PLC在電氣自動化控制中的應(yīng)用研究

吳衛(wèi)珍 賴家柱

[摘 ? ?要]PLC技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，不僅推動了社會經(jīng)濟的發(fā)展，還為眾多企業(yè)生產(chǎn)過程優(yōu)化提供了可靠的技術(shù)支持。近年來，我國電氣自動化技術(shù)實現(xiàn)了長足發(fā)展，并已然轉(zhuǎn)變成高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中必不可少的一部分，對我國整體工業(yè)發(fā)展水平的提升有著十分重要的意義。而將PLC技術(shù)引入至電氣自動化控制中，可大幅提升電氣自動化水平，幫助企業(yè)提高綜合效益。文章主要介紹了PLC技術(shù)的內(nèi)涵特征，闡述了PLC技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用途徑，探討了PLC在電氣自動化控制中的實際應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]PLC技術(shù);電氣自動化控制;研究

[中圖分類號]TP273 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2022）03–00–03

Application Research of PLC in Electrical Automation Control

Wu Wei-zhen，Lai Jia-zhu

[Abstract]With the continuous development and maturity of PLC technology， it not only promotes the development of social economy， but also provides reliable technical support for the optimization of the production process of many enterprises. In recent years， my country's electrical automation technology has achieved rapid development and has become an indispensable part of the high-tech industry， which is of great significance to the improvement of my country's overall industrial development level. The introduction of PLC technology into electrical automation control can greatly improve the level of electrical automation and help enterprises create more ideal comprehensive benefits. The article mainly introduces the connotation characteristics of PLC technology， expounds the application way of PLC technology in electrical automation control， and discusses the practical application of PLC in electrical automation control.

[Keywords]PLC technology; electrical automation control; research

隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，電氣自動化技術(shù)涉及領(lǐng)域逐步擴大，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展前景。傳統(tǒng)電氣自動化控制在實際應(yīng)用中需要投入大量的資源，并且最終的工作質(zhì)量難以得到有效保證，倘若遇到較為復雜的電路應(yīng)用，應(yīng)用效果還可能大打折扣。而PLC技術(shù)則存在本質(zhì)區(qū)別，該項技術(shù)不僅可減少資源消耗，還可保證工作質(zhì)量、效率，即使是在一些復雜電路中應(yīng)用，也可保障工作效果。因此，本文將對PLC在電氣自動化控制中的應(yīng)用進行研究分析。

1 PLC技術(shù)概述

1.1 PLC技術(shù)概況及其組成結(jié)構(gòu)

PLC技術(shù)作為一種可編程邏輯控制器，主要是指在編程操作后，可編程存儲器應(yīng)用程序完成相關(guān)指令，如邏輯運算、順序控制等，其核心是控制技術(shù)。鑒于PLC技術(shù)在實際應(yīng)用中表現(xiàn)出突出的適應(yīng)性、可靠性、抗干擾性等優(yōu)勢，所以在當今社會各類生產(chǎn)系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，并在推動電氣自動化控制有序健康發(fā)展中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。為確保各類作業(yè)的基本效益，PLC技術(shù)在實際應(yīng)用中會按照輸入采樣、執(zhí)行程序、輸出刷新等流程分層進行，由此要求技術(shù)人員要能夠合理應(yīng)用數(shù)據(jù)掃描器，進一步做到對系統(tǒng)中運行的數(shù)據(jù)信息的有效采集。

為實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的充分利用，就需要先將數(shù)據(jù)存儲于PLC的I/O映像區(qū)中，然后通過用戶程序?qū)?shù)據(jù)進行掃描、解讀，繼而為后續(xù)開展電氣自動化控制奠定良好的基礎(chǔ)。在建立電氣自動化系統(tǒng)，需要在CPU系統(tǒng)的支持下開展工作，依托這一系統(tǒng)可進行一系列指令的傳達，同時還可依據(jù)I/O映像區(qū)的各項數(shù)據(jù)進一步刷新電路，以保證系統(tǒng)可對一系列電氣進行有效控制。PLC技術(shù)組成結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

1.2 PLC技術(shù)的特征

PLC技術(shù)的特征，主要表現(xiàn)為以下幾點：

（1）應(yīng)用廣泛。PLC作為一項高效且操作便捷的自動化控制技術(shù)，在實際應(yīng)用中僅需簡單的邏輯代碼處理，就算操作人員不具備良好的計算機應(yīng)用水平，亦可迅速上手，因而PLC技術(shù)在眾多行業(yè)均可進行推廣。

