PLC技术在电气自动化中的应用纪

洪涛 刘俊汐

摘 要：随着社会经济的快速发展，电气自动化水平的快速快速提高，以信息技术为基础的各项先进的科学技术已经运用到电气自动化当中，如远程控制技术、智能控制技术和信息控制技术等。PLC技术是一种以计算机技术为基础的可编程智能控制器，已经在电气自动化中得到了广泛的应用与发展，对促进工业的自动化水平起到了重要的推动作用。

关键词：PLC；电气自动化

由于PLC系统内部已事先定义了辅助继电器，令其代替了传统系统中的机械式触电继电器，同时去除了原有连接导线而改用内部逻辑关系进行连接。因此该种继电器在节点中的变位时间可近似为零，无需细化考量传统继电器中的返回系数。因而PLC系统控制技术具有操作高效、简便、反应迅速、可靠安全、功能完备等充分优势。同时包含该类技术的控制系统其抗干扰能力远超出传统的继电器技术，能充分适应复杂的工业环境，采用简单的指令控制形式，并多利用直观、形象的程序以适应现场生产操作人员技术水平参差不齐的发展现状。再者该控制系统由于配套健全、功能完善、有较强的适用性，因此较易与工业生产控系统进行集成并充分发挥其整体、全面的稳定与良好控制优势。

一、PLC技术与电气自动化

1.PLC技术

PLC，即可编程逻辑控制器，是一种计算机系统操作的电子控制系统，是一种为工业控制应用专门设计制造的一种自动控制器。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC技术完美解决了传统电气控制中线路复杂、可靠性差、事故率高、反应慢等缺点，已经在电气自动化中得到了广泛的应用与发展。

和传统的电气系统相比，PLC技术具有反应快、操作简单、可靠性强、功能完善、耗能少等优点。PLC 采用先进的梯形图方式编程，易于电气人员掌握，便于推广。即使对于一些普通的技术工人也可以轻易地上手。PLC技术可以根据实际应用范围进行容量、功能以及应用范围的拓展，也可以通过与集散控制系统（DCS）或其他上位机的通信来扩展功能，并可以与其他系统进行数据交换。在硬件方面，在输入/输出（I/O）通道采用光电隔离技术，可以有效控制外部干扰信号对于控制系统的影响。PLC采用滤波器相关技术，有效地增强了 PLC 对电噪声、电源波动、电脉冲、振动、电磁波等的干扰，是PLC 在各种高温、高压、高干扰的环境中稳定地工作。在软件方面，PLC 的监控定时器可时时监视执行用户在程序出错和程序调试时，避免因程序错误而出现死循环，当 CPU、电池、输入/输出接口、通信等出现异常时，PLC 可以自诊断检测到这些错误，并采取相应的补救措施，以防止出现事故。即使停电时，后备电池会正常工作。PLC 内部电路主要采用微电子技术控制，具有体积小、质量轻、便于安装和操作的特点。这些特点使它很容易与其他机械设备组装结合，组成机电一体化的设备。

2.电气自动化概述

所谓电气自动化主要是指研究与电气工程相关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、实验分析、研制开发以及电子和计算机等领域的一门科学。

目前，电气自动化已经运用到国民经济发展的各个行业，并取得了很大的成绩。

二、PLC技术在电气自动化中的应用

PLC技术在电气自动化中的应用是非常广泛的，如在中央空调控制系统设计、公路交通系统设计、数控系统设计等方面，都有着比较广泛的应用。

1. PLC在中央空调上的应用

中央空调与工农业生产和生活有着密切的关系，无论是在工业生产中，还是在城市居民的日常生活中，都是不可缺少的一种工业系统。例如，在一些对温度要求比较高的电子企业中，中央空调是车间生产的必备设备，一般要借助中央空调来稳定车间内的温度。目前，中央空调冷冻系統的控制方式主要有3种，即早期的继电器控制系统、直接数字式控制器（DDC）以及可编程序控制器（PLC）控制系统。其中，PLC控制系统不仅智能化水平较高，而且具有良好的抗干扰能力，并且对控制系统的结构也没有硬性的要求，运行的可靠性大大提高，使用和维护起来也很方便，目前已经成为中央空调中应用最广泛的控制系统。

2. PLC在公路交通系统上的应用

随着城市的快速发展，公路交通系统在很大程度上决定了城市的秩序，尤其 是交通秩序，立交桥等城市交通系统的复杂化，使交通信号灯的控制更加困难。传统的交通信号灯的控制方式，已经不适应公路交通系统快速发展的需要。

3. PLC在数控系统中的应用

随着我国工业技术的发展，数控技术已经成为工业生产中一种不可缺少的技术，而数控技术的实现与PLC应用有着密切的关系。目前常见的数控系统主要有3种，即点位控制系统、直线控制系统、连续控制系统。在工业生产中，数控系统主要用于机械加工，其中点位控制一般用于孔加工机床，如钻孔机床、镗孔机床等，其是为了在加工过程中实现由一个位置向另一个位置的精确移动，一般来说并不考虑加工物体的运动轨迹，移动过程中一般不进行加工。目前，数控系统的实现主要有2种方式，即全功能数控装置和单板机控制，这2种控制系统都应用了PLC，只不过在功能和应用范围上有很大的区别。

全功能数控装置的功能非常完善，但是价格非常昂贵，对于一些企业来说这种装置的许多功能完全是多余的。为了满足一般企业的发展需要，市场上出现了基于PLC的单板机数据系统，其是为了解决传统单片机中长期存在的设计硬件电路、接口电路、驱动电路和抗干扰问题，不仅能根据生产需要调整机床功能，还能根据技术进步对机床功能进行升级，这一点满足了很多中小企业的发展需要，增加了企业经营管理的灵活性。

4. PLC在电池生产线控制系统

随着我国电池产业的快速发展，电池生产线中也开始应用PLC控制技术，不仅有效增加了对生产过程中各个环节的控制，也提高了产品的质量。如FDK

全自动碱性高能电池生产线，全线采用了PLC、变频器、步进电机、触摸屏等高科技产品，可以精确地控制设备的运行。这种电池生产线运用PLC控制系统，在生产过程中对各个节点，尤其是可能影响电池质量的一些环节，如人工环节等进行有效的控制，当生产过程中出现故障时，能够及时排除。目前，国内一些较大的电池生产厂家，其生产系统中都使用了这一技术。

参考文献：

[1]PLC在电气自动化系统中的应用和发展 刘伟光 《黑龙江科技信息》-2011年2期.

[2]浅谈工业电气自动化系统发展趋势 王刚 《知识经济》-2012年8期.

[3]PLC在电气自动化中的应用现状及发展前景概述 袁钧 《科技与生活》-2011年3期.