PLC在電氣自動控制系統(tǒng)中的應用與技術分析

唐東科 衡陽技師學院

前言

PLC（可編程邏輯控制器）是一種可編程存儲器，即其常用來存儲內(nèi)部數(shù)據(jù)，并用邏輯語言來判斷和用虛擬數(shù)據(jù)、數(shù)字語言來控制機械生產(chǎn)，從而實現(xiàn)高效生產(chǎn)。PLC具有通用性強、可靠性高和能耗低等優(yōu)點，因此在交通、空調(diào)和數(shù)控機床等領域得到了廣泛的應用。據(jù)此，首先分析PLC的應用情況，然后再進一步論述PLC在電氣自動控制系統(tǒng)中的應用要點。

一、PLC的應用情況

調(diào)查顯示，國外產(chǎn)品占領了我國95%以上的PLC市場，但我國仍有一些實力很強的公司正在致力于開拓PLC業(yè)務。另外，我國工業(yè)企業(yè)的自動化程度偏低，說明PLC產(chǎn)品的應用空間很廣，比如機械行業(yè)設備80%以上仍用接觸器和繼電器實現(xiàn)控制。可見，我國市場PLC的應用潛力很大，有待深入挖掘。目前，PLC技術常用于交通、數(shù)據(jù)控制和空調(diào)等領域的電氣自動控制系統(tǒng)中，具體應用情況如下：

（一）交通領域。在交通電氣自動控制領域，PLC技術的應用體現(xiàn)在交通信號燈的控制上，以使車輛和行人在交通規(guī)則內(nèi)有序活動，即：首先，利用控制系統(tǒng)控制線路，并利用邏輯可編程控制器控制信號燈，從而實現(xiàn)控制交通電氣自動系統(tǒng)的目的；其次，當交通出現(xiàn)問題時，基于PLC的電氣自動控制系統(tǒng)會利用交通監(jiān)控設備實時收集堵塞路段的信息，并經(jīng)交通網(wǎng)絡直接向交通部門反饋收集到的信息，以方便交通部門及時處理，從而降低了交通事故率和保障了道路的暢通性。

（二）數(shù)據(jù)控制領域。在數(shù)據(jù)電氣自動控制領域，PLC技術的精準控制能力得以充分發(fā)揮。例如，在數(shù)控機床運行中,利用PLC編程方式完成數(shù)據(jù)電氣自動控制系統(tǒng)的編程，可以有效控制每一組數(shù)據(jù)的精準度，從而降低了電氣自動控制系統(tǒng)運行的誤差及使生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量更高?？梢姡跀?shù)據(jù)電氣自動控制領域，PLC技術的應用可以提高數(shù)據(jù)生產(chǎn)控制能力和可編輯能力，但對于PLC控制系統(tǒng)的選擇，要求從企業(yè)數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)的客觀實際出發(fā)，以提高生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。

（三）空調(diào)領域。為了響應國家環(huán)保戰(zhàn)略部署，空調(diào)領域?qū)﹄姎庾詣涌刂葡到y(tǒng)提出了更高的要求，而PLC的應用大大降低了控制的難度，即：利用PLC技術，可排除外界因素的干擾，且用戶可按要求定制程序，高效運行空調(diào)電氣自動控制系統(tǒng)。例如，基于PLC的中央空調(diào)電氣自動控制系統(tǒng)可以高效運行中央空調(diào)控制系統(tǒng)，以使用戶按需使用空調(diào)，同時企業(yè)維修空調(diào)電氣控制系統(tǒng)的周期得以延長，從而實現(xiàn)了空調(diào)系統(tǒng)的高效運行和滿足了用戶的使用需求，并為企業(yè)創(chuàng)造了經(jīng)濟價值。

二、PLC的應用要點

在電氣自動控制系統(tǒng)中，PLC技術的應用領域很廣，且應用效果顯著。為了進一步挖掘PLC技術在電氣自動控制系統(tǒng)中的應用價值，主要從以下方面淺談PLC技術的具體應用要點：

（一）開關量控制。PLC技術應用的實質(zhì)是以虛擬繼電器代替機械繼電器。其中，虛擬繼電器在控制中的反應時間無限接近零，其非常便于控制開關量，并保證了開關量的穩(wěn)定性。傳統(tǒng)電氣自動化系統(tǒng)的控制器以電磁繼電器為主，而電磁繼電器因反應速度慢而無法實現(xiàn)實時控制，且電磁繼電器的電路接法復雜、維修與維護成本高，從而降低了電氣自動化系統(tǒng)的可靠性。從電磁繼電器的缺點上進行分析，PLC技術不僅在控制開關量上反應迅速，且操作便捷、器材無損，從而保證了電氣自動化系統(tǒng)控制的穩(wěn)定性。

（二）自動切換。電力系統(tǒng)的高可靠性是企業(yè)正常運行的基本要求，停電及電力故障會給企業(yè)帶來巨大的損失。為此，企業(yè)通常通過設置備用電源來保障供電的質(zhì)量，但在實際使用中，供電電源需以手動操作的方式來完成切換，從而增加了電力企業(yè)的經(jīng)濟損失。為了提高供電的穩(wěn)定性，基于PLC的備用電源系統(tǒng)得以廣泛應用，即：基于PLC的備用電源以編程的方式來確定設備工作的方式，同時其憑借強大的邏輯運算與數(shù)據(jù)處理能力來實時自動切換備用電源和完成其他操作。例如，在電力生產(chǎn)中，通過應用基于PLC的備用電源，消除了諸多電力系統(tǒng)運行障礙，且憑借PLC強大的邏輯運算與數(shù)據(jù)處理能力，大大提高了電力系統(tǒng)運行的可靠性。

（三）順序控制。在工廠電氣控制上，常規(guī)繼電器因反應時間不及時而導致控制不及時。但通過在順序控制中應用PLC技術，虛擬繼電器取代了常規(guī)繼電器，且虛擬繼電器憑借反應時間無限接近零、無接線和維護過程等優(yōu)點而實現(xiàn)了快速控制的目的，同時通過分、合閘操作，便可控制電路通斷，從而大大改善了斷路器的工作環(huán)境。例如，在火力發(fā)電廠的輸煤系統(tǒng)中，順序控制的應用大大提高了電力生產(chǎn)的效率，即：利用基于PLC的輸煤自動控制系統(tǒng)，工作人員直接利用電腦，便可實時控制工作現(xiàn)場，從而縮短了工作時間，提高了工作效率，減少了人力與物力資源浪費。

三、PLC的發(fā)展趨勢

在電氣自動控制系統(tǒng)中，PLC技術的應用優(yōu)勢不言而喻。但為了滿足電氣自動控制系統(tǒng)未來的發(fā)展需要，PLC技術也應同步實現(xiàn)進步，即：

（一）增強PLC的抗干擾性能。與傳統(tǒng)的電氣自動控制系統(tǒng)相比，PLC具有更強的抗干擾能力。但在極端惡劣的環(huán)境下，PLC控制系統(tǒng)卻不一定能夠獲得正確的數(shù)據(jù)，這樣無疑會阻礙生產(chǎn)活動的正常開展?？梢姡谖磥淼陌l(fā)展中，增強PLC的抗干擾性能勢在必行。

（二）與其它技術融合。為了實現(xiàn)PLC技術的創(chuàng)新與發(fā)展，融合其他技術的應用優(yōu)勢很有必要。例如，在工廠電氣控制中，結合AI人工智能系統(tǒng)，創(chuàng)造了一種新的控制思路，從而賦予了電氣自動控制系統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡化、數(shù)字化、智能化和自動化的特點。