PLC在电气自动化控制中的应用

PLC 在电气自动化控制中的应用

周景华

通辽盛发热电有限责任公司 内蒙古 028000

摘要：PLC控制系统中应用具有可编程特点的程序存储器来实现不同功能，还可以通过模拟I/O口来采集模拟信号并连续控制模拟设备，同时还能够通过通信接口来实现与计算机、智能仪表以及控制器的组网通信。通过PLC技术在电气自动化中的应用，有助于提升此系统中自动化设备的运行效率，表现出具有较高实用性和可靠性等优点，大大提升电气自动化水平。

关键词：PLC；电气自动化；措施分析

1 PLC工作原理概述

1.1 PLC的基本框架

在PLC的基本框架中，主要的组成部分有三个，第一是宏单元，第二是可编程形式的连线，第三是I/O输入输出模块。在PLC技术中，宏单元属于最基本的一个模块，它所起到的是CPU作用，可实现最基本的逻辑控制。可编程形式的连线主要的作用是将信息在宏单元之间传递。I/O模块的主要功能是对电气的输入和输出特征进行控制。

1.2 PLC的工作方式

在PLC的具体应用过程中，其工作可以按照四个阶段进行划分。第一阶段是内部处理，在这一阶段中，主要是对可编程形式的控制器进行检查，主要有内部硬件功能检查、运行情况检查、监控定时器是否能够正常复位检查等。第二阶段是通信服务，在这一阶段，控制器需要和其他形式的智能装置之间相互通信，以此来响应编程器的键入命令，同时也需要进行显示内容的更新。第三是输入和输出处理，在这一阶段，控制器会将一切外部输入电路接通状态和断开状态输入到映射寄存器内。第四阶段是程序执行，在这一阶段中，输入到映射寄存器里的状态通常不会因外部输入信号发生变化而变化，所以在输入信号发生变化的情况下，新状态仅仅会在下个响应周期内的输入处理这一阶段才可以被读入。

2电气自动化设备中PLC控制的特点

正是由于PLC控制系统有传统继电器不具备的逻辑并且具有良好的安全性和可靠性优点，因此在电气自动化设备中广泛应用，此外，此技术的应用还有助于优化操作结构来实现设备运行成本的降低。具体地说，电气自动化设备中PLC控制的特点：（1）具有反应迅速地特点。通过PLC中继电器核心构件的应用可以节省其内部的部分导线，因此可以节省继电器运行中的节点时间，同时也可以忽略返回系数，充分发挥其在数据处理中的优势。（2）具有较高安全性的特点。通过PLC控制系统在电气自动化设备中的应用，可以有效提升此类设备的抗干扰能力，保证其在复杂运行环境中具有较高的安全性和可靠性，保证此类设备的顺利运行。（3）具有操作便捷的特点。由于PLC指令比较简单且具有较强的直观性，便于电气自动化设备操作人员进行快捷操作，而且对操作人员的技术能力要求比较低。

3 PLC控制系统在电气自动化设备中的应用

3.1在闭环控制中的应用

PLC技术在电气自动化设备闭环控制中的应用可以起到简化设备操作并提升其工作效率的作用，比如通过泵类控制的方式应用于闭环控制中，可以结合不同泵环节的不同需求来选择相应的PLC控制系统，保证此类设备的科学与合理运行。在此应用过程中可以发挥PLC优势将此系统与常规控制系统结合，且将常规回路作为安全回路，保证在PLC控制系统出现故障或异常时可以及时切换到常规控制模式来保证此类设备的安全与可靠运行，有助于提升此类设备的运行质量和效率。

3.2在开关量控制中的应用

在将PLC控制系统应用于此方面时通常需要选择软继电器类型，通过此系统的应用可以提升操作系统的运行可靠性与安全性，还可以完善和优化操作系统的自动化控制，保证在开关量控制时可以降低开关次数。同时还可以充分控制断路器中的数据与相关信息。这主要由于PLC控制系统具有很强的控制开关量的能力，甚至可以控制几百到几万个控制电数，其所控制的点数由于其能联网的特性而不受限制。由于所用PLC的硬件结构是可以改变的，软件程序也可以自由设置。

