PLC的控制原理分析及在電氣自動化控制中的應用

梅再歌+王銳

摘 要：PLC技術如今在電氣自動化控制中的應用越來越廣泛。它可以彌補傳統控制設備的缺陷，解決電氣自動化控制中出現的問題，從而大大提高設備運行的效率。本文簡單闡述了PLC的結構構成以及其控制原理，并全面介紹了其在電氣自動化控制中的實際應用。希望能夠為相關從業人員提供一些參考和建議，從而提高我國電氣自動化控制技術的水平。

關鍵詞：PLC；控制原理；電氣自動化控制；應用

在現代電氣行業飛速發展的形勢下，電氣自動化控制系統的作用越來越重要。PLC是一種運算操作的電子控制系統，它能夠實現內部的存儲以及按照人類生產生活的需要，通過對程序的運算和執行，從而實現自動化控制運行的目的。PCL技術作為電氣自動化控制技術中的一項重要技術，也發揮著越來越重要的作用。其程序簡單、操作容易，配套完整，抗干擾能力強，因此具有靈活性、便利性、適應性以及可靠性等特點。如今PLC技術已逐步被運用到生產生活的各個領域。

1 PLC的結構構成

PLC與我們日常生產生活所用到的電腦功能相似，都可以用于工業生產和工作中，其本質也都是可以用來編程控制的微機，因此，兩者在結構組成上也大同小異。PLC的結構組成分為以下五個部分：

（一）中央處理器，用來負責整個系統的正常運行以及邏輯運算，相當于PLC的大腦，還能進行數學的運算。

（二）存儲器，顧名思義是用來存儲PLC的各種信息，包括用戶程序、邏輯變量、監控程序等。

（三）接口電路。接口電路作為一種通道，通過將輸入與輸出連接起來，鍵盤與顯示器連接起來等等，來實現PLC與現場或外圍之間的通信與聯系。

（四）輸入/輸出電路。輸入電路不僅能隔離輸入信號，還能進行電平轉換。輸出設備通過對輸出結果的放大以及電平轉換，進而實現機器的運行。

（五）電源。電源是PLC能夠實現正常運行的動力，是不可缺少的一部分。

2 PLC的控制原理分析

PLC有別于其他微型計算機的一種獨特的運行方式，就是它具有掃描技術。PLC在運行過程中，通過循環往復的掃描來進行工作的執行。其運行過程分為三個環節，包括輸入采樣、用戶程序的執行以及輸出刷新。每完成三個環節一次為一個周期。在PLC運行過程中，掃描的速度不變。其中一個周期的計算方式為：：T= （讀入時間*輸入點數）+（運算速度*程序步數）+（輸出時間*輸出點數） +自診斷時間。

3 PLC在電氣自動化控制中的應用

（一）為數控技術提供支撐

隨著我國經濟的飛速發展以及工業規模的不斷擴大，工業技術水平也得到了空前的提高。數控技術是我們眾所周知而又耳熟能詳的一種技術，其之所以能夠發展到今天這種水平，不外乎是由于采用了PLC技術。數控技術的種類數不勝數，其中應用最為普遍的是點位型、直線型以及連續性。機械制造是工業生產中的重中之重，也是體現數據系統各功能的重點參照對象。在三種常用的數控技術中，基于點位型數控技術的靈活性以及全方位的轉換性，常將其用于空洞機床的加工中。由于加工的過程被固定在某一個特定的位置，而非在移動中進行的，這也是點位型數控技術的一項優勢，同時，其參照對象也不是加工軌跡。能夠從整體上實現系統控制功能的裝置，目前主要有兩種，一種是單板機式數控裝置，另一種是全功能型數控裝置。PLC在兩種數控裝置中都有應用體現。兩種裝置各具特色，對于兩者的選擇，要從其價格區間以及性能效用入手。全功能型數控裝置功能全面，能夠大量節省人力，但是由于價格較高，基于成本的預算，令許多企業望而嘆之。目前我國使用這種裝置的企業寥寥無幾。相反，單板機式數控裝置相對來說，價格要便宜好多。它能夠解決線路中出現的故障，包括硬件、接口以及驅動等方面。除此之外，還能夠調整機床以適應生產規定以及升級和改造機床。所以，單板機式數控裝置目前得到了企業之間的廣泛應用。

