淺談PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的應用

徐駿

摘 要：PLC 技術應用在電氣自動化控制系統(tǒng)中具有其他技術所不可比擬的巨大優(yōu)勢，其憑借著操作簡化的顯著特點，對于運行中電氣自動化設備的安全性和可靠性都起到了明顯地提高作用。本文根據(jù)筆者工作實踐，對PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的應用進行了分析和探討。

關鍵詞：PLC技術；電氣工程；自動化；控制；應用

1 PLC技術的工作原理與特點

1.1 PLC技術的原理

PLC 簡單地說就是自動掃描用戶程序，其次序是自上而下。不僅是掃描梯形圖，也是要掃描電氣自動化設備中的各觸電回路，還要運用邏輯運算的能力來處理不同觸點所落實的控制線路。在系統(tǒng)RAM 存儲區(qū)域中，刷新邏輯線圈中的狀態(tài)要按照計算后獲取的成果來進行操作。當然，輸出線圈于I/O 映像區(qū)中所指定位置的狀態(tài)也要進行刷新。

1.2 PLC技術的功能特性

PLC 技術的主要優(yōu)點有下面幾點：應用方便，容易編程。選擇了直接簡明的梯形圖、邏輯圖與語句表等與之對應的編程語言，就算操作人員不懂得計算機方面的知識也能夠進行工作，而且系統(tǒng)開發(fā)速度很快、現(xiàn)場調試也十分方便。此外，在對系統(tǒng)程序進行修改處理時，可改變控制方案而不用拆卸硬件。具有優(yōu)秀的系統(tǒng)結構，PLC 系統(tǒng)一般使用開關進行控制，能夠和上位機形成比較復雜的系統(tǒng)，之后進行自動控制。系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性，能夠很好的用在各種工作環(huán)境里面，可以有效地面對極端的作業(yè)環(huán)境。

2 在電氣自動化控制中PLC技術的應用

2.1 在控制順序方面

PLC技術的應用在控制順序方面的應用，我們可以用火力發(fā)電廠的實例來進行說明。PLC 技術在火力發(fā)電廠中可以對爐渣和灰塵進行清理和處理。但是對于任何的自動化控制系統(tǒng)來說，其最基礎的底線就是不能破壞自身大家經(jīng)濟利益。如果相應的經(jīng)濟利益沒有辦法在自動控制系統(tǒng)中得到有效地發(fā)揮，那么就會導致極低的生產效率。因此，想要使得控制循序系統(tǒng)能夠正常地應用在生產中，就要合理地對自動系統(tǒng)的組合進行設計，并提出可行性的方案。

2.2 PLC技術在閉環(huán)控制中的應用

PLC 控制技術在自動控制系統(tǒng)中的應用比較廣泛，其可以更好地對相關的電力系統(tǒng)設備進行控制，滿足企業(yè)的生產所需。另外，PLC 控制技術在自動化閉環(huán)控制系統(tǒng)中不僅可以完善自身的系統(tǒng)能力，也可以提高系統(tǒng)本來的穩(wěn)定性和安全性。

2.3 PLC技術在開關量控制中的應用

在沒有應用PLC 技術之前，原始的對于開關量的控制主要是運用點磁性繼電器來進行。這種操作比較復雜，而且其穩(wěn)定性與可靠性都會受到外界因素的影響，使得運行效率較差。因受限于時代的發(fā)展，這也是最合適的一種辦法。但PLC 技術則不同，它依靠的是計算機技術，結合了繼電器和通信技術。達到了自動控制電氣設備的目標。有效地將PCL 技術應用在開關量的控制中，不僅將電氣設備的自動化控制進行了完善，而且也提高了其運行效果。對于整個自動化控制系統(tǒng)來說，斷路顯示器可以在結束設計之后對其進行集中控制，繼而不斷地完善存在于系統(tǒng)中元件的作用和功能缺陷。最終的目的，當然就是利用PLC 技術來綜合提高其使用效率。

