探討PLC 在工業電氣自動化中的應用

劉愛強

（山信軟件股份有限公司萊蕪自動化分公司，濟南 271104）

傳統的繼電器由于長時間處在超負荷運行狀態，導致繼電器損壞率較高，嚴重制約了生產進度，而且繼電器能耗高、安裝工序繁瑣、調試時間長，無形當中增加了企業的投入成本。而PLC系統體積小、功能強大、適應性好，為工業電氣自動化生產提供了強大的技術支撐，因此，PLC 技術也必將成為推動工業現代化、智能化、自動化發展進程的主導技術。

1 PLC 系統的工作原理與應用優勢

1.1 工作原理

PLC 系統是應用數字技術與程序輸入的方式發出執行指令，該系統主要包括六個部分，即中央處理器、電源、保存裝置、輸入輸出接口、功能模板與通信裝置。工作原理是通過輸入采樣、程序執行、輸出刷新來完成對生產工序的操作和控制。輸入采樣階段是將產品的相關技術參數以記憶掃描的方式存儲在I/O 映象區，然后對各種信息數據進行邏輯運算，并根據運算結果，刷新邏輯線圈在系統RAM 存儲區域中對應位置的狀態，或者確定是否執行該梯形圖所規定的特殊指令。當程序執行環節結束后，CPU 按照I/O 映象區內對應的狀態與數據刷新輸出鎖存電路，再通過輸出電路的動力驅動，支配外部設備完成整個生產流程[1]。

1.2 應用優勢

PLC 取代了傳統的中間繼電器、時間繼電器以及計數器等組件，使得接線工作大幅減少，同時PLC 的用戶執行程序完全可以在實驗室當中模擬調試完成，如果在系統運行過程中發生故障，可以通過修改程序指令的方法，快速排除故障隱患，節省了大量的系統調試時間。同時，PLC 系統具有故障自行診斷與顯示功能，因此，發生故障的幾率相對較小，這就減少了系統維修工作量，節約了維修成本。此外，PLC 系統雖然體積小，但是功能齊全，內部可供用戶選擇的編程元件多達上千種，能夠對工業生產全過程進行分散控制、集中管理。

2 PLC 技術在工業電氣自動化中的實際應用

2.1 在煤礦系統中的應用

煤炭行業屬于高危行業，發生安全事故的幾率較大，而應用PLC 技術后，煤礦監控系統的功能性日漸強大，能夠有效監控井下的通風狀態與瓦斯濃度，隨時獲取井下作業人員的生產工作狀態。同時，監控設備在運行過程中，由于發生故障而喪失監控功能時，PLC 技術能夠快速確定故障位置，對故障原因進行有效檢測，并及時發生故障預警，為檢修人員爭取了大量的維修時間。另外，在井下裝運系統中，應用PLC 技術能夠實現自動化裝運，精準控制閘門、確定倉位、記錄詳實的運行數據，終端操作人員只需要借助于操控界面，就能夠對生產全過程進行監督、控制與管理，在保證井下作業安全的前提下，使煤礦產能得到大幅提升。

2.2 在火力發電系統中的應用

火力發電系統牽涉到的運行程序較多，包括煤炭傳輸系統、廢水處理系統、煤渣清理回收系統、除塵系統等，這些系統借助于PLC 的通訊模塊，能夠支配系統的正常運行，確保程序銜接順暢無阻。比如煤炭傳輸系統包括主站層、遠程IO 站以及現場傳感器，其中，主站層由人機接口與PLC 系統構成，PLC 系統主要設置在集控室當中，遠程IO 站的設備元件通過光纖通訊總線與主站層之間建立直接聯系，并通過主站層中的集控室對系統進行有效控制。由于集控室當中安裝了應急啟動與停止按鈕，煤炭傳輸系統在正常運行時，可以按照PLC 系統中的程序指令，實現自動化生產，當系統出現運行故障時，就可以操控應急停止按鈕，避免發生安全事故。

除塵系統則主要由傳感器、主控柜、PLV 以及儀器儀表組成，而PLC 系統能夠對氣化風機、輸送風機、加熱器、除塵裝置、卸灰設備進行控制。在系統正常運轉時，操作人員通過終端操控界面，能夠對除塵過程與除塵效果進行監督控制，而無需在生產一線進行指揮作業，這不僅減少了操作人員的工作量，提高了生產效率，而且也為企業節省了大量的投入資金[2]。

2.3 在傳統機床中的應用

對于機械制造行業來說，傳統機床的使用頻率相對較高，在實際操作過程中，由于機床的觸頭間易產生電弧，繼而造成導電不良、線路損壞，同時，傳統機床單位時間內的能源消耗量較大，生產效率較低，當機床出現運行故障時，對生產進度將造成嚴重影響。而PLC 系統在傳統機床中的實際應用，可以通過程序修改、參數調整的方式對機床進行集中管控，不同的程序執行模塊，能夠對車床、銑床、鉆床、鏜床、磨床等不同類型的機床進行有效控制，使機床的故障率大幅下降，生產精度大幅提高。另外，在機床運轉時，借助于PLC 系統的強大功能，能夠隨時檢測出機床的各種故障類型，當終端操作人員接收到故障預警反饋信息后，可以第一時間通知檢修人員到達生產現場，及時排除故障隱患，使機床能夠始終保持正常運轉狀態。

3 結束語

PLC 技術在工業電氣自動化生產當中已經得到全面推廣和普及應用，傳統的繼電器也逐步退出歷史舞臺，因此，在新時代、新形勢下，工業生產型企業應當不斷借鑒先進的技術經驗，利用PLC 技術的諸多應用優勢，為工業生產注入更多的高科技元素，在保證產品質量與生產效率的同時，逐步拉近與發達國家之間的距離，助推我國的工業電氣自動化技術達到世界領先水平。