基于PLC的工廠電氣自動化控制研究

摘 要：自工業時代以來，自動控制技術已經成為社會發展中必不可少的一環，其中可編程控制器也就是PLC技術逐步在各項領域中發揮出自身優勢。PLC的運行機理本質上類似于計算機設備，均是基于系統程序的控制，借助構建完成的應用程序來實現目標任務。但從實際來看，兩者在工作模式上仍有所差異。PLC首先需要根據最終的任務目標來編制特定程序，將其輸入設備后構成專用機器，其內部在完成任務管理和操作實現等方面均是通過循環掃描的形式來進行。本文就基于當前PLC技術的發展情況，簡要論述PLC具有的易操作性、高實用性等優勢，從實際的工業生產中來分析PLC的控制步驟，最后針對實際生產中出現的問題進行探究，并給出相應的解決方案。

關鍵詞：PLC;自動化;電器控制;應用

截止目前來看，科學技術的不斷突破已經推動自動控制領域日趨完善，PLC也在工控領域中發揮出重要作用，同時也在逐步融入到社會生活之總。由此可見，隨著自動控制領域的進一步發展，原有的電氣設備難以滿足更高精度的控制要求，所以PLC設備將會在工業時代中展示出更多的優勢。

1 PLC自動化電器控制的優點及運行

從PLC的本質來看，其設備的硬件組成類似于傳統的微型計算機裝置，主要應用于工業生產之中。主要由核心的處理器、數據存儲設備、信號的輸入輸出模塊以及電源等構成。

1.1 介紹一下PLC自動化電器控制系統的特點

1.1.1操作簡單，有很強的實用性

PLC設備的程序編寫同繼電器控制電路圖有一定的類似，其接口能夠更加有效的識別并簡便操作流程。對設備的操作人員來說，便于理解操作流程，能夠在較短時間內掌握PLC的控制方式，僅需要了解PLC的運行原理即可完成操作，這就是PLC可以在工業領域中占有重要地位的核心因素之一。

1.1.2維護和改進十分簡單

PLC技術中采用更為先進的存儲邏輯控制，優化了裝置的外部走線，不僅可以提高空間利用率，還有效縮短了搭建控制系統的時間周期，為后期的設備維護提供更加便利的條件，按照最終任務來調整程序控制時，也更加簡便。PLC能夠有效工作在不同環境之中，特別是一些外部條件惡劣的環境中也能發揮出穩定效用，一旦運行中發生故障會通過指示燈來提醒工作人員，簡化了操作人員的工作步驟，能夠在故障出現后快速確定故障位置，確保設備穩定運轉。

1.2 PLC自動化電氣控制的運行

PLC自動控制設備的核心原理是內部具有微型處理裝置，同時還配套有相應的通訊和自控技術，整體工作流程如下：（1）采集并傳遞信號：基于系統的任務目標來完成PLC程序構建，對其循環掃描確定實際的運行情況;（2）執行：程序編寫完成后，系統按照內部規則進行掃描，通過指令操作實現對應的程序任務，系統跳轉到邏輯運算模式;（3）響應，將處理完成的結果發送至指定設備完成操作功能。普遍來說，運算后的結果需要傳遞到系統的主控制設備中，并由主控設備發送指定命令實現任務目標。

系統達成上述操作后，跳轉到循環更新模式，此時不斷的掃描會出現全新的運行工況，這樣系統就會構成周期性的運行方式。

2 PLC自動化電器控制的應用研究以及存在的問題

2.1 對PLC在自動化電氣控制中的應用研究

2.1.1有關PLC開關量控制

PLC技術中較為常見的控制方式便是開關量，其也是PLC中基礎的控制操作。PLC的開關量主要具備邏輯和順序功能，因此能夠完成原有電磁繼電設備無法實現的操作。此外，開關量還能夠有效應用在不同的裝置之中。

