論PLC在電氣自動化控制中的應用

周曉旭，王增強，劉鳳國

（渤海石油裝備(天津)新世紀機械制造有限公司，天津 300280）

PLC技術又稱可編程邏輯控制器，以微處理器為計算中心，將自動控制功能模塊和定時計數功能結合為一體，在自動化行業工程控制系統的實際使用過程中，具有操作容易、穩定性強的特點。PLC技術更進一步的深入開發對在電氣自動化行業的發展奠定了技術基礎，也為相關的工程項目提供了必要的技術支持，大大降低了工程成本和風險。

1 PLC技術的工作原理

PLC技術主要由數據采集、數據計算和輸出3大部分組成。首先根據PLC系統編輯好的程序進行規范化的數據采集，將電子元器件獲取到的數據統一存儲在系統內部，再進行掃描和讀取，將采集到的數據轉化后自動進入主體程序的數據計算程序。在計算過程中，PLC系統的主要運行方式是順序控制，即由上至下地來對整體進行掃描，在掃描過程中遇到不規則圖形會由左至右進行掃描和運算，根據微處理器計算得出的數據會修改電路參數，通過模擬數字輸出的方式，達到改變電氣設備的控制參數的目的，實現電氣自動化控制。

2 PLC技術在電氣自動化控制應用中的優勢

（1）PLC系統體積更小，集成化程度高。PLC系統基于微電子技術開發，具有高度集成和體積較小的優點，適用于小體積控制系統機械，實現了對機械設備的自動化控制。

（2）操作容易。PLC系統編程設計簡單，功能卻非常豐富，可以滿足不同行業的各類需求，靈活應用于各種電氣自動化控制中。PLC系統編程語言簡單清晰，程序開發人員可以直接閱讀修改控制方案，不用重新進行整套系統的開發，并且具有自動分析錯誤功能，在系統出現問題時排查更加方便，無需對整個系統進行排查，大大降低了維護成本和時間。

（3）使用范圍廣。PLC系統廣泛安裝各種模塊的智能化單元，根據不同的使用環境與要求，選擇性安裝相關模塊以實現功能需求，從而可以靈活地完成不同技術要求的自動控制任務。

（4）穩定性高。PLC系統在生產過程中采用高度集成電路設計，同時配備電源保護、穩壓和抗干擾等設計，在軟件中設計有相關的濾波程序，封裝具有密封和防震設計，在一定程度上大大增強了穩定性。

（5）應用簡單，實用性強。PLC技術在控制電路中極大地方便了操作人員輸入接口，相比傳統的電氣控制系統容易安裝和操作，同時將傳統的電氣控制轉變為PLC自動化技術控制，不需要太多的修改過程，只需要了解基本的控制方法和指令，就能夠快速掌握其應用操作和功能，使用簡便，在工業系統中應用廣泛，并不斷朝著其他行業滲透，在實際應用中實用性非常高。

（6）后期維護和修改比較方便。PLC系統采用較為先進的存儲邏輯控制技術，相對于傳統的電氣控制中的接線控制技術有更多的優勢和特點，一定程度上壓縮了使用空間，減少了外在設備的接線入口，起到控制成本的作用，同時節約了自動化控制運行的時間，方便后期維護工作。PLC系統編寫程序具有較大的靈活性，可以根據實際操作重新編寫，過程簡便。多數工業系統都選擇PLC進行系統控制，PLC對系統的適應性能力較強，可以在各種環境下保持正常的工作情況，PLC的維修相對于傳統的控制機械而言有很大的優勢，在發生故障時會有相應的指示燈閃爍，方便維修人員進行局部維修，減少了故障查找時間，可以保障設備很快恢復正常。

3 PLC系統在電氣自動化控制中的實際應用

（1）順序控制。在電氣自動化控制發展過程中，PLC系統逐漸代替傳統繼電控制系統，提高了能源的利用率，減少了能源的損耗，實現了大多數企業在轉型PLC系統，實現自動控制和有效協調的目的。

