電氣自動化中的PLC技術應用探討

王奔漢

（中車長江車輛有限公司 湖北武漢 430000）

1 引言

信息技術革命對于工業、商業等社會發展的各個領域都產生了很深刻的影響，在電氣自動化行業，了解并應用PLC技術無疑是實現電氣自動化功能的關鍵條件。目前電氣化工程發展的主要方向是信息化、自動化、智能化，而PLC控制技術是一種專門為工業生產而研發的電子操作系統，同時具有信息化、智能化、自動化三個特性，有助于完成電氣自動化的功能。

2 PLC技術概述

PLC又叫可編程控制器件，是一種可以用于編程的存儲器件，以數字的方式對生產過程或者各種設備進行控制（如圖1）。即用戶發出指令，通過系統控制處理工作，然后根據PLC技術中的CPU順序處理從各個輸入點掃描過來的數據，最后將相對應的控制信號傳遞到各個輸出點。PLC技術作為計算機技術的一部分，是一種基于微小處理器，同時結合了互聯網和現代通訊技術、智能控制技術的工業控制裝置。相比較傳統的技術，PLC更加簡潔，在工作過程中是以程序的形式在內部進行存儲，若在工作中需改變控制程序，直接在存儲器中修改成需要的控制程序即可。

3 PLC技術特點

（1）安全性較好。PLC技術在現實生產中的普遍應用為大規模使用集成電路，使得可靠性高。以中車長江車輛有限公司為例，其生產車間以PLC技術為主，PLC硬件具有自動監測功能，在發現故障后能夠及時報警，一定程度上減少了車間的故障現象，相比較冗余的CPU處理系統，大大提高了生產效率。同時PLC技術在研發之初就已經充分考慮了防干擾因素，因此PLC在電氣自動化上的應用能夠減輕外界干擾對電氣控制過程中的影響。

圖1 PLC控制器

（2）編程操作簡單。PLC的編程語言采用梯形圖，作為一種工業生產的計算機來講，其編程操作相對簡單，即使是非本專業的工作人員也可以操作。再者其編程環境也很簡單，用戶可以在本地計算機上完成編程操作，然后通過標準接口發送到PLC上。

（3）維修簡單。一方面PLC使系統硬件和軟件后期維護簡單化，減少了不必要的后期維修工作，另一方面PLC控制器所用的存儲邏輯大大減少了該裝置的接線數量，建設時期縮短，設計難度也降低。同時PLC實現了在線編程，這種生產方式的改變使得其多適用于品種多樣、批發數量少的工業生產。

（4）性價比高。PLC使用效果好體現在功能齊全與成本較低兩方面。PLC的產品功能能夠很大程度上滿足工業生產的各種需求，其數字運算和邏輯處理在自動控制領域上得到普遍應用。而且由于小型PLC的尺寸非常小，在能耗方面顯得比較低。

4 PLC在電氣自動化中的應用

近年來隨著工業的發展，對于工業技術的要求也越來越高，很多傳統的工業生產環節也開始采用以PLC技術為主的工業裝置來替代，并且取得了良好的經濟效益，比如中車長江車輛有限公司，傳統的電氣自動化控制設備已經不滿足其發展水平，而PLC技術在該公司的電氣自動化控制上主要表現在三個方面：

4.1 電氣開關自動化控制上的PLC技術應用

中車長江車輛有限公司的傳統電氣主要是通過電磁繼電器來實現開關的自動化控制的，對于傳統電氣自動化控制，存在很多接觸點，控制開關的接線多而復雜，交錯在一起，經常會導致電氣自動化控制系統的開關控制受到很多外來因素的影響，系統的穩定性和安全可靠性將面臨很大的挑戰，整個系統的運行效率也因此受到很大的影響。而PLC技術的應用，以計算機系統為媒介，將繼電器與通訊技術聯系在一起，達到電氣自動化控制的要求。因此，不僅要利用PLC技術對傳統電氣自動化控制進行不斷完善，還要把自動化控制系統中的相關設備進行改進或者替換，比如繼電器，同時，對于出觸點故障的發生率也要嚴格控制在一定范圍內。對于如何積極應用PLC技術來說，有很多方法，比如在運輸控制系統上，四個帶式運輸機應該使用兩臺電壓和功率分別為660V和160kW的電動機，在開關啟動過程中，先啟動第四臺，然后按照相應的次序啟動機組，最后等整個運輸結束后，利用控制開關從前至后關停設備，這樣的做法能夠一定程度上提高整個機組的工作效率。

