PLC自动化控制技术的应用

PLC自动化控制技术的应用

马崇盛

青岛莱西市自来水有限公司，山东 青岛266600

摘要：随着信息技术的高速发展，行业在电气设备上的应用程度不断增加。PLC又称可编程逻辑控制，对内部程序进行编程控制分析，将相关数据快速上传到芯片中以提高运行效率。本文鉴于PLC技术在电气自动化控制系统中的应用，分析了PLC技术在电气控制中的优势，分析了PLC技术在电气设备自动化控制中的应用包括数据控制、顺序控制、闭环控制、开关量控制，探讨提高电工自动化控制系统运行过程中的可靠性和稳定性。基于这种情况，应继续深入应用PLC技术，通过PLC技术加强对电气设备的控制，并改进控制过程，确保电气设备运行的稳定性和可靠性。

关键词：PLC技术、控制技术、可靠性、稳定性、电气设备、自动控制应用

引言

由于不同电气设备对自动控制的要求不同，需要全面了解PLC技术，利用PLC技术提高自动控制水平。近年来，PLC技术在信息技术的支持下得到了良好的发展，功能得到了进一步加强，对此需要继续深入分析PLC技术的应用，推动电气自动化的不断发展。

1、PLC技术简述

PLC全名为Programmable Logic Controller，中文翻译为可编程逻辑控制器。PLC实现控制是利用已编辑的程序，该技术在提高的电气设备的运行稳定性和可靠性等方面起着非常积极的作用。PLC是根据电力线传输网络的宽带信号的装置，使同一电力电路的家庭或小办公室透过现有的电源线路，构筑区域网络。对于家庭和小规模办公用户来说，PLC产品提供了最方便、最安全的方法，在有效延伸区域网络的电力线互联网技术中，PLC的应用非常广泛，它利用电线传输网络数据，将载有信息的网络数据加载到电流中然后通过电线传送，接收到信息的调制解调器再次将网络数据从电流中“分解”，传送到计算机或电话，由此，在不需要再布线的基础上，实现互联网、电话、IPTV的视听、视频监视装置的使用等多个应用。PLC需要配对使用，只需将一个PLC插入用户电脑，将另一个插入家中任意一个电源插座，即可实现高速传输覆盖范围。PLC是“电力调制解调器”、“电力线以太网信号传输适配器”。

2、PLC技术在电气控制中的优势分析

2.1较强的抗性

以PLC技术为基础的集成电路结构可靠性高，可对报警器集成进行全面监控，PLC技术本身具有很强的抗扰能力，再加上报警器，运行中出现异常或故障时会及时报警。与继电器装置不同，PLC在繁琐的工业环境中的适用性更强，通过编写准确的程序对外部装置进行有效的监测和诊断，因此稳定性、安全性高。

2.2结构简单

PLC技术进一步优化了传统的布线逻辑，并且具有很高的集成性，利用各种符号和简单的接口充分表达设定的参数，可操作性强，相关应用技术也极易掌握，只需简单成为逻辑就能有效地使用PLC。此外，在PLC的实际设计中，应结合系统结构，合理调整控制器体积，结构可靠、简单。

2.3模块化语言

芯片编程模块化特点明显，能有效控制各种语言，在此基础上，编辑只需熟悉程序语言即可完成编译，无需花费大量时间改为语言。同时，PLC可以不通过外部布线连接终端，命令下达，传输速度快，语言识别能力强。

2.4维护相对容易

存储逻辑的设计可以积极简化内外部结构，不仅结构简单，而且具有很高的反应灵敏度，如何加入报警和诊断装置，有助于顺利完成维护工作。同时，由于PLC程序可以快速修改，为后期改造提供了方便的条件，从而有效地控制了投入检查和维护的成本。此外，在通信网络中，通信速度往往高于1Mbps，负载小于60%。

3、PLC技术在电气设备自动化控制中的应用

3.1 PLC技术在顺序控制中的应用

顺序控制是电气设备自动化控制的核心，在顺序控制中应用PLC技术可以优化整个系统，从而使生产技术的控制更加标准、系统化、更有针对性。PLC技术在顺序控制中的应用以通信总线为基础，通过总线将主控层与遥控站连接起来，然后可以控制整个电器系统的运行。

随着控制要求的不断提高，目前应用PLC技术的序列控制的开展需要几点

①有效连接控制站和设备传感器。②为了清楚掌握电气设备的实际情况，必须通过显示屏上显示的信息做出正确的判断，控制室人员可以根据显示屏上的信息发出控制指令，从而在远程监控的同时实现控制，保证顺序控制的顺利实施[1]。③顺序控制中应用PLC技术可以对顺序控制阶段进行动态监控，目的是满足控制不同设备和生产技术的需要，并且可以在PLC中事先编写各控制阶段的程序，从而开展自动控制并且，能够实现各控制阶段的智能化运行。

