PLC技術在自動化電氣控制中的應用探討

謝智英

摘 要：PLC技術的全稱為“可編程邏輯控制器”，是一種專門應用于工業環境的數字運算操作電子系統。PLC技術在自動化電器控制中的應用優勢體現在可靠性高、操作簡便、適應性強及鏈接便利等方面。本文從設計、安裝、運行和監控等方面簡述了PLC技術在自動化電氣控制中的應用。并結合應用案例簡要說明PLC的應用情況。為提升PLC技術在相關領域的應用成效，建議采取構建合理的應用技術標準、加強人才培養并持續進行適應性的技術開發等策略。

關鍵詞：PLC;電氣控制;自動化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.125

1 PLC技術的基本原理

PLC技術的全稱為“可編程邏輯控制器”，是一種專門應用于工業環境的數字運算操作電子系統。PLC技術通過在儲存器內部進行編程運算，實現以順序、數量、時間等要素指令對機械設備的控制，從而起到優化工業生產過程的目的。PLC技術的出現得益于上世紀70年代通用汽車等工業制造企業對生產線控制系統的升級要求。在經歷近50年的發展后，PLC設備向小型化、智能化的方向不斷演進。現代PLC的基本結構與微型計算機較為相似。可以將PLC技術分為輸入、程序執行和輸出三個基本工作步驟。由按鈕、開關等輸入設備將信號傳輸到CPU，再從ROM/RAM中提取預先編寫的程序進行信息處理。經過CPU的運算后，經由輸出接口將指令傳遞到接觸器等輸出設備中，從而實現對工業設備的自動控制。

2 PLC技術的應用優勢

PLC技術在自動化電器控制中的應用優勢體現在諸多方面。第一，可靠性高。隨著PLC的廣泛應用，控制器可以實現長期穩定運行并具有診斷和保護功能，增強了自動化控制系統的穩定性和安全性。第二，操作簡便。目前常見的PLC控制器采取更加簡便易懂的控制指令，操作人員可以根據需求快速調整。并且無需專業的編程知識，對人員能力的較低要求使其得以廣泛應用。第三，適應性強。PLC技術以功能模塊為基礎構建，為用戶帶來了多樣化的組合方式，通過合理構建功能模塊可以將PLC應用于各種系統中。第四，鏈接便利。PLC技術可以根據現場信號即器件的狀況，選擇相適應的模板實現輸入、輸出的快速連接。無需單獨設置機房，對干擾的屏蔽要求也較低。從而顯著提升了其應用的便利性，也是PLC最突出的應用優勢之一。第五，隨著信息技術的不斷發展，PLC可以根據用戶需求選擇更高的配置，在運行速度上具備絕對優勢，成為部分項目的必然選擇。

3 PLC技術在自動化電氣控制中的應用

3.1 設計與安裝

PLC控制中的應用要點在于對控制系統的設計。在設計實施前，需要對任務執行環境進行深入調查，內部包括運行周期、驅動方式、監控對象、聯網需求等。根據調查結果合理設定總體方案，并確定硬件構成要素。

然后，進行應用程序設計。當系統較為復雜時，一般可以按照流程或功能進行條狀或塊狀分割。將總系統轉化為多個字系統并根據任務分別進行程序編寫并合理連接。在程序編寫完成后進行調試并安裝保護設施。設施安裝應當按照繪制主回路電路圖、敷線裝機、檢測環境的步驟逐一進行。

3.2 運行與監控

PLC應用于自動化電氣可以更加便捷的實現監控和開關控制等活動。PLC在自動化電器中進行順序控制無需傳統的開關。將開關狀態及其控制邏輯以儲存值的形式置于控制器內。當需要改變順序邏輯時，可以通過外接的程序輸入設備進行程序改寫，即可實現順序的改變。以清除鍋爐灰渣為例，將現場的傳感輸入數據經由主站層接入PLC控制器后，可以根據SO2的排放量實時檢查確定石灰石脫硫的循環狀況。由遠程控制人員結合鍋爐的設計參與和運行數據，對PLC進行程序改寫和控制，從而完成清渣工作。

3.3 應用案例

PLC在工業生產中的應用非常廣泛，本文以機床電氣和物流倉儲為例，簡要說明PLC的應用情況。現代機床加工對靈活性有更高的要求，PLC由于反應時間短的優勢，為快速機床的生產作業提供了必要支持。同時，PLC技術可以對機床的液壓、電氣構件運行情況進行監控，當發現問題時及時報警，從而避免了加工質量降低帶來的不必要損耗。PLC的抗干擾特性也適合于機床加工的復雜作業環境，較長的使用壽命降低了停機檢測的時間，有效提升了企業的生產效率。在物流倉儲領域，自動化發展使PLC技術得以廣泛應用。自動化倉儲要求以較少的人工實現貨物的快速出入庫，垂直、橫移等多種運動形式的倉庫均需要閉環控制系統。運用PLC后，運行系統可以長期處于穩定運行狀態，避免單一環節的問題影響整體效率。同時，也可以對堆垛機等輔助設備進行遠程自動化控制。通過改寫程序快速轉化系統運行方式，有效提升了管理能力，以適應物流鏈中貨物品類、供給速度的變化。

4 提升PLC技術在自動化電氣控制中應用成效的策略

為提升自動化電氣控制效果，應當在對PLC應用中構建合理的應用技術標準、加強人才培養并持續進行適應性的技術開發。隨著自動化電氣相關應用行業對PLC的不斷應用，可以在各自領域分別構建涉及產品質量、系統設計、運行檢測等多方面的技術標準。以共識性的標準規范為PLC技術的應用提供良好的發展環境。相關企業應當組織應用人員深入學習PLC技術的應用原理，并逐步掌握計算機硬件、程序編寫等技能。以促進PLC的應用成效。各類院校可以在電氣自動化專業中引入或拓展PLC技術教育，為社會提供更加充裕的專業人才。

5 結束語

綜上所述，PLC技術是信息技術發展的具體產物，在自動化電氣控制中具有廣泛的應用優勢。對PLC技術的應用應當采取科學的設計方法，注重安裝環境的質量，使其發揮在電氣控制中的監控和條件作用。PLC技術的發展需要應用行業企業及社會的共同努力，不斷以技術變革提升生產力，促進社會經濟的持續發展。

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