4.2 電氣順序自動化控制上的PLC技術應用

電氣自動化控制系統在運行過程中會隨著運行時間的延長而增加能源消耗，對于追求效益最大化的企業來講是很大的損失，而積極應用PLC技術能夠控制電氣設備運轉順序，從而降低能耗，減少成本。電氣順序自動化控制是指在控制系統中，各種生產工藝都有相應的順序，PLC技術的介入使得在各種信號輸入后，考慮系統內部運行狀態和時間順序等條件，保證整個系統有序的進行各種操控，自動控制主站和開關。利用PLC技術既能不斷優化傳統繼電器調控下的順序性、靈活性，又能實現單獨對電氣自動化控制這一模塊的控制，避免在生產中因系統順序紊亂而導致產品質量不過關的故障，能夠很大程度上提高生產的效率。其中，在遠程IQ站和主站之間的控制過程中，如果是人機接口，那么PLC技術可以影響現場傳感器的網絡結構，優化控制站點，加上電氣自動化設備順序控制系統的優勢，提升電氣自動化控制的效率。

4.3 電氣閉環自動化控制上的PLC技術應用

PLC技術可以對設備運行狀態實時監控，根據采集到的具體數據來控制輸出。如泵機的自動啟動，若PLC技術檢測到泵機的實際運行狀態良好，那么便會開啟泵機開關。PLC技術本身就具有極好的性能，可以應用到多種設備的控制上，能夠根據設備的最佳狀態實行有效控制，提高閉環系統的穩定性與安全性，并不斷改造和完善系統功能。

在閉環系統的自動化控制上，我們可以以在火力發電廠上的應用為例，來增強理解。火力發電廠泵啟動方式可分為自動啟動、現場控制箱啟動和手動啟動三種。從自動啟泵來看，PLC是通過控制內部的順控模塊來控制水泵的啟動，計算泵運行時間來選取主次備用泵；從手動起泵來看，先是開閉現場開關，然后操作人員人工計算泵運行時長確定主次泵的啟停。總的來說，在對泵的控制上，是以PLC控制技術和常規控制兩種方式為主，而且我們可以看出，PLC控制技術占據著主要地位，常規控制一般服從于PLC，如果PLC控制技術發生問題不能及時進行控制，常規控制的存在也能保證系統的正常運行，避免出現不必要的故障，促進電力事業的穩定發展。

5 PLC技術發展前景

以近年來PLC技術的發展趨勢來看，該技術廣泛應用于電氣化自動控制領域，并且為企業帶來足夠大的經濟效益。對于中車長江車輛有限公司來講，PLC技術的應用，使得該公司車間生產效率得到了很大的提高，也節省了一定的人力、財力、物力成本。但是PLC技術仍存在一些尚不完善的地方，面對快速發展的市場環境，PLC的生產條件逐漸變差，在生產過程中常常受到別的因素的影響，導致生產出來的產品難以滿足市面上的要求。為此應該創造一個合適的生產環境，改善現有的惡劣條件，提高車間的生產效率。隨著社會的進步和科學技術的不斷發展，現有的市場經濟條件下已然為PLC技術的發展創造了一個機會，不僅是對于中車長江車輛有限公司，更是對整個電氣自動化控制領域，都要抓住這個機遇。相信在未來的電氣設備自動化控制方面會發展的越來越好，不斷向人工智能化發展。

6 結束語

綜上所述，PLC技術相比較于傳統電氣自動化控制模式來講，具有安全性更高、性能更好、操作更加簡單、維修更簡單的特點，在電氣自動化領域也被越來越多的部門采用，盡管仍然存在不足之處，但給企業所帶來的經濟效益是毋庸置疑的。如今PLC技術逐漸成為電氣自動化系統中應用最為廣泛且最為重要的控制技術之一，也在慢慢取代傳統電氣自動化控制模式，我們也應該在經濟發展的大背景下不斷改進和完善PLC技術，使其順應工業發展的趨勢，生產出更符合消費者需求的產品，在未來PLC技術的功能及其對生產環境的適應能力也將越來越強大。

[1]朱周春.電氣設備自動化控制中的PLC技術的應用探討[J].數字技術與應用，2016（09）：17.

[2]劉馭舟.PLC技術在電氣自動化中的應用現狀及發展探討[J].建筑工程技術與設計，2016（08）.

[3]袁文選，張萬山.關于電氣自動化控制中的PLC技術應用的探討[J].建筑工程技術與設計，2017（09）.