基于PLC技術的電氣自動化分析

卜樹云

摘 要：隨著現代化技術的進步，基于PLC技術已經被廣泛應用到我們生活的各個領域，且獲得了業界的一致認可。相較于以往采用單片機等其它形式的自動化控制裝置，基于PLC的電子自動化裝置具有更加明顯的優勢，其支持利用計算機技術以及通訊設備實現對整個操作的遠程以及自動化控制。在系統的穩定性以及可靠性方面均具有傳統控制裝置所無法比擬的優勢。本文簡要對PLC在電氣裝置中的自動化應用進行分析。

關鍵詞：電子自動化；控制設備；PLC

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）04-0032-02

在工業生產領域，PLC對于保證可靠安全的生產活動、提高生產效率具有重要意義。同時基于PLC電氣自動化的控制，可以進一步提升企業在市場的競爭力。與傳統的電氣控制程序不同，基于PLC的電氣自動化控制技術，其主要利用可編程軟件來替代繼電器以及單片機等傳統形式的控制設備，在整體的運行穩定性以及抗干擾性方面具有很大的優勢，對提高企業的生產效率也具有重要意義。

1 PLC工作原理

PLC技術即可編程控制程序控制器技術，是現代計算機技術的重要組成部分，其開發原理是基于傳統形式的繼電器控制原理基礎上進行優化而來的，在工業生產領域，以往大都采用繼電器等形式來進行生產，這種控制方式往往需要大量的控制設備以及連接線，在可靠性以及維護方面需要消耗資源，且其安裝調試也相當繁瑣。而基于PLC技術的電氣自動化應用可以很好的解決該問題，系統維護方便且安裝相對簡單許多。PLC主要分為三個部分及采樣輸入端口、程序執行系統以及系統輸出端口。在產品的采樣輸入階段中，設備可以以外界個匯總形式的傳感器等方法完成對相關數據信息的讀取，并將其此類數據映射到設備的I/O端口。PLC的輸入端，通常采用脈沖信號，其優點在于可以最大可能的保證接受到的消耗的可靠性。在程序的核心執行模塊，在得出結果之后將結果映射到設備的I/O端口，并最終將處理操作下派到相關執行元件。

2 基于PLC技術的自動化分析

2.1 系統構成

主機模塊作為PLC系統的核心部分，其主要用于對運行指令的記憶以及邏輯運算和判斷等基本工作內容。設備自帶的I/O模塊，則主要用于采集來自外部傳感器等設備采集到的數字信號，以及設備的操作指令的下達。主機主要通過該模塊判斷外部信號的形式，即來自外部的信號是輸入信號還是其它干擾信號等。常見的外部輸入信號傳感器有按鈕開關、各種壓力、光感傳感器等。當I/O模塊作為設備的輸出模塊時，主要有PLC自動化電氣控制系統進行控制，由于系統智能提供自身微弱的運行電力，因此系統不對外進行供電。PLC內部是一系列的開關節點，需要外部電源進行供電，以實現對外接執行元器件的控制。系統自帶的程序編輯模塊，其操作形式與電腦編程類似。主要有電腦的操作指令鍵以及數字鍵等進行程序的編輯，為設備的自動化控制奠定基礎。最后，隨著PLC在多個領域的廣泛應用，面對不同的應用環境需要不同的處理方式，因此其需要配備一定的輔助設備，比如電腦的連接線、USB等。

2.2 技術應用分析

隨著PLC技術的高速發展，其廣泛應用于各個領域。其中在工業化自動控制領域應用最為突出。基于PLC的應用使得這些工業設備可以更加安全、可靠的運行。在電力系統中，電力生產的許多過程都需要用到電氣自動化控制。比如煤炭運輸、水處理以及除塵、處渣等方面。隨著國家對于環保以及降低資源損耗的管控力度越來越大，這就需要各個發電廠配備專業的自動化控制系統，以實現自動化控制水平的提高，從而減少不必要的資源浪費現象。目前，大多數的電力發電廠已經配備了專業PLC自動化控制系統，其不僅可以實現單獨的工藝流程控制，同時還可以實現對復雜工藝流程的綜合管控。此外其豐富的外界接口，使其支持通過通信總線對整個企業的生產進行協調控制和監督。電力生產中的煤運輸系統影響著整個電廠的發電效率以及質量，它主要包含以下幾個部分：主站層、系統采集傳感器和遠程的IO站點。主站層通常被安排在電廠的總監控室內，其主要通過遠程控制設備以及其它通訊網絡實現對遠程控制效果。設備的遠程IO接口則用于對二次控制電纜連接。在系統的控制室內，相關運維人員可以通過顯示器對設備現場的運行情況以及各項數據指標進行監控。而對于開關量的控制則主要采用程序控制的形式來對實物進行操作，這樣的工作形式大大提高了系統運行控制的可靠性，其次基于PLC技術的運維系統，大大優化了系統的二次接線系統基于輔助設備的數量，將所有的控制進行整合，一定程度上降低了后期對設備的維護成本，大大提高了工作效率。