（二）在閉環控制中，PLC的應用

電氣自動化控制的方式有很多種，典型的幾種主要是自動現場控制、手動現場控制和手動控制機旁屏等。PLC通過利用轉速的測量，電液的執行以及電子調節等實現對調節器的控制，這是其在閉環控制過程中發揮關鍵性作用的體現。對于主用泵與備用泵的選擇，需要根據動力泵的運行時長進行分析。在實際操作中，PLC可以直接對時長進行分析，從而節約了大量的時間簡便快速。而手動控制機旁屏的方式，則需要通過借助現場開關的調節來實現時長的分析。目前，在現實應用中往往采取兩者相結合的方式進行，取長補短，從而提高閉環控制中的運行效率。

（三）優化順序控制，減少耗能

電氣自動化系統隨著運行時間的增加，其能耗量也會隨之增大，而優化系統中的順序能夠明顯改善這一狀況。為了降低耗能，提高效益，對系統中的順序控制進行優化將勢在必行。要想提高控制的順序性，首先要從主和開關量的控制入手。先優化繼電器的控制元件，再針對每個控制模塊進行優化處理，從而不但提高了控制的順序性和靈敏性，還實現模塊之間的獨立性，進而有效地避免了各個模塊之間的相互干擾。從而減少了因控制順序紊亂而降低運行效率的現象的發生。

（四）提高開關量控制的效率

通常情況下，電氣開關量自動化控制都是通過磁石繼電器來完成的。但是這種操作的模式往往操作點比較多且雜，不利于操作人員的記憶，而且系統接線繁雜，很容易出現疏漏，從而導致控制的可靠性很難保障，進而降低了整個運行的效率。如果能將PLC技術運用到這方面來，將能有效的改善這一問題。通過PLV技術與完善后的繼電器的結合，能夠有效地減少觸電發生故障的幾率，提高運行的效率。

（五）PLC實現了中央空調的智能化

傳統的繼電器需要工作人員進行大量的數據運算，在運算過程中要十分謹慎，一旦出現任何紕漏，后期維護工作將會難以進行。由于PLC系統具有便利性、靈活性的特點，我們可以將PLC技術應用到中央空調的運行系統中來。不但實現了中央空調的智能化，還能對其中的數據進行精確的分析和處理，從而大大減少了后期工作中故障的出現，節省了大量的人力物力。

（六）在交通中的應用

基于PLC系統的高效性、便利性、定時性、以及可靠性可以將其運用到日常交通中。可以較為復雜和特殊的路口設立PLC系統，利用其定時性的特點，將其運用到交通信號燈的控制上面，從而實現無人化管理。另外，由于我國道路車流量極大，導致收費站的工作量很大。并且傳統的收費站控制程序不夠先進，經常需要大量的人力物力進行維護。而將PLC系統應用到收費站控制程序中來，將會大大地減少這些問題的出現。PLC系統現在道路交通中的應用越來越廣泛，節省了大量的人力物力。也是其在交通系統中做出了卓越的貢獻。

4 結語

綜上所述，PLC技術在數控技術，優化閉環控制、順序控制，減少耗能，提高開關量控制的效率，中央空調的智能化以及交通領域中都有著廣泛的應用。它不但能夠優化生產結構，還能提高生產工作效率。由此可見，PLC在電氣自動化控制技術中的地位越來越重要。相關從業人員應該加強對PLC技術的研究，使其更先進化、科學化、簡便化，從而使其更普遍地應用到生產生活中去，提高人們的工作效率與生活水平。

參考文獻

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