2.4 在集中控制中PLC技術的應用

在集中控制與分散控制中，也可以應用PLC 技術。所謂集中式的控制方式，就是在一個統(tǒng)一的控制系統(tǒng)中，囊括了所有的電氣工程及其自動化控制設備。因此，實現(xiàn)集中控制的途徑，就是使得電氣控制的相互關系得到充分地利用。另外，PLC 技術也可以在幾種控制系統(tǒng)中對監(jiān)控系統(tǒng)進行加載。如此一來，監(jiān)控系統(tǒng)即使是在相同的環(huán)境下運用，也可以對控制因素根據(jù)實際情況來進行調節(jié)。

3 未來PLC技術的發(fā)展趨勢

隨著PLC 技術的發(fā)展，未來的電氣設備自動化水平不僅會越來越高，也會越來越成熟。電氣設備產品的功能也將不再單一，而是日趨完善。不僅在各行各業(yè)都有所涉獵，而且具有繁多的種類和齊全的規(guī)格。在電氣自動化行業(yè)的發(fā)展中，PLC 技術的發(fā)展在逐步深入。未來PLC 技術在電氣設備中的發(fā)展方向，將會是通訊工具的完整以及操作界面的便捷化和人性化。在大型工業(yè)電氣設備的未來發(fā)展中，自動化控制的核心技術也可以用編程控制器來決定。未來的社會必將是科技發(fā)展永不停歇的爆炸性的科技社會體，因此，想要不斷地提升電氣自動化設備的可靠性、機動性與安全性，就應該應用PLC 技術。另外，隨著網(wǎng)絡技術與智能技術的迅猛發(fā)展，在電氣設備中應用PLC技術不僅會使其自動化程度越來越高，也符合智能社會的發(fā)展需求。

4 應用實例

上文中論述的PLC 技術順序控制應用形式涉及了堆垛機PLC 控制系統(tǒng)，因此本文就該系統(tǒng)的設計實例展開了深入分析，希望由此能夠為相關業(yè)內人士帶來一定啟發(fā)，具體內容如下所示：（1）功能設計。考慮到堆垛機主要用于高層、高速、高密度自動貨物存取，PLC 技術在其中的應用應將目光集中在自動控制、位置檢測核定位、安全與保護、速度控制等方面，由此堆垛機的性能便能夠實現(xiàn)更好發(fā)揮，（2）硬件設計。在堆垛機PLC 控制系統(tǒng)的硬件設計中，這一設計需要考慮PLC 選型、PLC 輸入/ 輸出模塊的選擇、變頻器選擇、異步電動機的選擇、測速機的選擇，結合工作實際本文選擇了S7-300 系列PLC，這是由于該型號PLC 在浮點數(shù)和二進制數(shù)處理領域表現(xiàn)較為優(yōu)秀；PLC 輸入/ 輸出模塊則選擇了SM321 輸入模塊、SM323 輸入/ 輸出模塊、SM322 輸出模塊、SM331 輸出模塊，由此便能夠為S7-300 系列PLC 實現(xiàn)較好配合；堆垛機PLC 控制系統(tǒng)對變頻器的要求較低，只需要將變頻器直流側電壓上限設置850V 便能夠滿足設計要求；異步電動機和測速機則選擇了三項異步電動機空心杯轉子異步測速發(fā)電機，由此便能夠較好滿足設計需要。（3）軟件設計。堆垛機PLC 控制系統(tǒng)的軟件設計直接關系其功能實現(xiàn)，這一設計主要圍繞處理定位檢測、停車和處理調速、控制作業(yè)任務對應的具體順序邏輯、保護極限位置等內容展開，由此即可滿足設計需要。

5 結束語

在電氣自動化設備切換控制、調速器控制、閉環(huán)控制、開關量控制以及順序控制中，PLC 技術得到了廣泛的推廣與應用。在未來的社會進程中，其發(fā)展前景不可限量。

參考文獻：

[1] 程龍，張金生.淺談電氣自動化中PLC 的應用及發(fā)展前景探討[J].工程技術全文版，2017.

[2] 范建忠，劉愛琴，吳延偉.PLC 在電氣自動化中的應用現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J].科技資訊，2009（32）：84.

[3] 劉偉光.PLC在電氣自動化系統(tǒng)中的應用與發(fā)展[J].黑龍江科技信息，2011（19）：49.

[4] 陳海梅.PLC在電氣自動化中的應用現(xiàn)狀及發(fā)展前景概述[J].科技與生活，2011（3）：159.