PLC在电气自动化系统中的应用毛英

PLC在电气自动化系统中的应用毛英

毛英

关键字：PLC技术；电气控制；顺序控制；开关控制

PLC即可编程逻辑控制器，通常适用于工业环境。其运用可编程的存储器，将各个操作指令存放其中，如顺序运算、逻辑运算等操作指令，同时，通过输入输出I/O系统，整合外部设备拓展功能，形成一个工业操作体系。随着其技术的不断完善升级，PLC已在电气控制系统中有了广泛的运用。

1PLC的工作原理

1.1基本结构

PLC可编程逻辑控制器的基本结构，由宏单元、可编程连线、输入输出块三部分构成。宏单元是PLC技术的基本模块，相当于CPU，实现控制器最基本的逻辑功能。可编程连线在宏单元之间发挥信息传递的功能。

1.2工作方式

可编程逻辑控制器的工作方式，一般有两种工作状态。在运行状态时，控制器通过不断地执行程序来实现需要的功能，直至到停止状态。其工作过程分为四个阶段：（1）内部处理阶段：主要进行可编程序控制器的检查，检查内容包括内部硬件功能和运行正常与否，同时，能够将监控定时器复位。（2）通信服务阶段：控制器需要与其它智能装置进行互相通信，以便对编程器键入的命令进行响应，同时，更新其显（3）输入输出处理阶段：控制器把所有外部输入电路的接通断状态读入输入映像寄存器。（4）程序执行阶段：输入映像寄存器的状态一般不会随外部输入信号的改变而发生改变，因此，当输入信号变化时，新的状态只能在下一个扫描周期的输入处理阶段被读入。

2电气自动控制系统中PLC的设计分析

在电气自动控制系统设计当中，PLC的设计一般分析分为三个步骤。

2.1控制任务的合理评估

在进行电气自动控制系统设计时，首先需要对系统的控制任务进行合理评估，明确控制对象的电气设备是否能够通过PLC控制系统进行自动化，同时，明确实际运行需求，以掌握所需要的PLC系统的各个性能参数等，为后续工作做支撑。

2.2PLC系统的选型

PLC系统是整个电气自动化设备中最核心最关键的部位，合理的选型能让所涉及的电气系统更加科学有效。其选型主要考虑以下几点：a.开关量的输入点数与输入电压；b.开关量的输出点数与输出功率；c.模拟量的输入输出点数；d现场对PLC的速度响应要求；e.内存大小；f.其他特殊控制要求

2.3操纵程序的编制

在完成硬件部分的工作之后，就需要依据PLC系统和所实现的控制功能进行软件部分程序的设计，本文拟以西门子的PLC设备为例，西门子PLC设备提供的编程语言有三种：梯形图：是PLC的第一编程语言，是目前较为广泛使用的编程语言。指令表编程语言：操作功能可借助助记符来表示，从而实现对控制系统的编程。

3PLC技术的电气自动化控制应用分析

3.1PLC技术中的闭环控制

电机启动在电气自动化控制中的应用较为频繁，而且启动方式也比较多，其中使用最多的要数手动启动、机旁屏手动启动和自动启动等3种。PLC技术的闭环控制在电气自动化控制中的作用非常重要，并且和电液执行、转速测量以及电子调节等都有非常密切的关系，不仅测量工作因此更有效率，调节器的控制因此也更加合理。在电气自动化的自动启动中应用PLC技术，可以在动力泵开启的状态下利用控制器对模板进行控制，并且还可以采集动力泵的运行效率，从而根据运行效率选择主泵和备用泵。将PLC技术应用到电机启动的机旁屏启动中，可以在利用动力泵的同时调节开关，可以有效控制动力泵的运行时间，在这样的条件下主泵的开启和关闭也将更加自由。通过以上分析可以得知，在电气工程中应用PLC技术可以让闭环控制在电气自动化控制中更有效效率，从而让电气自动化控制整体的运行效率得到提升，明显强化了系统的连续运行。