（2）功能聚集。PLC體積小、性能突出，小小的芯片中可儲存諸多的指令，因此極大地推動了機電一體化的發(fā)展。在各項優(yōu)秀性能支撐下，PLC耗電速度也十分緩慢，真正做到了對各類控制系統(tǒng)優(yōu)勢功能的全面聚集。

（3）充分的可靠性。編程內(nèi)容出現(xiàn)混亂是控制系統(tǒng)所面臨的一大難題，而該種情況在PLC技術(shù)中則基本不會出現(xiàn)，PLC技術(shù)可實現(xiàn)與設(shè)備多個端口的同時連接，這一連接技術(shù)不僅可實時發(fā)出指令，還具備極高的安全性能。另外，PLC技術(shù)還具備良好的抗干擾性，即使是在一些惡劣的生產(chǎn)環(huán)境下，PLC運行也不會受到影響。

2 PLC技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用途徑

2.1 在程序數(shù)據(jù)控制中的應(yīng)用

如何搞好數(shù)據(jù)處理是電氣自動化控制中所需解決的1項重要問題。而PLC技術(shù)憑借其所具備的優(yōu)勢正好可滿足這一需求，依托自身所具備的編碼程序?qū)?shù)據(jù)開展初步篩查，通過對數(shù)據(jù)的簡化處理，以使控制流程得到有效精簡，提升自動化控制效率。在這一過程中，時間、信息是兩項至關(guān)重要的參數(shù)：在時間方面，基于控制系統(tǒng)的精簡化可顯著提升程序運行速度，切實避免發(fā)生時間浪費的情況;在信息方面，PLC芯片在控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集中可保障其安全性。所以，通過對PLC技術(shù)的應(yīng)用，可讓整個電氣程序自動化控制變得更為科學合理，這也是PLC之所以可在電氣行業(yè)得到廣泛推廣的一項重要原因。

2.2 在流程優(yōu)化中的應(yīng)用

不論是哪類設(shè)備，要想實現(xiàn)有序運行都離不開充足電源的支持，對于電氣設(shè)備來說更是如此。電氣自動化技術(shù)在運行期間依賴于穩(wěn)定的電源，因為涉及范圍廣，所以有極大的電源需求。對于電氣企業(yè)來說，這是一筆極大的支出，會讓企業(yè)擔負著巨大的運營壓力。而將PLC技術(shù)引入至電氣自動化控制中，則可使這一壓力得到有效緩解。PLC技術(shù)可基于提前準備好的編碼程序?qū)υO(shè)備進行控制，同時可實現(xiàn)分支控制，即在某設(shè)備無需運行時，控制系統(tǒng)可將其進行斷電處理。并且該種斷電控制并非是無章可循的，而是會結(jié)合設(shè)備運行的順序開展調(diào)整。

PLC技術(shù)還可實時地將現(xiàn)場運行狀況呈現(xiàn)給控制人員，倘若控制人員發(fā)現(xiàn)該種運行順序不合理，則可及時做相應(yīng)調(diào)整，由此表明，PLC技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用具有極高的靈活性。也正是憑借PLC的靈活性控制，有效降低了設(shè)備引發(fā)故障的幾率，并切實實現(xiàn)了對設(shè)備運行流程的有效優(yōu)化。

2.3 在閉環(huán)控制中的應(yīng)用

閉環(huán)控制即為信息流由一個起點出發(fā)，經(jīng)歷1圈流轉(zhuǎn)后重新回到起點，以此構(gòu)建起一個封閉的狀態(tài)。信息在流轉(zhuǎn)期間，會受到來自不同節(jié)點的影響，進一步會讓其呈現(xiàn)的信息發(fā)生相應(yīng)轉(zhuǎn)變。倘若要想獲取理想的結(jié)果，就需要對該環(huán)節(jié)的影響因素予以控制，由此體現(xiàn)了閉環(huán)控制系統(tǒng)的靈活性。所以，該種閉環(huán)系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛推廣。而PLC技術(shù)在這一閉環(huán)控制系統(tǒng)中也收獲了顯著的應(yīng)用成效顯著，基于兩者有效結(jié)合以應(yīng)用于電氣自動化控制中，該系統(tǒng)通?？蓪崿F(xiàn)兩種啟動方式，即人為手動的開啟開關(guān)和自動化的開啟開關(guān)。而PLC技術(shù)下主要為自動化控制，以此可顯著提升閉環(huán)控制系統(tǒng)對信息的處理效率，一方面為操作人員提供極大便利，另一方面為實際生產(chǎn)提供可靠保障。