3.2 PLC技术在闭环控制中的应用

应用PLC技术，在开展闭环控制的过程中可以借助仿真量，目的是对性控制流量、压力、转速、温度等多种指标。闭环控制系统中的执行机构是逆变器和电动调节阀。为了执行控制，需要使用监视系统实时捕捉被控制量的数据，由此取得电气设备的运行状态信号，将信号传送到处理中心，进行再次输出信号转换电流和电压信号的处理[2]。闭环控制系统能够通过将电流和电压信号再次转换为数字量，发送到电气设备的控制中心，接着通过PLC判断数字量，发送给电气设备的控制命令，实现基于PLC的闭环控制。目前的泵类启动模式在电气设备自动化控制中的应用非常广泛，启动模式的启动方式共有三种，分别是手动启动、自动启动、现场控制箱手动启动。自动启动非常先进，但具有较高难度，手动启动又增加了工作量，因此将PLC技术融合到泵类启动中，通过PLC使控制系统与自动启动充分融合。在创新电气设备控制模式的同时优化传统的控制技术。利用新的控制模式，可显著提高的闭环控制的安全性和可靠性，将逐步改善传统控制中的缺陷，最终达到有效提高控制效率的目的，使电气设备能够更高效地运行。

3.3 PLC在煤矿排水设备控制中的应用

煤矿排水设备主要指排水泵，排水泵能否正常运行，直接影响井下作业的效率和安全性等。水泵的控制要结合实际排水需求，因此可以通过PLC控制水泵，从而保证控制效果。

第一，利用PLC控制水泵必须完善监控系统，可将监控站点设置在井下所有水泵的位置，同时配合使用计算机技术和相关控制设备因此，当需要控制泵的排水时，可以立即控制泵。二是针对煤矿用电情况综合考虑，从而在利用水位监测系统监测水位变化时采用最节能的模式，从而在满足泵控需求的基础上实现节能降耗。三是要结合地面和矿机的内部控制方式，建立联合控制模式，达到提高控制效果和控制能力的目的。

对于PLC控制煤矿泵的程序，可以采用有组织的软件程序，利用人机交互界面进行程序，利用该监控系统的工作形式，同时实现矢量图、是指利用趋势图等生成系统的运用形式。该软件程序可以动态运行，并且所有操作过程都处于可监控状态[3]。在制作人机交互界面的过程中，应体现泵的运行状态、故障信息、故障报警等功能。由此，后台工作人员可以在第一时间了解水泵的运行情况，并在发生故障时迅速排除，从而保障井下作业的安全性。

3.4在开关量控制中的应用

随着现代化数字技术的快速发展，我国工业控制也在快速发展，工业自动化水平也在不断提高。在电工和自动控制中，数字开关量很重要。在实践活动中，员工可以运用PLC技术控制交换机数量，运用数字编程提高交换机数量控制的可靠性、稳定性。值得注意的是，在当前电气工程及其自动化的发展中，以前的照明控制已不能适应实际生产的需要，难以进行自动保护，所以在开关控制中应积极运用PLC技术。采用该技术可有效控制生产机械的能耗，确保设备始终处于工作状态，延长设备使用时间。同时，PLC技术可以消除传统的继电设备，替代虚拟继电，提高开关控制的精度，对开关进行数字、远程控制，避免开关控制影响电控效果。另外，PLC技术能够有效地解决开关控制中的各种问题，避免类似错误的重复，有利于电气自动化控制。PLC技术的高速特点明显，可缩短控制及短期响应时间，从而最大化资源利用。利用PLC技术避免短路的发生，可以预防系统运行中设备不能正确使用造成的短路问题。指出在电工自动化控制中，PLC技术的应用还存在一些不足，在这种情况下需要全面分析其技术特点，巧妙运用PLC技术，进一步提高切换系统的控制效果。采用PLC技术对数控机床进行有效控制，将传统的加工方式改为集成系统，加快加工效率，弥补了传统机床的不足之处，使机床得到更有效的控制，并且能够得到最佳的基础条件。引入PLC技术的机床能够有效控制液压、机械功能，为机床控制技术的运用奠定了最佳基础。例如，如图1所示，使用PLC技术控制运输车。其中，XO07、X010～X013分别为5台行程开关XO02～XO06分别是5站呼叫按钮开关X001、X002分别对应于开始按钮开关和停止按钮开关Y001是电动机的反转继电器，控制输送车的左行。Y001是马达的正转继电器，控制乘用车的右行。通过计算机指令控制内部继电器的接通断开，实现运输车的左行或右行。

图1运输车PLC外部配线图

4结语

PLC技术包括计算机技术和信息化技术，其主要优势是具有较强的抗干扰能力和较高的智能化水平。在电气工程自动化控制中合理应用PLC技术，必须掌握技术运行原理和特点，充分发挥PLC技术的优势，充分体现其价值。目前，主要将PLC技术应用于电气自动化控制的数据控制、顺序控制、闭环控制、开关量控制，它提高了电工自动化控制系统运行的可靠性和稳定性，获得了良好的工作效率，并能对控制系统的实际运行进行优化

参考文献

〔1〕张楚云，PLC技术在电气设备自动化控制中的应用实践分析〔J〕。电子世界，2018，11（3）：102-103。

[2]王超.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用研究[J]。工程：全文版，2016、30（9）：229。

〔3〕朱佳士。PLC技术应用于电气设备的自动化控制[J]。今天的自动化，2021，6（4）：25-26