PLC技術在電氣工程自動化控制系統(tǒng)中的應用

蔡義軍

摘要：PLC技術主要有靈活性、安全可靠性、使用便捷性、應用簡單等特點，將其應用在電氣工程自動化控制系統(tǒng)中，可以提高電氣自動化控制精度，滿足不同的電氣自動化控制要求。本文主要闡述了PLC技術的特點，PLC技術在電氣工程開關量邏輯控制、閉環(huán)控制、順序控制等方面的應用，期望通過應用PLC技術促進電氣工程自動化控制的可持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞：PLC技術;電氣工程;自動化控制

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）02-0008-02

隨著社會的發(fā)展，生活水平的不斷提升，人們對精細化的生活有了更高的要求，產品的多樣化逐漸淘汰了落后的人工生產方式，機械自動化生產逐漸受到重視，為機電控制技術的發(fā)展提供了空間。PLC技術結合了計算機技術與現代控制技術，與傳統(tǒng)機電控制技術相比，PLC技術的可靠性、高效性、靈活性可以更好的滿足生產中的機電控制要求，提高電氣自動化水平。在電氣工程自動控制中應用PLC技術可以促進電氣工程的可持續(xù)發(fā)展，具有非常重要的實踐應用意義。

1 PLC技術概述

1.1 PLC技術簡介

PLC技術是隨著微機技術發(fā)展而出現的產物，該技術充分利用了微處理器技術的優(yōu)點，彌補了傳統(tǒng)控制技術中的功耗高、可靠性低等缺陷不足。PLC技術由美國科研人員在20世紀60年代提出，技術應用簡單，無需進行采用專業(yè)的計算機語言進行編程，通過簡單的繼電器梯形圖指令即可實現操作。PLC技術是一種可編程邏輯控制器，將其應用在電氣自動化控制系統(tǒng)中，簡化了控制程序，降低了自動化控制的能源消耗，提高了自動化控制的靈敏度，經過這些年的發(fā)展，PLC技術也越來越成熟，應用的領域也在不斷擴大，提高了工業(yè)生產中的自動化控制水平，推動了社會經濟的發(fā)展。

1.2 PLC技術的特點

PLC技術主要有靈活性、安全可靠性、使用便捷性、應用簡單等特點，具體的論述如下：（1）靈活性。PLC通過不同的軟件可以實現不同的控制任務，只需修改相應的程序即可實現，十分靈活。（2）安全可靠性。PLC技術可以實現自診斷，及時發(fā)現硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的故障，安全可靠性較高，并且能夠適應惡劣的工業(yè)生產環(huán)境，抗電磁干擾能力和抗沖擊能力較強。（3）使用便捷性。PLC技術應用中可以提供比較標準的通信接口，根據不同的控制要求編寫與調試PLC程序，使用便捷。（4）應用簡單。比如，將PLC技術應用在繼電器控制中，可以直接替代原有的邏輯電路原件，只需對程序進行重新調整即可，降低了誤差發(fā)生率及維修難度。

2 PLC技術在電氣自動化控制中的應用分析

2.1 在控制開關量邏輯中的應用

電氣操作控制中，邏輯開關程序復雜，需要精準的把握各個邏輯開關的順序，為了提高控制效果，可以應用PLC技術對開關量邏輯控制進行設計。由于PLC技術具有可靠性高、抗干擾能力強等特點，應用該技術可以減少內部電路受到的環(huán)境干擾，提高控制效果。基于PLC技術的開關量邏輯控制的基本步驟為：根據控制功能，將輸入信號和輸出信號之間建立邏輯函數關系，列出邏輯狀態(tài)表;得到邏輯函數之后進行簡化或者變換;簡化之后的函數，可以利用PLC的邏輯指令實現其函數關系，編寫控制指令，作出I/O分配，得到PLC的梯形圖;如果有特殊控制要求，添加特殊要求的程序;對程序進行上機調試、修改。在控制系統(tǒng)中輸入PLC控制指令之后，根據設定的控制對象賦值變量、時間與生產順序指令的賦值變量實現邏輯開關量控制，當開關賦值與對象賦值變量一致的時候，開關閉合，反之，開關開啟。PLC控制根據編寫的指令實現邏輯開關的有效開啟與閉合，從而保證電氣自動化系統(tǒng)的高效、有序運行。如，礦用組合開關控制的電氣設備主要包括泵、轉載機、破碎機、溜頭高低速切換裝置等，基于PLC設計的八組合開關由1個主PLC、8個子PLC組成，主PLC控制系統(tǒng)輸入信號主要有采煤啟動信號、隔離開關的開閉狀態(tài)信號等，輸出信號主要是與外部聯絡的信號。子PLC控制系統(tǒng)主要對驅動器進行控制，輸入信號為驅動器的開閉狀態(tài)信號、電流信號等，輸出信號主要是驅動器的啟停信號，該開關控制系統(tǒng)的組合方式靈活，控制程序實現簡單，短路保護時間≤100ms，PLC系統(tǒng)故障率低。

