针对PLC在电气自动化中的相关应用的研究

【摘要】电气自动化是社会进步的典型产物，已经被推广到不同领域，并且呈逐年攀升趋势。近年来，PLC凭借其结构灵活、安全性能高及易操作等优势，在电气自动化中占有重要地位。作者以PLC在港口机械技术中的自动化应用为出发点，首先剖析了PLC工作原理，针对PLC在电气自动化中的应用进行研究，并对其未来的走向做出了展望。

【关键词】PLC；电气自动化；相关应用

Abstract: electrical automation is a typical product of social progress, has been extended to different fields, and was gradually rising trend. In recent years, PLC with its flexible structure, high safety performance and easy operation and other advantages, occupies an important position in the electric automation. With the PLC in Port Machinery Technology in automation system as a starting point, analyzes the working principle of PLC, according to a study on the application of PLC in electrical automation, and its future prospects.

Keywords: PLC; automation; application

中图分类号：TP27文献标识码：A

引言

PCL是为了满足特殊的工业条件需要而开发出来的数字运算操作电子系统。与其他传统的控制系统相比，PLC在控制器核心系统部分突破了传统控制器结构的束缚，对存储期进行了编程设置，通过执行程序指令使各系统模块读取运算信息，充分发挥控制职能、计算职能及存储职能，而且能将上述的职能指令转化其他形式量反馈给计算机系统进行识别，通过输入或输出识别后的信息实现控制工业生产过程。PLC应用于电气自动化中，妥善处理了不同控制系统的内部结构繁琐、安全性低、实用性差等弊端，PLC依靠其卓越性能在电气自动化系统中占有越来越重要地位。

PLC的理论基础与技术特性

（一）PLC的理论基础

1、输入采样阶段。PLC对试样进行全盘扫描，利用内部系统分析过程获取采样信息，然后把数据存储到I∕O映像区中匹配的单元。当数据试样输入后，用户程序会自动地输出数据刷新指令。在此状态下，输入数据环境的变化不会阻碍I∕O映像区获取信息。假若采用脉冲信号作为数据输入方式，需保证信号范围内的宽度超过扫描周期，在此状态下，受读入条件不会影响输入的数据信息。

2、程序执行阶段。在用户控制系统执行指令阶段，PCL执行遵循特定的顺序，一般是由上至下的对用户指令展开逐层扫描。通过扫描的区域，自动根据预编制的顺序与路线完成计量，而扫描线路是由用户程序的不同触点组成。最终获取可靠的运算结果，然后按照此结果来对逻辑线圈在存储区中I∕O映像中的状态进行刷新操作，判断用户程序是否对指令做出反应。

3、系统输出刷新阶段。此阶段发生在PLC执行用户程序刷新结束后，系统根据I∕O映像区内相应的状态与数据刷新全部的输出锁存电路，然后对其进行外设驱动。上述两个阶段可理解为此阶段的铺垫， PLC核心任务主要体现在系统输出刷新阶段。

（二）PLC的技术特点

PCL结构内部对辅助继电器进行了提前定义，不但取代了原有结构内机械式触电继电器，还将连接导线调整为内部逻辑关系连接。所以此类继电器在节点位置发生变位时间可忽略不计，避免传统继电器获取返回系数的麻烦。PCL系统控制技术表现出易控制、方便、动作灵敏、安全、功能全等优势。而且PCL控制系统不受客观因素影响，相对于原有的继电器技术而言，其在抗干扰能力方面有了重大突破。对于复杂的工业环境可通过程序控制进行自动调整，运用简单的指令控制方式弥补施工生产操作人员技术能力差异的弊端。此外，由于PCL系统配套健全、功能齐全、实用性强，因而与工业生产控系统组建高度模块系统，并将其统一的、完整的控制性能在自动化系统中体现。