2.4 在開關(guān)控制中的應(yīng)用

對于傳統(tǒng)電氣自動化控制技術(shù)來說，在開關(guān)控制上，通常會采用磁性繼電器以實現(xiàn)對開關(guān)量的控制。隨著電氣自動化水平的不斷提升，工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模逐步擴大，傳統(tǒng)技術(shù)系統(tǒng)中逐漸暴露出一系列問題，很大程度上阻礙了工業(yè)的正常發(fā)展。這些問題主要表現(xiàn)為系統(tǒng)接線復雜、可靠性不足、穩(wěn)定性不足等。而通過引入PLC技術(shù)，不僅可有效解決這些問題，保障工業(yè)生產(chǎn)的有序進行，還可減少故障發(fā)生情況。PLC技術(shù)具備十分突出的開關(guān)控制能力，控制范圍由十幾點到數(shù)萬點，某種意義上PLC技術(shù)控制的點數(shù)基本不受限制。而之所以具備該項能力，是因為PLC技術(shù)能夠聯(lián)網(wǎng)，不管多少點均可進行控制，并且PLC技術(shù)本身的硬件結(jié)構(gòu)具有可變性，軟件程序亦可進行編程，進而可充分滿足各種工業(yè)現(xiàn)場靈活變動的要求，而這也是普通控制器難以比擬的。

比如，在PLC技術(shù)實際應(yīng)用中，可在短時間內(nèi)提升電氣自動化控制系統(tǒng)的運行質(zhì)量、效率，倘若現(xiàn)場需要調(diào)整工況及狀態(tài)，則可通過PLC技術(shù)開展開關(guān)量控制，確保系統(tǒng)的順利運行。

3 PLC技術(shù)在電氣自動化控制中的實際應(yīng)用

3.1 在礦山行業(yè)中的應(yīng)用

PLC技術(shù)在礦山電氣自動化控制中可發(fā)揮十分重要的作用。比如，PLC技術(shù)結(jié)合變頻器改造通風系統(tǒng)開展變頻控制，促進風機的安全穩(wěn)定運行，為煤礦安全有序生產(chǎn)提供有力支持。在提升機中引入PLC技術(shù)組合構(gòu)建新舊控制臺用以推進安全穩(wěn)定生產(chǎn)，也就是依托操控控制元件，以實現(xiàn)對提升機運行速度的有效控制，讓提升機始終處在高效精準的運行狀態(tài)下，防止人為操作不當引發(fā)的設(shè)備故障。還可通過顯示屏實時掌握提升機的運行狀況及參數(shù)轉(zhuǎn)變，更可警示操作人員及時發(fā)現(xiàn)故障、定位故障、解決故障。

在這個過程中，PLC技術(shù)可實現(xiàn)可靠的保護功能，也就是可通過接收信號進行邏輯判斷，并通過提升到位抱閘、立即抱閘、電氣制動等保護手段，進而確保提升機的安全有序運行。除此之外，還可將PLC技術(shù)應(yīng)用于排水系統(tǒng)，一方面可實現(xiàn)防漏、保溫功能，另一方面還憑借其檢測功能，對現(xiàn)場作業(yè)情況進行全面掃描，倘若出現(xiàn)有緊急情況還可自動報警，提升工作效率，保障安全生產(chǎn)。另外，還可將PLC技術(shù)應(yīng)用于油缸活塞電氣系統(tǒng)中，以實現(xiàn)對井下風門角度大小等的合理調(diào)控。

3.2 在冶金行業(yè)中的應(yīng)用

在冶金加工生產(chǎn)領(lǐng)域，PLC技術(shù)也可發(fā)揮重要的作用。比如，可通過在加工機臺周圍設(shè)置多個傳感器，以檢測金屬的加工參數(shù)，并將其傳輸至控制器。倘若指令觸發(fā)，便會執(zhí)行下一項操作;與此同時，PLC還可自動開展檢測并發(fā)出故障報警信號，提示操作人員存在故障情況，并進行有效及時處理，以此提升冶金加工生產(chǎn)的精密程度，保障加工質(zhì)量，降低加工成本。

