PLC技術在電氣自動化中的應用分析

張良

摘要：電氣自動化對于工業生產來說十分重要，同時它也代表著一個國家現代化以及工業生產的程度。科學技術的快速發展，為電氣自動化的發展與進步貢獻了力量，計算機技術的使用，使得電氣自動化實現了對工業生產的過程控制。對于相關的工作人員來說，他們應當學會并且熟練的使用該項技術，使得PLC技術更好地運用到電氣自動化當中，對于在實際生產當中可能存在的問題，應當及時進行解決，提出合理的解決方案，促進工業生產的發展與進步。

1 PLC技術的特點

PLC技術是計算機技術中的重要部分，它可以有效地實現對工業生產地過程控制，促進工業生產的有序進行。PLC技術的特點主要包括三個方面，第一，PLC技術的抗干擾能力強，并且具有自我診斷的功能，對于出現的錯誤信息能夠及時進行識別，同時可以通過濾波、隔離以及故障檢測等軟件對錯誤信息進行診斷，進行信息的恢復與保護，PLC技術穩定性高、可靠性高，適宜復雜的工作環境。第二，PLC具有完備的系統功能，同時它還具有很強的適應能力，可以實現與工業生產之間的有機融合，滿足復雜工業環境的需要，對于擴展系統功能、改變控制程序、簡化管理程序具有重要作用。第三，PLC技術使用的是梯形圖編程的方法，這種方式較為直觀與清晰，相關的工作人員可以在短時間內掌握對該技術的操作方法。而且繼電器被軟件所取代，減少了接線的工作量，同時還不需要考慮節點的變位問題，對于一些所需要修改的程序，直接在硬件與軟件上即可修改。軟件具有耗損低、重量輕、抗干擾能力強的特點，即使工作人員缺乏一些計算機的知識，也可以進行常規的操作。

2 PLC技術的工作原理

2.1 循環掃描

PLC的運作方式是不同于其他微型電腦的，它采取的方式是循環掃描的方式，PLC整個用戶運行程序的時間，也就是它的掃描周期，應當小于100ms。

2.2 建立I/O映像區

定時采樣與定時輸出是PLC在輸入輸出操作中主要采取的方式，對所有輸入點進行采樣的時間段一般是在掃描周期的開始或者結束。對于所取得的采樣結果輸入到RAM區域，這樣有利于之后的執行過程中獲取所需要的字段信息，并且無需在現場直接采樣。同樣，控制信息的輸出也不采取逐個產生輸出的方法，而是將控制信息存儲在圖像區域中，掃描周期元素后集中輸出圖像區域中的控制信息。通過I/O圖像區域的建立，PLC已經成為一個真正的數字采樣系統。即使PLC在任何時候都不能實時輸入和輸出，目前的數字采樣系統已經適合工業生產的需求。為了采樣的結果足夠精準，相關工作人員需要控制較短的采樣周期，同時采樣的頻率相對較高，才能更好地推動工業生產的發展。

2.3 特殊功能模板

盡管PLC技術限制了用戶程序的長度，但是在工業生產中的大部分數字量也是適宜PLC技術。在工業生產的過程中，往往會出現一些問題，這也就對PLC提出了更多的要求，比如網絡通信、模擬量處理、閉環控制等。對于模擬量的輸入輸出和簡單的控制，不僅需要PLC的主CPU和部分硬件作為支撐，同時還需要通過相應的軟件來實現。對于一些特殊的情況，比如涉及計算量、CPU運行時間、PLC程序的一些限制時，往往是使用較為獨立的CPU模板以及相應的系統軟件來完成控制任務。利用總線接口連接的方式，促進模板與PLC主CPU之間的協調工作。主CPU定期對模板發送命令，模板也定期對主CPU發送自己的狀態。

3 PLC技術在電氣自動化中的運用

3.1 在公路交通系統中的應用

在公路交通系統中運用PLC技術，一方面是它所具有較強的環境適應性，另一方面是它具有豐富的定時器資源，可以有效地應用在交通燈的控制當中。而且PLC技術中自帶通信聯網的功能，可以有效地控制區域內的信號燈組合，實現全天無人的控制。通過統一管理和控制，有效縮短行車等待時間，提高交通控制水平。此外，傳統公路收費站不同車道機電設備配置存在明顯差異。這些設備控制的主機維護性差，通用性差，不便于維護和使用。它有自己的上位機和時鐘功能接口，通過相關的軟件編程等，可以實現對霧燈和棚燈的智能化、無人化控制，還可以組合解碼其他指令，數據可以有效地轉換并傳輸到LED數碼管。用PLC開發的車道控制器具有很強的維護性和通用性，設備的穩定性和使用壽命得到了顯著提高。

3.2 在智能化中央空調中的應用

傳統的繼電保護電路不具有復雜的邏輯功能，進行一般的數字控制也是較為困難的。同時對于以往的繼電保護電路，創建適宜的邏輯控制的設計難度較大，相應的維護也相對復雜，在實際運行中容易出現問題。隨著PLC技術的出現和應用，傳統的繼電器逐漸被淘汰，PLC技術具有自診斷和聯網功能，控制系統使用維護方便，抗干擾能力強，能有效適應當前的網絡結構，并能在中央空調制冷系統中取得很好的應用效果。在智能中央空調中，上位機控制系統的運行需要執行過程參數檢測、數據分析等功能。因此在智能中央空調領域有著非常廣闊的發展前景。

3.3 在皮帶運輸系統中的應用

PLC技術在皮帶運輸系統中的運用，主要適用于煤礦企業。它的操作方式與傳統的繼電器方式不同，更為人性化。主要為手動操作以及自動操作，兩種操作方式可以實現自由切換，不需要其他的輔助條件。它還可以高效地控制設備的運行，有效地掌控系統中各設備的開關，相關的工作人員可以根據實際的需要，對設備實現有選擇的管理。同時在出現一些故障時，它還可以實現自我診斷，及時預警，這也是PLC技術越來越受到更多企業青睞的原因。

3.4 在電力系統中的應用

隨著中國節能減排工作的不斷深入，高產電力企業的目標是提高效率，減少資源浪費，對輔助自動控制水域的要求非常嚴格。許多大型電力企業采用PLC技術代替以往的繼電控制，借助信息模塊，控制器可以實現工藝過程的獨立控制和生產的有效協調。PLC技術可以運用在除灰系統中，比如輸送風機、加熱器等，可以有效提升電力系統的除灰水平，進而提高整個系統的工作效率。

4 結束語

PLC技術的多優點是它成為電氣自動化重要部分的主要原因，與傳統的繼電保護技術相比，其控制系統具有較強的抗干擾能力，可以應用于不同復雜的工業環境，在電氣自動化中的應用越來越廣泛。為了更好地促進PLC技術的發展，需要進行相應的改進與完善。而且相關的工作人員有必要不斷地學習以及研究PLC技術，促進該項技術在電氣自動化中的運用，同時通過PLC技術與工業生產間的有機融合，促進工業生產的發展與進步。

參考文獻

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