3.2在顺序控制中的运用

前文已经介绍过在电气工程中应用PLC技术能够有效提升电气工程自动化的运行效率，降低在电气设备上的人力成本投入。比如电厂的发展目标就是提升发电效率，通过PLC技术让电厂的电气系统有了更高的运行效率，因此发电效率就有了明显的提升，并且电厂也不需要像过去一样投入大量人力物力，经济效益也就有了保障。比如一个火电厂运用PLC技术替换了传统的顺序控制器，可以更及时的清理煤渣并填入新媒，因此不仅发电效率便有了提升，并且发电过程也更加清洁。

3.3在开关量控制中的运用

在开关量控制中应用PLC技术，能够将电气自动控制系统的编辑信息和虚拟电气运行结合在一起，从而为电气自动化控制系统的稳定运行提供保障。传统的电气自动化控制系统受继电器及其相应控制电器的影响，因此当工作人员想要对继电器进行开关操作的时候必须等待相关电器的响应，电气自动化系统在这个等待响应的时间内容易发生短路而失去控制。当应用了PLC技术以后，电气自动化系统中继电器的响应时间明显缩短，因此系统整体的运行效率有了显著提升。但工作人员在使用PLC技术的时候要明白一点，虽然PLC技术在电气自动化控制中有很多优点，但它并不是万能的，因此需要在实际应用的过程中不断强化电气自动化控制系统和PLC的结合，从而才能为提升系统的运行效率提供保障。

4.PLC技术在电气设备自动化中的具体应用

4.1在立体仓库中的应用

随着人们生活水平的不断提高，物流行业也得到了快速的发展，而PLC技术也在物流行业的发展中产生了积极的推动作用，尤其是其在立体仓库中的应用，为提高物流企业的经济效益和社会效益产生了有利的影响。实践经验表明，目前我国使用的立体仓库形式主要包括垂直提升式、圆形水平循环式以及升降横移式等，而通过对PLC技术的应用，可以针对仓库中的货架以及出入库输送机等设备进行全面的自动化控制，确保了立体仓库的顺利运行。同时，立体仓库通常会采取闭环式的控制方式，因此，在高速旋转编码器信号反馈的作用下，使数字信号可以及时发送至PLC系统，利用计算机以及控制器实现对立体仓库电气设备的闭环控制，为提高仓库的管理效率产生了积极的影响，同时也降低了员工的工作强度。

4.2在机床电气中的应用

机床加工是电气工程领域中常见的电气设备，是一种集机械、液压以及电器等多种系统于一体的设备，因此，一旦出现机床运行过程中的某系统故障，则会导致机床的整体功能受到影响，降低了机床的加工效率和质量。通过对PLC技术的有效利用，不仅可以解决传统以接触器为主要设备的低效率控制方式，同时也有效提高了机床的工作效率和灵活性，有利于降低机床的故障发生概率。同时，PLC技术的应用可以实现对设备运行现状的全面掌握和动态跟踪，为组合控制以及报警等相关操作的整合提供了依据。

5.PLC技术的发展趋势

PLC技术的主要发展趋势为：一方面向更强的抗干扰性发展，使得其在全球变暖的时代背景中，占据电气工程市场的主要地位，满足现代化生产的需求。防止电网感染为PLC技术的发展带来阻碍，需要PLC技术需要在安全领域、可靠性能等方面进行深入研究与开发，从而大大提升电气工程对PLC技术的利用率。另一方面，在信息化迅速发展的时代，信息技术渗透进各行各业，并在多领域中都得已重用并收取的好效果，其中PLC技术便是典型代表。在网络数字信息化影响下，PLC技术将充分结合信息技术，突破现有应用局限，朝着更便捷、更高效的方向发展。

4.结束语

综上所述，PLC技术可靠性高、抗干扰强，与传统机械式控制器件相比，优势明显，不但能够实现电气控制系统的稳定性要求，提高了控制系统的反应速度，同时，提升了工业的自动化水平。

参考文献：

[1]张海东.弯管机电气控制系统的研究与设计[D].西安工业大学,2014.

[2]于秀娜.PLC电气控制系统在组合机床中的应用探究[J].民营科技,2014(12):21.

[3]于晓明.试析PLC技术在电气设备自动化控制中的应用[J].农村经济与科技,2018(14).

[4]齐艳春.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用[J].电子技术与软件工程,2017(19).

[5]王宇恺.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用研究[J].科技展望,2016(33).