基于电气自动化应用控制分析与研究

[摘要]：电气自动化正全面渗透入日常生活之中，本文以分析PLC控制系统的应用为主要侧重点，首先简述可编程控制器PLC的工作原理、系统设计及系统优势，接着从五个领域分析了电气自动化系统的应用，最后以预测电气自动化控制应用的广阔前景总结，从而突出了电气自动化在现在乃至未来的重要性。

[关键字]：电气自动化 PLC控制 系统应用 发展前景

引言：

纵观过去的几年，自动化逐渐地使社会步入了新阶段，这一切都要归功于电气自动化技术的核心即可编程控制器PLC的设计与应用，PLC在社会各个领域的广泛应用不仅方便了工作的进行，提高了工作的整体效率，为国民生活带来了经济效益，而且解决了一些工程技术上的难题，使过去不可能完成的任务成为了可能。基于这些优势，电气工程自动化应用发展势头强劲，有望成为未来生活的主导，鉴于其重要性，下面将对电气自动化应用控制展开分析与研究。

一、 可编程控制器PLC

可编程控制器是一种依托计算机编程技术，将编写无误的程序下载到可编程存储器中，以实现对其所连接设备的操作控制等一些功能的控制器设备。

1、 PLC的工作原理与系统设计

PLC系统工作一个扫描周期依次完成输入采样、用户程序执行、输出刷新三项工作，并以此不断循环下去。PLC在进行输入采样时，将当前数据状态运用与之相连的扫描设备读入到存储区中以收集数据，接着PLC将会按照自上而下、自左而右的顺序依次扫描用户程序并完成程序的各个运算，最后将逻辑运算的结果输出并刷新所有的用户设备，至此完成其控制工作。

PLC控制系统连接许多分立的设备，为保障其使用精度需对一体化系统分别进行硬件与软件设计，硬件设计要充分考虑场地环境、设备、生产工艺等要求，采用上、下机位单机控制原则，以达到对二者单独的自动化操控，另需安装终端通信与打印输出记录设备，以方便管理员的控制与数据的获取，软件设计是主要基于计算机控制充分考虑其可能状况进行对应的程序编写，以使各软件设备在计算机的控制下能达到预定的效果而不出现纰漏，此程序反映了程序设计的思路，基于此将各模块连接、设计以及编程。该程序为：PLC系统开始工作时，首先执行系统初始化的步骤，接着进入工况主画面，下一步是通讯管理，如果顺利进行数据通信，则继续进入数据处理阶段，然后显示实时状态，否则返回到系统初始化之后的状态，从上到下重新执行，当上位机的程序执行完之后就要进入下位机的程序执行领域，将实时状态与样本资料进行对比，如若下位机的系统正常工作则退出下位机，至此结束，一旦系统不正常工作，则启动故障报警装置，接着进行故障分析工作，并将结果传送给监视PLC，待监视PLC做出反应之后退出程序，同时监视PLC显示梯形图，通过运算刷新数据状态并返回到数据通信阶段，再依次执行下去，直到程序结束为止。

2、 PLC控制系统的优势

PLC控制系统作为电气自动化的核心部件，具有以下优势：一是系统本身具备程序自我检测修复能力，可以及时修复系统故障并有效保证数据的不丢失，从而增强了系统的稳定性并方便维修；二是其系统功能强大，控制涵盖了整套设备；第三是系统容易操作，方便用户的使用；第四是PLC控制系统体积小，便于搬移；第五是其集成电路结构、抗干扰处理技术使其具备强大的抗外界干扰能力；第六点是其对环境的影响小，达到了环保的目的。

二、电气自动化控制系统的应用

电气自动化控制系统在诸多领域均起着重要的作用，依据领域应用的不同，其系统设计涵盖三种方式，分别为集中监控方式、现场总线监控方式以及远程监控方式，目前应用最广的是现场总线监控方式，下面分析其在四大领域的应用。

1、 应用于火力发电厂

火力发电站采用大容量的火力发电机组进行发电工作，电气自动化系统则安装在这些发电机组上，承担着监控、保护、调控等重要角色，是现代火力发电站不可缺少的一员。例如在机炉协调控制系统中，其主要监测控制机组工作时能量与质量的双重平衡，使发电机组能够运行稳恒；其应用于计算机数据采集与处理系统中，则主要发挥其数据处理的功能；其应用在炉膛安全保护系统中，发挥其故障预警功能并实施保护以防止事故的发生，另外在汽机监视保护仪表应用中，随时监视着汽机各个状态的实时数据以保证汽机的正常运行，一旦出现大的偏差，则启动预警功能以起到保护作用；PLC控制器取代了电磁继电器以完成开关控制规避了电磁继电器可靠性低的问题；PLC还能够实现对电源部分的控制，以针对不同供电需求的用户采用不同的供电方案，以节约电力资源。

2、 传统机床的技术改造

PLC 未出现之前，传统机床的控制是靠电磁继电器实现的，存在很多不便，自从机床设备经电气自动化的技术改造后，工作人员可以通过PLC控制计算机显示的机床状态直接获取机床的各项指标，并且当机床发生故障后，PLC控制系统会及时做出故障预警同时进行自检以尽快获知故障部位，提高了维修的效率，从而提高了机床工作的效率。

3、 中央空调的远程控制

传统的中央空调存在众多弊端，其不仅造成了电力资源的浪费，而且传统的继电器控制效率较低，另其管理费用较高，经常出现故障且不易维修，PLC控制器出现后，其应用很好地解决了如上问题并且提高了中央空调的抗干扰能力、节约了能源，通过实现对中央空调的远程控制使得其功能更加强大，如增强了其设备可靠性，实现了自动化管理，增设了监控功能等。

4、 智能建筑的必需品

智能从另一个层面上来说就是自动化，因此电气自动化技术成为其主要应用技术。电气自动化应用于智能建筑中，增加了建筑的自动化功能，其原理是运用PLC的集成控制功能，由管理员集中控制各设备的运行与否，同时还可设计单个设备的自动化，这时需要传感器的加入；智能建筑通过智能化集成控制管理有效地将各设备联系起来进行统一化管理，从一定程度上节约了社会资源。随着社会的不断发展，人们已不会单单满足于自动化的雏形，在将来，研究人员将会将一系列的新技术与电气自动化技术结合起来，以实现智能建筑更加智能的目标。

三、电气自动化应用控制的发展前景

根据电气自动化应用的例子，PLC控制器的在系统中的应用极大地提高了工程或者工作的效率，增强了系统工作的稳定性，广受人们青睐，由此可预知自动化将成为未来社会发展的主流趋势，况且随着通信技术、计算机技术等技术的不断发展与一些新技术的出现，电气自动化将不断的更新发展，因此电气自动化应用控制的发展与技术的发展同步，发展前景广阔

结语：

综上所述，电气自动化基于PLC的设计与研究，其应用给现代乃至未来生活绘制了广阔的蓝图，电气自动化在工业上的应用极大地发展了其经济效益，为社会带来了进步，在众多的领域应用自动化技术是时代所趋，然其发展依托于其他技术的发展，发展空间还很大。

参考文献：

[1] 于海英，浅谈电气自动化在楼宇自控系统中的应用，黑龙江科技信息，2009。

[2] 华。可编程控制 器与工业自动化系统[M].北京： 机械工业出 版社， 2006。

[3] 程花蕊，董生怀，徐玉党.基于PLC的中央空调控制系统[J].周口学院学报，2011（22）.

[4] 王槟，张晓丽. 探究电气自动化控制系统的原理及应用分析[J]. 科技创新导报， 2011（06）： 39-48