概述PLC在电气自动化控制中的应用

摘要：随着经济的飞速发展，各类科学技术也在不断的发展，电气自动化控制问题越来越受到重视。本文根据作者多年工作经验就PLC在电气自动化控制中的应用进行了简单的阐述。

关键词：PLC；电气自动化；控制；应用

【分类号】：TU855

一、PLC相关内容。

PLC（Programmable Logic Controller），也就是可编程逻辑控制器，是一种数字运算操作系统，以前的PLC 主要代替继电器实现逻辑控制，而随着科学技术的发展，在当今社会中，这种微型计算机技术的工业控制装置功能已经远远超出了逻辑控制范围，它采用可以编制程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。其基本结构包括有电源、中央处理单元（CPU）、存储器、输入输出接口电路、功能模块及通信模块六个部分。当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

二、PLC主要特点分析。

1、实用性强。除了基本的逻辑控制能力外，现代 PLC的综合加入了各种扩展单元、智能单元和特殊功能模块使得其功能远远超过了早期的 PLC，同时，现代 PLC 可方便、灵活地组成不同规模和要求的控制系统，以适应各种工业控制的需要。尤其利用 PLC 的数据运算能力可以实现电气设备中的数字化控制。

2、抗干扰能力强。一方面，PLC 应用了大规模的集成电路技术，在生产工艺上采用先进的抗干扰处理技术，如内部电源采取屏蔽、稳压、保护；设置独立的输入 / 输出接口电路电源等措施，从自身硬件上增强了其抗干扰能力及设备的可靠性。另一方面，通过正确选择接地地点和完善接地系统，以及采用密封、防尘、抗震的外壳进行封装，也可以起到良好的减少外界干扰的效果。通过以上措施使得 PLC 能在较为恶劣的环境中可靠的工作，并减少故障的发生率，提高了系统的可靠性。

3、应用方便。由于PLC是直接面向企业中设备装置的控制，所以其设计的接口简单容易，只需将现场的各种设备与 PLC 相应的 I/O 端相连接，写入程序即可运行，而采用的编程语言也容易被工程技术人员理解，尤其是采用简明易懂的图形图表，能形象化的表达系统中的各种设备设施。因此，具有系统开发周期短和现场调试容易的特点，与早期继电器控制不同的是运用PLC 能够做到在线修改程序，改变控制方案而无需进行繁琐的机器设备拆卸，为用户了解运行情况和查找故障提供了极大的方便，同时PLC 还具有强大的自检功能，也为维修带来了方便。

4、抗干扰能力和可靠性能力都强并且环境要求低。对PLC的内部电源还采取了屏蔽、稳压、保护等措施，以减少外界干扰，保证供电质量。另外使输入/输出接口电路的电源彼此独立，以免电源之间的干扰。并且PLC技术可以在很复杂，很恶劣的环境下工作，而不受其影响。

5、体积小、重量轻。小型的 PLC 其底部尺寸在 100mm 以下，重量低于150g。因此，容易将其装入到机械中，以实现机电一体化。

6、功能全面、编程简单。现代PLC所具有的功能及其各种扩展单元、智能单元和特殊功能模块，采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。可以方便、灵活地组成不同规模和要求的控制系统，以适应各种工业控制的需要。

三、PLC在电气自动化控制中的应用。

1、顺序控制。顺序控制系统中顺序控制是指按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有秩序地进行操作。采用 PLC 对整个生产过程进行控制，运行人员可以在控制室中实现对设备的监控，提高生产的稳定性及减少工作人员的工作量，最终起到提高企业生产效率的目的。如在火电厂的除渣、除灰及输煤系统中就可应用顺序控制，在输煤系统中采用分层式的网络结构，包括主站、远程站及现场传感器等。

2、开关量逻辑控制。PLC 本质上是将虚拟继电器代替继电器，而继电器在控制断路器时是存在一定的反应时间的，所以可能会带来不能及时控制的后果，采用虚拟继电器则几乎不存在反应时间的问题，从而达到快速控制断路器的目的。另外，虚拟继电器的应用可以省去实际继电器的接线、维修等工作，运行人员只有简单的分合闸的操作，并且在工作系统发生故障时，PLC 可进行自动分闸的操作，同时给出相应的信号指示，既提高了其可靠性及效率，又改善了工作人云的工作环境。

3、自动切换。目前，为加强供电稳定性，而应用了备用电源自动投入装置，但是在手动或自动供回电路的操作上往往存在几秒的时间差，这种时间差对于普通用户而言是可以接受的，而要求连续供电的用户则是不允许的。因此，将备用电源自动投入装置纳入到 PLC 中，利用 PLC 可编程的特点，实现稳定连续的供电。其过程为：PLC 采集设备正常运行信号作为备用电源启动或关闭的依据，通过数据处理及逻辑判断之后，输出指令，完成备用电源自投操作。PCL 不仅能实现快速自投功能，还能对系统运行情况进行监控。

4、集中式和分散式控制。集中和分散控制是PLC的两种运行方式，所谓集中式是指电气化控制系统中只有一台功能强大的 PCL 监视系统，对控制系统中的多个设备进行控制，其优点主要在于相对单机控制成本更低，但若其中某一个控制对象出项问题，必须停止中央 PLC，其他控制对象也随之停止。而分散式是每一个电气自动化控制对像都有一台相应的 PLC，各台 PLC 之间有数据线连接，进行信号传递。该方式能是实现在某一控制对象不运行的情况下，其他控制对象仍旧运行，就电气自动化而言此种控制方式更为适用。

5、模拟量与运动控制。 实际生产过程中有很多的物理量要经过机电设备进行控制，如温度、速度、流量、压力等。通过数字量之间的D/A转换或A/D转换，可实现编程器对模拟量的识别处理，而采用专用运动控制模块，则可实现控制对象的圆周运动、曲线或直线运动，达到任意改变运动轨迹的效果。

结束语

总而言之，在电气自动化控制中，PLC 是一项十分有前景的监控技术，它拥有材料消耗少，设置方便，维护人性化，改善工作环境及提高企业工作效率的特点。但是，随着企业对电气化控制技术的要求越来越高，PLC技术系统仍旧面临着很多需要改进完善的地方，尤其是 PLC 电源制作方面需要加强深入研究。

参考文献

[1]王仁亮.试论PLC在电气控制中的应用[J].科技向导 ，2012，（15）：170.

[2]徐子闻 .PLC在电气自动化控制中的应用研究 [J]； 科技风 ，2012，（6）：55.

[3].浅析PLC技术在电气自动化系统中的应用研究 [J]； 电子制作 ，2013.（2）：103.

[4]姚振龙.浅析PLC在电气自动化中的应用与发展[J]； 科技创新导报，2011，（26）：114.