鋼筋加工過程中，還可將PLC技術(shù)應(yīng)用于輸出檢測端，即可預先在設(shè)備控制器客戶端輸入加工參數(shù)，并基于PLC實現(xiàn)對各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的有效監(jiān)控。在鋼筋到達檢測端時，即可通過金屬傳感器采集其相關(guān)的數(shù)據(jù)信息并傳輸至控制器，繼而依據(jù)設(shè)置的內(nèi)部指令執(zhí)行操作一直到進入閘刀電機位置，并通過觸發(fā)指令讓電機裁剪鋼筋等，進而將鋼筋加工環(huán)節(jié)調(diào)控在合理范圍內(nèi)，不僅可保證質(zhì)量，降低成本，還可提升工作效率。

3.3 在中央空調(diào)中的應(yīng)用

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，大眾生活得到極大改善，中央空調(diào)作為現(xiàn)代化高品質(zhì)生活的一大標志，如今人們對中央空調(diào)系統(tǒng)的要求逐步提升。即為不僅要求中央空調(diào)要具備良好的節(jié)能性，還要能夠保證足夠的舒適性。簡而言之，也就是要求中央空間要能夠在盡可能低的能耗前提下，保持整體環(huán)境的舒適性。而由于中央空調(diào)所需輻射的范圍偏大，以及所需實現(xiàn)的功能偏多，所以其本身的消耗也相對偏高，因而中央空調(diào)運行過程中會產(chǎn)生極大的電能消耗。

比如，某大型商場的中央空調(diào)消耗的電能在商場整體電能消耗中占比可達到近6成，可達到其他設(shè)備電能銷量的一倍。而在中央空調(diào)系統(tǒng)中，耗電量最大的尤以水泵為主，水泵的耗電量可達到系統(tǒng)耗電量的2成到4成，并且其中存在較為突出的能源損耗問題。針對這一問題，通過引入PLC技術(shù)，可有效縮減中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗，減少空調(diào)系統(tǒng)散發(fā)的熱量。除此之外，PLC技術(shù)在中央空調(diào)中的應(yīng)用還可充分滿足人們的多元需求，不僅有助于減少環(huán)境污染，還可滿足人們對高舒適度的追求。

3.4 在火電系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC技術(shù)還可應(yīng)用于火電系統(tǒng)中，火電系統(tǒng)涉及諸多方面內(nèi)容，諸如輸煤系統(tǒng)、除渣系統(tǒng)、除灰系統(tǒng)以及水資源處理系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)的實際運行應(yīng)結(jié)合實際功能及性能狀況，依據(jù)不同流程、分層開展設(shè)計，其中包含PLC技術(shù)中的加工順序及開關(guān)次數(shù)，這些內(nèi)容也已成為了如今火電廠運行輔助系統(tǒng)中的重要組成部分。

比如，在某火電廠運行中，為完成對工作過程的調(diào)節(jié)控制，實現(xiàn)全面工廠的數(shù)據(jù)通信、開展生產(chǎn)調(diào)配等工作，有效利用了通訊設(shè)備、輔助系統(tǒng)，實現(xiàn)了PLC系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)，基于批次各異的程序，對全面工廠及各生產(chǎn)環(huán)節(jié)實際操作任務(wù)進行了全面控制。綜上，通過對PLC技術(shù)在電氣自動化控制中的實際應(yīng)用分析，可了解到PLC技術(shù)可實現(xiàn)一系列加強的功能，不僅具備極高的可靠性，還具備良好的抗干擾能力，所以受到了眾多行業(yè)領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛青睞。

4 結(jié)束語

在電氣自動化控制中，多樣繁雜的操作技術(shù)不僅加大了相關(guān)技術(shù)人員的工作負擔，還提高了企業(yè)的生產(chǎn)成本。而通過將PLC技術(shù)應(yīng)用于電氣自動化控制中，不僅可有效提升工作質(zhì)量，還可讓電氣操作變得更為便捷，提升工作效率。

科學技術(shù)的迅速發(fā)展，推動了PLC技術(shù)的進一步優(yōu)化，但即便如此，相關(guān)人員人需要不斷進行研究、總結(jié)經(jīng)驗，不斷推進PLC技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，進而滿足電氣自動化控制的多樣化需求，為廣大企業(yè)有序健康發(fā)展提供有效助力。

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