（2）開關量控制。傳統的電氣控制系統主要使用電磁式繼電器，其使用的許多電子元件焊接點非常多，穩定性遠不如現在使用的電子系統，存在一定的隱患，大量的電子元器件在出現問題時，相關技術維修人員難以在短時間內找出問題，完成修復。PLC系統由于其設計界面模塊化，程序設計簡潔明了，有效避免這一問題。

（3）數控系統。在電氣自動化控制行業中，根據控制方式不同，可以將控制系統分為連續控制系統、執行控制系統、點位控制系統，點位控制系統又分為單片機控制和全功能控制，單片機控制方案開發難度極高，易造成資源的浪費，應用PLC系統可以有效避免這一問題，同時提高數控系統控制的穩定性。

（4）閉環控制。閉環控制是通過PLC系統中的順序模塊運行時間進行主設備的選擇，根據運行時間的長短自動決定設備的啟動和關閉，是電力自動化控制系統中的主要控制方式，還可以與常規控制系統相配合，常規控制系統作為PLC系統的補充，在PLC系統故障時保證設備繼續工作，提高系統的穩定性。

（5）模擬控制量度。實際的電氣控制工程中，傳統的繼電器設備無法準確記錄各種數據，也無法實時計算，并且大部分數據不是一成不變，它會隨著環境的變化而變化。PLC系統在實際操作中程序運行可以將數據單位轉化成有效的數據，最終實現數據實時監測。

（6）集中控制。PLC系統中央控制器中使用較為傳統的檢測系統，可以將多臺設備機器集中納入監測范圍，進行實時自動監控，中央控制系統可以對所有設備運行狀態進行統一設置，建立實時監控體系，價格低廉，使用方便，但是一方面存在問題，控制系統便會集體停止工作，導致其他設備也停止工作，影響整體控制的穩定性。

（7）分散控制。PLC控制系統中可以進行分散控制，每一臺機器設備都使用PLC技術對相應部位進行單獨控制，不受其它設備影響，避免了整體系統癱瘓的問題。在電氣自動化控制過程中一般應用于流水線生產控制，避免影響生產效率，在一定程度上必然會增加成本的投入。

（8）運動控制。在PLC系統實際工作中可以控制多種運動的狀態，比如直線運動、圓周運動，PLC系統運用于電梯、機床、機械設備控制系統中，適用于多種物理運動形態和環境。在運動控制狀態中，PLC技術采用的方式是對專門的運動模塊進行控制，配置相應的程序指令，將傳感器與功能執行進行自動化的基礎設置。

（9）數據處理。PLC自動化技術可以對設備內的數據進行有效處理，滿足數據運營功能，其中包括對數據進行轉換運算和統計的能力，同時還要對數據進行必要的管理分析，并作出相應的記錄，在編輯控制程序時作出相應的調整，可以準確執行相關的正確指令。

PLC系統在中央空調冷卻系統中的運行，可以極大提高系統的智能化程度，提升抗干擾能力，使得運行更加穩定，方便維修、PLC系統也可以應用于交通系統中的信號燈，因其具有極強的環境適應性和豐富的內部定時控制系統，實現了交通信號燈的無人化管理和精準控制，網絡通訊功能可以實現對交通信號燈的統一調度，實現根據實際情況調整信號燈的時間，便于交通管理。促進PLC技術在工業和生產生活中的廣泛應用，提高PLC技術應用水平，創新技術，加快開發，提升實用性，是PLC技術的發展方向。

4 結語

我國工業化發展水平不斷提高，PLC自動化控制技術在技術發展中也具有了集成化和智能化的特點，有效結合智能軟件設計，更加易于操作和開發修改，對于各類需求都能得到滿足，有效改善了工業系統自動化控制難題，實現了企業效益最大化以及能源的可持續發展，為我國相關行業的發展奠定了良好基礎。