电气自动化中PLC的应用探讨

发表时间：2020-04-30T12:58:16.557Z 来源：《电力设备》2019年第24期 作者： 刘道周

[导读] 【摘要】在电气自动化控制方面，PLC 技术的地位是非常重要的，对于提高自动化控制的水平具有及其重要的作用。 (佛山市成健劳务有限公司）

【摘要】在电气自动化控制方面，PLC 技术的地位是非常重要的，对于提高自动化控制的水平具有及其重要的作用。因此，本文介绍了PLC的含义、结构、功能和优势，分析了PLC技术在电气自动化中的应用，同时提出了电气自动化中PLC的应用发展方向，希望对相关工作者有所帮助。

【关键词】电气自动化；PLC；应用 1 PLC概述 1.1 PLC的含义

PLC是一种可编程逻辑控制器，也是集自动化技术、微机控制技术和继电器控制技术的系统，主要被应用在工业生产的控制设计中。PLC控制系统有专门的硬软件设备，另外各个设备之间互相独立，主要构件有CPU、存储器、输入输出模块、编程器等。该系统的核心是利用存储器进行数据采集、分析和处理工作。 1.2 PLC的结构

PLC的结构可以分成整体式与组合式2种，整体式又叫箱式结构，组合式结构则更具有灵活度，比如可以结合实际工业生产的需要进行不同规模、功能的组合，整体式结构简单、体积小且成本较低，输出和输入电路电源比较稳定。而组合式结构总线板上总线槽较多，且能在线槽上设置PLC模块来实现相关功能。组合式的PLC在安装好以后可进行模块识别，通过组态形成不同的控制规模与功能，并使整个系统的灵活性更高。根据实际生产流程可采用就地控制和集中化控制设置电动机，比如某套生产装置有10台电动机，明确了相互之间的时序、顺序和逻辑关系，在电动机正常运行、正常停车和出现事故停车时分别有3种时序和顺序进行控制，具体控制原理如下图1所示。

图1 PLC控制系统结构框图 1.3 PLC的功能和优势

PLC的基本功能有第一逻辑控制功能、定时控制功能、计数控制、步进控制等。其中第一逻辑控制功能也叫作位处理功能，是PLC控制系统的最基础功能；定时控制是利用定时器来完成控制；计数控制的工作原理是在计数数值时产生状态信号，利用该信号完成对某操作系统的控制；步进控制是利用多个位移寄存器来实现控制，以时间逻辑信号以及计数逻辑信号为转换条件。另外还有数据处理、回路控制、通信联网、监督控制、停电记忆等功能。PLC具有存储量大、计算机反应速度快、智能化的优势，且通过技术的不断完善，可实现人机互动，为人们的生活生产提供更多的便利。尤其在将该技术和信息技术、通信技术结合以后，可满足更多电气设备生产自动化控制的要求，不断朝着速度快、集成度高、智能化的方向发展。此外，PLC模块的体积较小，随着科学技术的发展进步许多超小型的PLC模块重量在150g以下，大小在100毫米以下，这种小型的模块在运行时产生极低的能耗，安装也非常方便。 2 PLC技术在电气自动化中的应用 2.1开关量控制

开关量控制是PLC技术中最基本的应用。开关量控制的目的是根据开关量历史的输入组合与当前的输入顺序，使PLC产生对应的开关量的输出，来达到系统按照给定的逻辑顺序工作。PLC在电气控制电路中比较常见的，可以提供开关量信号开关类元件有温度开关、行程开关、按钮等。行程开关的作用可以用来反馈运行位置，在电气设备指定的位置上安装一个行程开关，行程开关的触点接到PLC的输入点，PLC程序就通过此输入点的接通与断开状态，进行相应的输出。我们要电气设备完成某一项或某一系列动作，就要通过按钮来传输信号给PLC完成指令操作。温度开关给出的信号也是开关量，为了让控制系统简单化，将不是开关量的温度信号处理成了开关量，当达到设置温度时，温度开关内的继电器就会接通，从而会给PLC发出信号，PLC根据接收到的信号在决定是否执行命令。 2.2顺序控制