2.1.2有關PLC的模擬控制量

從實際的工程控制來看，主要會存在溫濕度、濃度等諸多參數變量，具體數值也會跟隨時間不斷變化。實際的PLC控制過程中，會將這部分參數變量通過模擬，經由轉換設備轉換成數字變量，從而完成這部分參數的傳遞，最終達成實時監測和分析的目標。

2.1.3有關PLC的集中式控制設計

PLC的控制操作主要基于性能優良的監測模塊。將有關裝置整合在特定計算機上完成自動監測，從本質來講，通過系統核心的PLC裝置合理調配各個外部設備的工況，保證設備之間有所聯系同時能夠互相監測。該模式投入成本更低且容易操作，但該系統也有不足之處，一旦某個控制對象出現問題，核心的PLC就會發生異常，嚴重阻礙效率的提高。

2.1.4有關PLC的分散控制系統

分散控制中最為明顯的特點便是一臺PLC僅控制一臺裝置。工控階段中，一般將該控制系統運用于流水生產線上。每臺設備均有相應的PLC對其控制。該系統中每一臺裝置均獨立運行，不會相互影響，因此也不會由于一個控制對象異常致使整體癱瘓，但不足之處便是成本投入較高。

2.2 分析PLC自動化電氣控制中所存在的問題

對于實際的PLC自動控制來說，主要有下述兩個問題：（1）一旦控制系統發生異常，就會導致PLC系統中無法監測到實際信號;（2）執行動作異常后，就會影響到控制命令無法實現。

2.2.1控制系統出現問題的原因

控制系統中發生異常，致使PLC系統難以監測實際信號，主要原因有以下可能：（1）線路在使用過程中出現老化問題或者被人為拉扯后導致線路異常，致使PLC系統無法獲取指定數據，同時PLC系統發出的操作指令也無法傳遞到對應設備中;（2）操作電磁閥等設備時沒有按照規定完成，以致于通訊異常，PLC系統無法采集信息;（3）接線和結點位置松動或被惡意破壞后，導致某些設備不能正常運行，從而影響到PLC控制系統難以完成信息的采集、傳送和分析。

2.2.2執行動作出現錯誤的原因

對于外部條件來說，如果存在很強的電磁干擾，就會導致PLC系統發出的操作指令難以順利傳遞到設備上，設備無法按照期望的目標實現對應操作;一旦開關或電動閥門異常，負載就無法順利工作。

2.2.3規避問題的發生

基于系統運行中可能出現的問題，設計人員需要確保控制系統中線路的穩定性滿足要求，而這就需要各個模塊的開關、結點等器件具有良好的可靠性能，并定期更新模塊功能。除此以外，還需要推動警示機制朝著更加安全、穩定、智能的趨勢發展。設計警示系統的過程中，需要確保控制面板能夠直接體現出系統的工作情況，保證操作人員可以更加高效的確定異常。

2.3基于PLC的電氣自動化控制的發展前景

伴隨PLC技術的進一步普及，其弊端也在不斷出現，PLC需要進一步提高抗干擾的性能。當PLC運行在惡劣的外部條件中，可能會被電磁影響，導致系統中異常出現，難以順利生產。

3 結語

在工業生產效率要求不斷提高的時期，企業對PLC自動化電器控制應用趨于普遍化，為了符合工業化的要求，PLC控制系統應當更趨于智能化、標準化、高端化，從而促使PLC系統不斷改善功能，使操作越發方便、可靠性不斷增強。歸根結底，來滿足于工業領域的需求。

參考文獻：

[1] 肖天非. 基于PLC的電氣自動化控制水處理系統研究[J]. 山東工業技術， 2017（8）：32-32.

[2] 徐璟然. 基于PLC技術的電氣工程及其自動化控制理論分析[J]. 科技創新導報， 2018， 15（18）.

[3] 周燕. 基于PLC技術的電氣工程自動化控制設計[J]. 通信電源技術， 2018， 35（2）.

作者簡介：

閆鑫，出生年月：1997.12，性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：山東省臨沂市，學歷：本科，研究方向：智能電氣.