电气自动化中 PLC技术的运用与趋势

电气自动化中 PLC技术的运用与趋势

崔嚷心

410728199210133023

摘要：通过对实际工作经验的总结可以发现，PLC技术在自动控制中的应用和普及，有效缩短了技术人员排查故障的时间，提高了工人的工作效率，也大大提高了电气设备的自动化程度。随着PLC技术的不断优化和发展，其在电气工程和自动控制中的应用将会更加广泛。

关键词：PLC; 工业; 应用; 自动化控制;

级别的自动化应用程序显示一个国家的科技和工业实力,PLC技术是一个非常重要的技术在电气工程自动控制,提高自动控制水平,可以做一些设备更难对付的问题和缺陷可以有效地解决。由于其良好的可靠性和较强的适应性，PLC在自动控制领域得到了广泛的应用，其体积小到足以操作一个现场、一个零件、一个装置;大到足以操作一条生产线，多套设备，甚至整个工厂。可以说在当今的自动控制中，几乎离不开PLC技术。本文将对PLC技术在自动控制领域的应用进行总结和讨论。

1. PLC的概念和特点

1.1 PLC的基本含义

PLC的中文定义是可编程逻辑控制器，它可以将设备的控制指令装入其内部存储器，执行命令和存储功能。其微处理器功能主要用于自动控制的数字计算。PLC由电源、输入输出接口、数字模拟转换器、指令数据存储器等组成。早期PLC功能单一，只有逻辑控制一个功能，而且设计制造周期长，布线复杂，维护困难。然而，随着不断的优化和改进，这些简单的功能已经扩展到了集定时控制、多机通信、模拟控制、逻辑控制等功能于一体的控制器。目前PLC在电气自动控制系统中的应用已经接近或相当于一台微机主机，其可靠性和可扩展性的优势，已广泛应用于当前多种类型的自动控制领域。

该电源通过采用整流模块将我们常用的交流电用于PLC内部运行的直流电、开关稳压供电方式，在PLC的电力系统中得到了广泛的应用。CPU单元(中央处理器)是PLC的大脑，也是核心元件，其作用是运行和处理用户数据、数学和逻辑运算，协调整个控制系统，其优越的性能决定了PLC的运行速度和处理能力。存储的目的是存储有关用户程序、系统程序和逻辑变量的信息。被控制设备与PLC连接到输入和输出单元，输入单元则将信号传输到PLC集线器中，可以播放来接收来自检测元件和主命令元件的信号。输出单元的功能是将PLC控制指令传送到被控制设备。

通讯组网也是PLC的一个非常重要的功能，可以使PLC与PLC之间、PLC与智能设备之间、PLC与计算机之间能够交换数据信息，形成一个完整的控制系统，达到集中控制的目的。PLC与计算机具有网络接口，通过光缆或双绞线，可使其在远距离交换数据信息。数据通信可分为串行通信和并行通信。并行性是字或字节的单位。它传输速度快，但所需的传输线数高，适合短距离的数据传输。串行是二进制的一个单位，每次传输只传输一个比特，所需的传输线路根数成本低，适合长距离数据传输。

1.2 PLC技术特点

简单高效:简单，我们可以理解为易于安装，灵活配置;效率，我们可以把它看作是快速。PLC安装和计算机系统安装，安装环境要求不高，不需要为其设置专门的机房，也不需要采取屏蔽措施，使用时只要接口终端与执行和检测机制连接正确即可正常工作。用户可以通过需要的自动控制的不同组合的PLC，控制系统可以简单灵活的改变大小和功能，而且PLC编程容易入门，技术人员不需要计算机的专业知识，可以编程。PLC的程控执行模式，会使它运行速度更快，可靠性也能大大提高，这是传统逻辑模式所不能比拟的。

2. PLC技术在电气自动化中的应用

2.1开关数量控制

开关量控制是PLC技术最基本的应用。开关数量控制的目的是使PLC根据开关数量历史和当前输入顺序的输入组合产生相应开关数量的输出，使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，可提供开关信号的开关元件有温度开关、行程开关、按钮等。行程开关的作用可用于反馈运行位置,行程开关安装在指定位置的电气设备,行程开关的触点连接到PLC输入点,PLC程序通过输入的开关状态,相应的输出。我们要电气设备完成一定的或一系列的动作，就会通过按钮向PLC传输信号来完成命令操作。温度的信号切换开关的数量,为了简化控制系统,温度信号并不是数量的开关数量的开关,设定的温度时,温度继电器的开关打开,所以它会发送一个信号给PLC, PLC根据接收到的信号决定是否执行命令。

