電氣自動化控制中PLC應用問題分析與探討

【摘要】本文首先分析了PLC的含義。然后論述了PLC的主要特點，最后從順序控制、開關量邏輯控制及自動切換等五個方面分析PLC在電氣自動化控制的具體應用問題，提出了自己的一些看法，可供參考。

【關鍵詞】PLC；電氣自動化；應用

前言

電氣工程及其自動化專業是電氣信息領域的一門新興學科，但由于和人們的日常生活以及工業生產密切相關，發展非常迅速，現在也相對比較成熟。已經成為高新技術產業的重要組成部分，廣泛應用于工業、農業、國防等領域，在國民經濟中發揮著越來越重要的作用。

在電氣自動化控制中，PLC 是一項十分有前景的監控技術，它擁有材料消耗少，設置方便，維護人性化，改善工作環境及提高企業工作效率的特點。但是，隨著企業對電氣化控制技術的要求越來越高，PLC技術系統仍舊面臨著很多需要改進完善的地方，尤其是 PLC 電源制作方面需要加強深入研究。

一、電氣自動化控制中PLC的含義

PLC（Programmable Logic Controller），即可編程邏輯控制器，是一種數字運算操作系統，早期 PLC 主要代替繼電器實現邏輯控制，隨著科學技術的發展，這種微型計算機技術的工業控制裝置功能已經遠遠超出了邏輯控制范圍，它采用可以編制程序的存儲器，用以在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。其基本結構包括有電源、中央處理單元（CPU）、存儲器、輸入輸出接口電路、功能模塊及通信模塊六個部分。

二、電氣自動化控制中 PLC主要特點分析

1、實用性強。除了基本的邏輯控制能力外，現代 PLC的綜合加入了各種擴展單元、智能單元和特殊功能模塊使得其功能遠遠超過了早期的 PLC，同時，現代 PLC 可方便、靈活地組成不同規模和要求的控制系統，以適應各種工業控制的需要。尤其利用 PLC 的數據運算能力可以實現電氣設備中的數字化控制。

2、抗干擾能力強。一方面，PLC 應用了大規模的集成電路技術，在生產工藝上采用先進的抗干擾處理技術，如內部電源采取屏蔽、穩壓、保護；設置獨立的輸入 / 輸出接口電路電源等措施，從自身硬件上增強了其抗干擾能力及設備的可靠性。另一方面，通過正確選擇接地地點和完善接地系統，以及采用密封、防塵、抗震的外殼進行封裝，也可以起到良好的減少外界干擾的效果。通過以上措施使得 PLC 能在較為惡劣的環境中可靠的工作，并減少故障的發生率，提高了系統的可靠性。

3、應用方便。由于 PLC 是直接面向企業中設備裝置的控制，所以其設計的接口簡單容易，只需將現場的各種設備與 PLC 相應的 I/O 端相連接，寫入程序即可運行，而采用的編程語言也容易被工程技術人員理解，尤其是采用簡明易懂的圖形圖表，能形象化的表達系統中的各種設備設施。因此，具有系統開發周期短和現場調試容易的特點，與早期繼電器控制不同的是運用PLC 能夠做到在線修改程序，改變控制方案而無需進行繁瑣的機器設備拆卸，為用戶了解運行情況和查找故障提供了極大的方便，同時PLC 還具有強大的自檢功能，也為維修帶來了方便。

4、體積小、重量輕。小型的 PLC 其底部尺寸在 100mm 以下，重量低于150g。因此，容易將其裝入到機械中，以實現機電一體化。

三、電氣自動化控制中 PLC的應用分析

1、順序控制。順序控制系統中順序控制是指按照生產工藝預先規定的順序，在各個輸入信號的作用下，根據內部狀態和時間的順序，在生產過程中各個執行機構自動地有秩序地進行操作。采用 PLC 對整個生產過程進行控制，運行人員可以在控制室中實現對設備的監控，提高生產的穩定性及減少工作人員的工作量，最終起到提高企業生產效率的目的。如在火電廠的除渣、除灰及輸煤系統中就可應用順序控制，在輸煤系統中采用分層式的網絡結構，包括主站、遠程站及現場傳感器等。

2、開關量邏輯控制。PLC 本質上是將虛擬繼電器代替繼電器，而繼電器在控制斷路器時是存在一定的反應時間的，所以可能會帶來不能及時控制的后果，采用虛擬繼電器則幾乎不存在反應時間的問題，從而達到快速控制斷路器的目的。另外，虛擬繼電器的應用可以省去實際繼電器的接線、維修等工作，運行人員只有簡單的分合閘的操作，并且在工作系統發生故障時，PLC 可進行自動分閘的操作，同時給出相應的信號指示，既提高了其可靠性及效率，又改善了工作人云的工作環境。

3、自動切換。目前，為加強供電穩定性，而應用了備用電源自動投入裝置，但是在手動或自動供回電路的操作上往往存在幾秒的時間差，這種時間差對于普通用戶而言是可以接受的，而要求連續供電的用戶則是不允許的。因此，將備用電源自動投入裝置納入到 PLC 中，利用 PLC 可編程的特點，實現穩定連續的供電。其過程為：PLC 采集設備正常運行信號作為備用電源啟動或關閉的依據，通過數據處理及邏輯判斷之后，輸出指令，完成備用電源自投操作。PCL 不僅能實現快速自投功能，還能對系統運行情況進行監控。

4、集中式和分散式控制。集中和分散控制是PLC的兩種運行方式，所謂集中式是指電氣化控制系統中只有一臺功能強大的 PCL 監視系統，對控制系統中的多個設備進行控制，其優點主要在于相對單機控制成本更低，但若其中某一個控制對象出項問題，必須停止中央 PLC，其他控制對象也隨之停止。而分散式是每一個電氣自動化控制對像都有一臺相應的 PLC，各臺 PLC 之間有數據線連接，進行信號傳遞。該方式能是實現在某一控制對象不運行的情況下，其他控制對象仍舊運行，就電氣自動化而言此種控制方式更為適用。

5、模擬量與運動控制。實際生產過程中有很多的物理量要經過機電設備進行控制，如溫度、速度、流量、壓力等。通過數字量之間的D/A轉換或A/D轉換，可實現編程器對模擬量的識別處理，而采用專用運動控制模塊，則可實現控制對象的圓周運動、曲線或直線運動，達到任意改變運動軌跡的效果。

四、結語

PLC 在電氣自動化控制中的應用分析傳統電氣化控制中常通過各種電氣連接線進行連接，因此會產生很多的問題：維護工作量大、能耗大及控制質量不穩定等，而PLC 的應用能很好的解決其中的問題。本文首先對 PLC 的含義進行了解釋，然后論述了 PLC 的主要特點，最后從順序控制、開關量邏輯控制及自動切換等五個方面分析 PLC 在電氣自動化控制的應用情況。

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