顺序控制应用在电气工程中，如果将一个控制系统分解为几个相互之间独立的控制动作，且为了保证生产的运行正常，各独立控制动作能不出差错的按照给定的先后顺序依次的执行任务。实现PLC逻辑控制的三个必备要素是工作任务、转移目标和转移条件，三者缺一不可，缺少一个，顺序控制功能都无法实现，通过对三个条件的完善与优化，可以有效提升自动控制系统的稳定性与效率。实现按给定的顺序执行是顺序控制系统的最基本特征，可以将顺序控制细分为逻辑顺序、条件顺序与时间顺序。逻辑顺序即按照预先给定的条件，按顺序依次的执行命令。条件顺序即执行条件是否能满足逻辑控制要求。时间顺序即执行时间，什么时间开始执行命令，什么时间停止执行命令。顺序控制提升了工业领域中自动控制水平，顺序控制是在工业的自动控制系统中一种比较典型的控制方式，应用广泛，如在交通领域中对信号灯的控制，对商品包装的生产线控制等。 2.3闭环控制

在传统的电气工程领域，自动化普及应用程度并不高，更多是利用人工的方式来启停电气设备，这样会使得设备的安全性与可靠性得不到保障，而且还降低了工作效率，但是PLC在模拟量闭环控制中的应用，有效的解决了这样的问题。在工业生产以及日常生活的应用中，闭环控制被广泛的应用在自动控制系统中，如对运行中的电机进行自动控制，又如在电动机转速控制系统，流量、液位、温度、压力等的控制系统等等，都是采用了闭环控制系统。闭环控制可以分为单闭环控制与多闭环控制系统。对于控制两个过程变量比例比控制它们之间的绝对值更重要的系统来说，例如控制两台需要同步的设备的速度，就可以采用单闭环控制系统。而多闭环控制系统是将两个过程数

据变量之比保持为一个常数，如在对电气设备自动调温系统的控制等。在对闭环控制系统的选择上，要根据需要择优进行选择。PLC闭环控制示意图如下图2所示。 图2 PLC闭环控制示意图 3电气自动化中PLC的应用发展方向 目前，随着大规模集成电路等微电子的发展，PLC技术已经非常成熟，不仅可靠性得到了提高，成本下降，控制功能得到了增强，功耗和体积减小，而且随着图像显示、通信网络、数据处理的发展，使PLC向连续生产过程控制的方向发展。一方面为适应自动控制系统向小型化发展的需要，要大力发展性价比更高、速度更快、小型的PLC。另一方面，向速度更快、容量更大、技术更加完善的大型PLC方向发展。随着电气自动化向着更复杂化控制系统方向的发展，人们对PLC的数据信息的传输与处理能力也提出了更高的要求，要求其存储器的容量也越来越大。为满足自动化控制领域中各种自动控制需要，近年来，开发了许多新模块和新器件应用在了PLC技术当中，如智能输入输出模块、用于排除PLC故障的智能检测模块以及温度控制模块等，这些新型模块的应用和开发增强了PLC的使用功能，扩展了其应用范围，还提高了自动化系统的稳定性。未来PLC软件技术的发展趋势，会向着多种编程语言的共存与互补的方向开拓，PLC的编程语言在顺序功能语言、指令语言、梯形图语言的基础上会不断的丰富与扩展，并向着更高的层次发展。 4结语 PLC技术因为其自身拥有的特点与优势在电气自动化领域中发挥着极其重要的作用，保证了电气自动化系统的安全与可靠，提升了自动化程度与工作效率。而且随着 PLC 技术的不断发展与创新，也会使电气自动化的应用得到非常广阔的发展空间。将PLC技术应用到电气自动化控制系统中，可通过自动化控制功能的完善，将计算机技术和通信技术结合起来，从而提高工业电气设备的控制效果。在实际电气设备自动化控制中，还能利用PLC技术进行系统设计优化，并利用PLC技术实现对系统中顺序的控制、开关量的控制和闭环的控制。同时，对PLC技术在电气自动化控制系统中的应用进行研究，也可以拓展PLC技术的应用范围，为实现PLC技术的网络化应用奠定基础。 参考文献: [1]渠忠伟.电气设备自动化控制中PLC技术[J].建材与装饰,2020,(2):210-211. [2]郭小强.PLC技术在电气自动化中的控制应用[J].电声技术,2019,43(10):54-56. [3]王春娜,赵芸侠.PLC技术在电气工程自动化控制中的应用[J].中国战略新兴产业,2020,(6):100. [4]许继承.PLC技术在电气自动化中的应用分析[J].科技创新与应用,2020,(8):180-181. [5]万波.电气设备自动化控制中PLC技术的应用[J].河南建材,2020,(1):141.