2.2程序控制

顺序控制在电气工程中有广泛的应用。如果把一个控制系统分解成几个独立的控制动作，为了保证生产的正常运行，每个独立的控制动作就可以按照给定的顺序不出错地执行任务。工作任务、传输目标和传输条件是PLC逻辑控制的三个基本要素，它们都是必不可少的。没有它，顺序控制功能就无法实现。通过对这三个条件的改进和优化，可以有效地提高自动控制系统的稳定性和效率。顺序控制系统最基本的特点是按一定的顺序执行，这种顺序又可细分为逻辑顺序、条件顺序和时间顺序。逻辑顺序是按照预先给定的条件顺序执行命令。条件顺序是执行条件是否满足逻辑控制要求。时间顺序是执行时间，何时开始执行命令，何时停止执行命令。顺序控制提高了工业领域的自动控制水平。顺序控制作为工业自动化控制系统中一种典型的控制方式，应用广泛，如交通领域的信号灯控制、商品包装生产线的控制等。

2.3闭环控制

在传统的电气工程领域,自动化程度不高,推广和应用更多的是起止电气设备的使用人工方式,这将使不能保证设备的安全性和可靠性,也降低了工作效率,但PLC的应用在模拟闭环控制,有效地解决了这个问题。在工业生产和日常生活中，闭环控制广泛应用于自动控制系统中，如电动机运行中的自动控制，以及电动机的转速控制系统、流量、液位、温度、压力控制系统等，都应用于闭环控制系统中。闭环控制可以分为单回路控制和多回路控制。对于控制两个过程变量的比例大于它们之间的绝对值的系统，如控制两个需要同步的设备的速度，可以采用单闭环控制系统。多闭环控制系统是保持两个过程数据变量的比值为常数，如在电气设备温度自动控制系统的控制中。在选择闭环控制系统时，应根据需要做出最佳选择。

3.PLC技术在电气自动控制系统中的应用及发展方向

目前,随着大规模集成电路的发展,微电子,PLC技术已经非常成熟,不仅提高可靠性、降低成本,控制功能已得到增强,体积和功耗降低,和图像显示、通信网络、数据处理的发展,使股价连续生产过程控制的方向发展。一方面，为了适应自动化控制系统小型化的需要，应大力发展性价比更高、速度更快、体积小的PLC。另一方面，向更快、更大容量、技术更完善的方向发展的大型PLC。随着电气自动化控制系统向更加复杂的方向发展，人们对PLC数据信息的传输和处理能力提出了更高的要求，对存储容量的要求也越来越高。

满足的需要自动控制领域的各种自动控制,近年来,开发了许多新模块和设备使用的PLC技术,如智能输入/输出模块,PLC用于消除故障智能检测模块和温度控制模块,等等,这些新模块的应用和发展,加强使用PLC的功能,扩展了其应用范围,也提高了自动化系统的稳定性。未来PLC软件技术的发展趋势将是多种编程语言的共存与互补。PLC的编程语言将在序列功能语言、指令语言和梯形图语言的基础上继续丰富和扩展，并向更高的层次发展。

4. 结论

PLC技术由于其自身的特点和优势领域的电气自动化及其重要作用,确保电气自动化系统的安全性和可靠性,提高自动化程度和工作效率,以及PLC技术的不断发展和创新,也会使电气自动化应用程序非常广阔的发展空间。本文简要概述了PLC的基本含义、特点和发展前景，并阐述了PLC技术在电气自动化领域的应用，便于相互借鉴。

参考文献:

[1] 张俊.PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用[J].装饰装修天地,2019(20):387.

[2]张建军.PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用分析[J].现代制造技术与装备,2019(8):207-208.

[3] 刘海旺.试论PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用[J].电力系统装备,2019(15):62-63.

[4] 陈希.PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用[J].建筑工程技术与设计,2019(20):3707.