3.3在顺序控制中的应用

通常在电气自动化设备的辅助系统中常用顺序控制方式，比如针对目前现代企业发展中能源日益增加的趋势，通过PLC控制系统在其中的应用可以实现对设备生产运行时对设备的单向性控制，提升设备的自我控制能力，降低设备运行时的能源消耗，提升此类设备的控制效率。这主要由于在此类应用中，主要是通过以及开关量为主要控制对象来发挥其中PLC控制系统的顺序控制功能，在优化继电器控制元件的同时也提升控制的灵敏性，充分体现自动控制顺序来解决传统控制方式下顺序混乱的问题，提升系统和设备运行中的控制效率。

3.4在自动切换控制中的应用

在此类设备中应用PLC控制系统可以支持设备的自动投切操作，还可以针对设备的实际运行情况来满足其实际的控制要求，充分发挥此类设备运行中的综合性能。比如可以在PLC控制系统的备用电源中通过自动投入装置的应用，通过程序段来完成自动控制功能，且在电气设备正常运行时收集其信号数据来支持备用电源在开关启动时完成开闭动作，提升PLC控制系统的操作性能。

3.5在模拟量控制中的应用

由于工业生产中的电压、温度以及压力等不同模拟量是处于不断变化中的，为了实现对上述模拟量的控制，可以通过PLC控制系统的应用，通过A/D单元将外电路的模拟量转换为数字量并送入PLC中。然后通过D/A单元可以将上述PLC中的数字量重新转换为模拟量，并传送给电路。因此就可以发挥PLC的作用，通过其中PID或模糊控制算法的应用进行模拟量控制，表现出具有较高控制质量的特点。在上述开关量控制和此模拟量控制同时进行时也不会产生影响，表现出其他控制器不具备的优点。

3.6在数据采集中的应用

在目前PLC技术的快速发展趋势下，其数据存储区域不断增加，使其可以存储的数据也随之增大。通过PLC控制系统的应用可以进行数据采集，并将采集的数据通过A/D转换之后在数据存储区域进行存储，还可以存储从计算机和从站发来的数据，还可以通过打印机对这些数据进行打印。如果实在电力系统中应用，在可以发挥此作用来记录不同电力用户的用电情况，针对不同的用电时间采取不同的计价收费办法，起到鼓励用户在用电低谷时用电并扬程良好用电习惯的作用，从而达到节约用电的目的。

3.7在监控中的应用

在电气自动化中，由于PLC自身具有自我诊断的功能，因此可以发挥此功能来监控系统设备的运行状态，针对其中存在异常的控制对象发出相应报警。通过此监控功能地发挥可以监控控制对象的各个重要控制环节，便于查找出现问题的环节，比较适合在复杂控制系统中来减少系统运行故障数量并缩短故障修复所需要的时间，实现此系统运行可靠性的提升。

3.8在联网和通信中的应用

通过PLC控制系统的应用可以与计算机连接起到通信作用，同时发计算机参与编程以及对PLC的控制管理作用来提升PLC控制系统应用的便捷性，可以由一台计算机对多台PLC进行控制，或者实现一台PLC与多台计算机之间的通信和信息交互，起到监控PLC控制系统的作用。另外，PLC之间也可以进行一对一或一对多的通信，实现与智能仪表和智能执行装置之间的联网通信和数据交换，在同一个联网中连接大量的PLC、计算机以及智能装置，有利于目前计算机集成控制系统以及智能化工厂的发展，创造更高的效益。

4结束语

综上所述，由于PLC具有较快的运算速度、较强的抗干扰能力、便于开发使用和维护等优点，其在电气自动化设备中的应用，有助于提升设备和整个控制系统的运行效率，同时也降低系统运行成本，为工业发展创造更多效益。

参考文献：

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