PLC技術在電氣自動化控制中的應用

蔣龍飛

摘要：現代工業生產中，為了簡化勞動，為了不斷提高生產工藝，生產設備就必須不斷更新升級。為了滿足不斷升級更新的開發工作，盡可能地減少上一代繼電控制系統的更新和重新接線的工作，可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，簡稱PLC）便應時代要求被研制出來。由于大規模集成電路和微處理器更多的應用于PLC中，使之功能不斷增強，結合現有的計算機技術，自動控制技術，現代通訊技術等，極大的擴充了PLC技術在電氣設備自動化控制應用中的適用領域。提高PLC在自動化控制中應用的技術水平，不僅可以提高工業生產的生產效率，還能降低硬件組態的成本，提高電氣行業的市場競爭力。本文對PLC在現代電氣自動化控制系統中的應用方案及發展趨勢進行探討，希望對電氣自動化控制系統更深入研究提供一定的借鑒作用。

關鍵詞：PLC技術；電氣自動化；應用分析

中圖分類號：TM921.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）05-0029-02

伴隨著PLC技術在電氣自動化控制中越來越深入的應用，工業生產對PLC技術提升的需求就越迫切。 PLC技術的提升能有效的提升工業生產的效率，PLC技術已經成為電氣設備自動化控制中的主流方向。下面我們一起進一步探討下PLC技術在電氣自動化控制中有何種優勢，并展望下發展應用趨勢。

1 PLC技術簡介

可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，簡稱PLC），主要用于邏輯計算和計時、計數等順序控制，采用通用微處理器，實現可編寫程序的、專用于工業控制的新型工業自動控制設備。PLC主要由中央處理單元（CPU）、存儲器、輸入部件、輸出部件、電源等組成。如圖1所示。

PLC具有結構簡單、編程方便、可靠性高等優點。它不僅可代替傳統的繼電器控制系統，使硬件軟化，現代PLC還具有運算、通信和聯網等功能，所以可用于輸入和輸出點數較多、需要長距離通信、控制要求較復雜的新型工業場合。可編程序控制器是現代工業自動化控制裝置中應用最多的設備之一。

2 PLC技術在電氣自動化控制系統中的優勢與應用

2.1 PLC在控制系統中的優勢

以往的繼電器順序控制器，由于構成的繼電器的控制順序都是按預先規定好的，若要改變控制的順序，就必須更改大量的硬件接線。這就使在生產工藝需要更新的時候，在硬件改線上有很大的工作量。其連線多而復雜，體積大，一旦系統構成后，若想再改變或增加功能都很困難。另外繼電器觸點數目有限，每只一般只有4～8對觸點，因此如果要用于大范圍控制的話，缺點明顯，體積大、靈活性差、擴展性差。

相對來說，PLC的順序控制都由軟件控制，用計算機來編程，用面向控制過程、面向問題的“自然語言”進行編程，其控制邏輯以程序的方式存儲在內存中，如果要改變控制順序，只要更改程序即可，其連線少，體積小，每只軟繼電器的觸點數理論上無限制，因此靈活性和擴展性都很好，使得不熟悉計算機的人也能方便地使用。并且PLC控制較之繼電控制取消了大量的機械觸點，而且減少了大量的連線，所以提高了系統運行的可靠性，并使控制系統的可維護性大大提高。

2.2 PLC在控制系統中的應用

隨著PLC技術的不斷發展，它在各行各業中的使用越來越頻繁，功能也越來越強大，例如在電力工業中，用于電廠輸煤系統、鍋爐燃燒系統、廢水處理系統和變壓器監控系統等；在汽車工業中，用于自動焊接控制、裝配生產線等；在機械工業中，用于數控機床、機器人、自動倉庫控制等；在公共事業中，用于電梯控制、交通信號燈控制等。PLC在設備中的應用：

（1）順序控制：PLC可以按照工藝的需求控制輸入輸出點的先后順序，使各個執行機構在生產過程中有序、自動地進行其各自的操作。充分優化PLC程序，可以使系統動作運行更加緊湊有序，充分提升設備效率，效率的提升同時也提高了產能，并降低了設備的能耗，增加了企業的成本效益。

（2）開關量控制：PLC開關量控制可以簡單的實現很多在老的繼電邏輯控制中需要繁瑣接線的邏輯控制，比如 “互鎖”功能，兩個動作會產生干涉時，不可同時動作。PLC控制器的輸入輸出點理論上可以有無數個，這對設備系統的功能擴展提供了有力的支持。PLC的反應速度也是老的機械接口繼電邏輯控制器所無法比擬的，PLC的接口響應速度非常快，達到微秒級。

（3）過程控制：PLC通過模擬量模塊，可對溫度、流量、壓力等連續變化的值進行控制。并且能通過HMI進行可視化閉環管理，可實時監控各值的變化。現代PLC都具有此類閉環控制功能并已廣泛地用于各行各業。

（4）運動控制：PLC可通過伺服系統精確的控制直線運動或曲線運動，可廣泛用于現代精工業設備運動控制，如數控機床、化工設備、電梯控制等。

（5）多級控制網絡：PLC之間、PLC與上位機、PLC與其他智能控制設備之間可以通過不同的通信協議聯網通訊，實現遠程數據的交互處理和信息共享，遠程通訊可以克服現代大型機械遠距離的控制，并且可通過HMI實現遠距離監控。

3 PLC技術的發展趨勢

隨著PLC技術的不斷成熟，在行業內的不斷應用，為了提高生產效率，為了獲得更高的利潤，所以各大公司都會在運用PLC的基礎上，更加努力地開發新的產品。目前PLC主要側重兩個方向發展：（1）小型化方向發展：生產價格更低廉、更經濟可靠、更簡單易用，適用于小設備的智能控制系統。（2）大型化方向發展：功能不斷增強、應用范圍不斷擴大、性能不斷提高。編程語言的會越來越標準化，最后會規范到某種標準編程語言上來。強化網絡通信，實現分布式控制系統，最終會實現一臺電腦就可控制整個工廠的自動化控制系統。

4 結語

隨著技術的不斷提升，PLC技術在電氣自動化控制系統中的應用中優勢越來越明顯，PLC技術的實施可以簡化復雜的繼電器控制，提升系統的可靠性，穩定性，降低了成本，更能優化綜合管理結構，提升制造工業的綜合效益。所以，我們在應當在未來的實際使用中，不斷優化和持續改進PLC技術，充分發揮PLC在電器自動化控制系統中的優勢，持續提高我國的設備自動化能力。

參考文獻

[1]劉劍威.PLC技術在電氣設備自動化控制中的應用[J].無線互聯網科技，2012，（4）：22-25.

[2]廖常初.可編程序控制器應用技術.重慶：重慶大學出版社，1998.8-25.

[3]陳忠華.可編程控制器與工業自動化系統[M].北京：機械工業出版社，2006：1-15.