用使開關數量較少，工作人員的負擔也就相應的變小。由PLC技術組成的備用電源裝置每種運行方法的實現是利用編程來進行的，它的備用電源開和關的判斷標準是所收集到的運行信號，控制系統的作用是對數據進行邏輯上的判斷和處理，它能夠把系統的運行狀態加以兼顧，系統的操作比較簡便、接線容易實現以及抗干擾性較強，所以使供電的穩定性改善。

3.2 PLC在交通系統中的優勢

PLC技術具有較強的適應性，具有通訊和聯網的功能，進而實行集中化的控制，方便處理交通狀況。另一方面，用PLC技術當作主機而研制出來的車道控制機，使用范圍廣，較好維護，它的使用年限和可靠性也都很高。

3.3 PLC在數控系統中的優勢

運用PLC技術可以使機床活動部分的地方非常準確，可以準確地定位活動的地點，并且此種活動不具有依賴性。兩種PLC系統各有所長，滿足了各種類型企業的發展需要，增加了企業經營管理的靈活性。

4 結束語

綜上所述，電氣自動化系統自采用PLC技術后，系統的繼電器邏輯得到了簡化，成本大幅度降低，同時，系統可靠性也得到了提高。總之，應用面廣闊、集多方面優勢于一身的PLC技術必將在電氣自動化系統中取得光明的發展前景。

參考文獻

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[2]徐麗春.基于項目教學法的《機電控制與PLC》教學模式[J].職教論壇，2012.20.

[3]趙化啟，等.電氣控制與可編程控制器[M].電子工業出版社，2009.

作者簡介：李祚懿（1983，6-），漢族，籍貫：河北省阜城縣，現住址：黑龍江省伊春市，職稱：助理工程師，研究方向：電氣工程。