2.2 在閉環(huán)控制系統(tǒng)中的應用

在電氣自動化閉環(huán)控制系統(tǒng)中應用PLC技術可以提升設備的綜合控制性能。比如，基于PLC的電梯閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括PLC核心控制器、拽引機、變頻器等，基于PLC技術的電梯控制過程如下：電梯停止在某一樓層之后，使用時按上或者下按鈕，電控PLC控制中心接收到召喚信號之后，對拽引機發(fā)出控制命令，拽引機啟動到達電梯轎廂的樓層位置停止之后，電梯發(fā)出響鈴，同時打開電梯門和轎廂門。人進入轎廂之后，PLC啟動超重檢測裝置，如果超過設定的重量值，如果超出則報警，如果未超出則電梯正常運行，計時器開始進行計時，5S后如果未出現異常則自動關閉電梯門和轎廂門。按下需要去的樓層按鈕，PLC發(fā)出控制指令，拽引機啟動，達到選定樓層之后停止，在這個過程中變頻器調節(jié)電梯的運行速度。通過PLC對電梯運行系統(tǒng)進行控制，提高了電梯運行的控制精度，控制系統(tǒng)有防止誤操作的電路聯鎖和控制保護功能，電梯啟動和停止運行平穩(wěn)。

2.3 在順序控制中的應用

順序控制系統(tǒng)是指受控執(zhí)行機構根據相應的動作順序實現的自動控制系統(tǒng)，為了提高順序控制系統(tǒng)工作的可靠性，通常采用步進式順序控制電路結構。基于PLC的順序控制系統(tǒng)設計步驟：對被控制對象的工作過程和工作狀態(tài)進行分析，確定相鄰狀態(tài)間的轉換條件和狀態(tài)轉移流程圖，然后選定需要的PLC型號，分配輸入/輸出元件，根據控制流程或誒順序功能圖表，編寫梯形圖程序。如基于PLC的某液壓滑臺控制過程，在原始位置液壓滑臺處于停止的狀態(tài)，選擇啟動按鈕，滑臺開始進行移動，接近工件時變成工作進給狀態(tài)進行工件加工，加工完畢之后，滑臺快速后退至起始位置之后停止，由此可知，液壓滑臺的工作步驟主要包括停止（原位）、快進、工進、快退四個工步，確定不同工步的輸入/輸出元件分配情況，繪制PLC控制流程圖及I/O分配表，利用基本邏輯指令設計PLC梯形圖程序實現順序控制。再如，將PLC應用在火力發(fā)電廠中，可以提高爐渣與飛灰處理效率，提高火力發(fā)電廠的經濟效益。

3 結語

綜上所述，PLC技術應用在電氣自動控制中具有良好的發(fā)展前景，PLC技術的實現簡單，可靠性高，可以應用在電氣設備的開關量邏輯控制、閉環(huán)控制、順序控制等方面，解決傳統(tǒng)電氣控制中存在的控制復雜、易出現故障等問題，為電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展提供了技術支持。但是隨著電氣工程的發(fā)展，自動化控制的要求會越來越高，因此，為了進一步提高PLC技術的抗干擾性能，可以在應用中從電源上接入濾波電路或隔離變壓器，以適應電氣工程的控制要求。同時，還應該提高PLC技術的數字化水平，加強PLC技術的數字化研發(fā)，以滿足不同的控制要求。此外還需電氣工程企業(yè)構建PLC技術的應用標準，加強PLC技術的應用規(guī)范，加強對于國內外提出的最新的、前沿的PLC技術研究，加強培養(yǎng)高素質、高技能型的PLC技術人才培養(yǎng)，促進PLC技術創(chuàng)新發(fā)展，為電氣工程自動化控制水平的提升提供支持。

參考文獻

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Application of? PLC Technology in Electrical Engineering

Automation Control System

CAI Yi-jun

（Hunan Xiaoxiang Technician College， Yongzhou? Hunan? 425000）

Abstract：PLC technology mainly has the characteristics of flexibility， safety and reliability， ease of use， and simple application. Applying it to electrical engineering automation control systems can improve the accuracy of electrical automation control and meet different electrical automation control requirements. This article mainly describes the characteristics of PLC technology， the application of PLC technology in electrical engineering switch logic control， closed-loop control， sequence control and other aspects. It is expected that the application of PLC technology will promote the sustainable development of electrical engineering automation control.

Key words：PLC technology; electrical engineering; automation control