在數控系統中，傳統的數控機床的控制主要采用繼電器配合相關接觸傳感器的形式來進行自動化的生產。但傳統形式的機床控制往往存在諸多的不穩定性安全隱患。比如連接線的接觸不良、線路老化以及電弧等都會給生產人員的安全生產隱患。此外，這種基于傳統形式的電子自動化控制在后期的維修以及維護上，需要投入大量的人力以及時間，對于企業而言，長時間的停工檢修無疑是最致命的打擊，影響企業生產效率的同時也給企業在市場的競爭力上帶來了麻煩。采用PLC技術對機床的自動化控制部分進行改造，切實有效的實現對外接信號的采集與控制的同時，降低了系統的耗能以及后期設備的檢修與維護成本。傳統的繼電器控制，往往受限于復雜環境的影響，經常出現誤操作等情況，而基于PLC數字邏輯的控制方式，大大提高了系統的可靠性，應對復雜的工業生產環境具備了很好的適應性。此外，在數控系統中存在許多品類的控制類型，比如點位控制以及直線控制等。基于PLC的模塊化設計，完全可以勝任系統的點位控制，此外還大大簡化了機床的機械機構以及自身復雜龐大的線路系統，克服了高故障、高能耗以及壽命低的不足，切實提高了數控機床的運行效率。

空調已經成為千家萬戶的必備家用電器，制冷系統使其最為重要的組成部分。隨著PLC技術的引入，目前對于其控制方式主要采用繼電器、數字與PLC相配合的制冷系統。早前的空調制冷系統通常采用繼電器來進行控制，這樣的控制形式非常容易造成系統的故障，且系統的設計結構也相當復雜，系統的能耗問題一直降不下來。隨著國家對節能減排的大力號召此種傳統形式的制冷系統已經逐漸被淘汰，基于PLC技術的自動化智能制冷系統控制，無疑在這方面具備了絕對優勢。高度集中的PLC技術大大簡化了系統的用料，節省了空調的制造成本，此外，PLC較小的體積也為空調提供了更多的設計空間，大大減少了空調的體積，使其更加易于安裝。此外，基于PLC技術的控制系統具有非常強的抗干擾能力，精準的數字信號可以對空調的條紋范圍實現精細化控制。且基于PLC的設備維修也相比比較方便，維修人員只需要對簡單的幾個零部件進行測試即可確定設備的故障所在，對于由于PLC造成的設備故障，只需更換相應的PLC即可保證該空調的正常工作。介于PLC超強的性能以及極其方便的維護使得其在越來越多的領域被廣泛應用，尤其是基于現代化新型的網絡機構，其優勢得到了業界的普遍肯定。

3 結語

隨著社會的高速發展，人們的生活進度、企業使生產效率等都有了前所未有的提高。面對巨大挑戰，傳統形式的繼電器控制系統已經不能完全勝任。在充分認識到社會生產這一不足的情況下，基于PLC技術的電氣自動化控制很好的彌補了這一問題。其具有穩定的可靠性，可以面對各種復雜的運行環境而不受干擾，豐富的接口為其提供了強大的系統控制能力。系統的程序核心模塊，可以通過配備的外接接口實現對多個系統的同時在線控制。此外，PLC自帶的編程系統，采用界面直觀的梯形圖編程語言，編程人員可以更加直觀的面對圖形進行程序的設計開發，而不用再去面對枯燥的匯編、c語言等高級語言。簡單的程序編程形式，撇去了對初學者很高的設計門檻，使得其在未來可以被更多的人員所學習應用。隨著PLC技術的不斷發展，未來，基于PLC技術的應用必將充斥著人們生活的方方面面，為人們提供更加安全、可靠的生活方式，為企業穩定生產，帶來更大的經濟效益提供強有力的保障。

參考文獻

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