二、PLC在电气自动化系统中的相关应用

（一） PLC应用于港口机械制造中的数控系统

港口机械技术大量应用数控系统，根据控制系统类型分为点位控制系统、直线控制系统、连续控制系统。本文以点位控制系统为例，在机械加工过程中，数控系统的点位控制通常用于孔加工机床上，机床移动部件按照实际机械加工条件，快速完成某个位置到特定位置的精确移动，准确控制移动部件的终点位置，无需考虑运动轨迹，并且在移动期间不会损害工件。数控系统点位控制方法包括：其一，使用全自动数控设备，其优点是功能齐全，其缺点是造价过高；其二，使用单板机或单片机控制，此种方式不仅要开发新软件，还要设计辅助硬件，在强电磁环境下使用受限。由于PLC 系统开发的宗旨就是更好地服务于复杂的工业环境，属于一种专业的工业控制系统，具有抗干扰能力强、安全可靠、便捷实用等特点、为实现港口机械制造一体化提供了条件。

（二） PLC应用于港口机械制造中的火电系统

由于港口机械制造生产的特殊性，对火电控制系统提出了更高要求。普通的火电系统是应用电磁继电器作为控制器的核心元件，此系统内部包含大量电磁元件，各单元接触点较多，这样会增加系统自身的电磁干扰和漏电危险。PLC应用于电气控制系统，对于普通的火电系统是重大的突破，应用虚拟的程序组织取代实物元件，保证系统个单元结构安全稳定运行，减少工人劳动量，可以通过编写程序向系统输送代码指令来智能判断火电系统是否执行，一旦发生故障，可以快速切断危险源，防止火电危害蔓延。PCL的线路连接主要是在公共端位置，避免复杂线路重叠，这样就减少导线磨损引起的电起火事故，不需要设置专用的闪光电源，只要通过简单的连线就能满足要求，在满足技术要求的同时降低了机械制造成本。

（三） PLC应用于港口机械的温度调节系统

随着现代港口机械技术的发展，应用传统的继电器调节大型机械的温度已经落后，近几年，PLC在电气自动化系统中被广泛应用，这也推动了港口机械的温度调节系统的发展。这是因为继电器应用于机械温度调节系统，会因其极高的故障率影响整个温度调节系统功能的发挥，并且需要浪费大量的能源；而直接数字控制系统虽然体现了智能化，但是抗干扰能力极弱，使得其在机械温度调节系统中的推广受到制约。而PLC应用于港口机械的温度调节系统中，解决了继电器与直接数字化存在的不足，其具有安全可靠、抗干扰性强等优势，所以在电气自动化系统中广泛应用。

三、PCL技术在电气自动化中的未来走向

（一） 优化PCL 系统技术的关键性能

PCL 系统技术的性能优化的核心是抗干扰性和安全性。在电磁干扰异常强烈条件下，应用电气自动化生产就会受到恶劣环境的制约，甚至进一步导致PCL控制系统在运算或者控制过程阶段出现错误管理问题，如果这些隐患隐藏于PCL控制系统的关键生产环节，就不能确保电气自动化生产的规范化。优化PCL系统技术的关键性能是其未来发展的必然趋势，我们除了落实增强系统在恶劣环境或者电磁信号密集环境的抗干扰能力，还要给予设计阶段、过程调试与实际应用等方面高度的重视，采取有效的措施妥善解决电气自动化系统隐患，防止各类有害因素出现。

（二）推动 PLC 系统融合现代化技术发展模式

随着有关DCS技术的科研力量的不断提升，电气自动化控制系统拥有的发展空间受到了限制，PLC系统后续发展力量与前期力量相对比，已经体现出后劲不足的停滞状态。PLC技术在电气自动化领域要想保证首要地位不动摇，就必须加强与其他先进技术的有机结合，只有不同技术彼此补足，才能将各自的优势全部发挥出来，并且抓住技术融合的契机将其不断创新应用，逐步走向系统化与规模化，基于对各种先进技术进行深层研究，探索出全新的控制系统，使其更能适应未来的电气自动化生产环境。新系统不但要继承现阶段PLC系统的丰富特性，还要切实推动工业生产自动化技术的整体发展。

四、结束语

随着科学技术的不断创新，必然会促进港口机械技术的进步，针对PLC在电气制动化系统中的应用进行研究，为港口机械技术发展指明了方向。尽管PLC在电气自动化系统中应用取得了预期效果，但并不能满足于此而停滞不前，需要清楚认清其动态走向，不断加大对其研究力度，在现阶段PLC基础上不断创新，为PLC在电气制动化系统中发挥出更大价值奠定基础。

参考文献:

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