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电气自动化控制中的PLC应用分析

发表时间：2020/8/4 来源：《基层建设》2020年第10期作者：王路1 王俊勇2 欧阳小芳3

[导读] 摘要：对于电气自动化控制而言，PLC的作用和影响不容小觑，而这得益于其自身的诸多优势，如适用性广、操作灵活、定位精度高、误差较小等。若应用得当，不仅有助于电气工程效率的提升，还可结合智能控制、一体化技术降低生产成本，实现电气自动化控制工作更快更好发展。

        1商丘师范学院电子电气工程学院河南省 476000；2江西信息应用职业技术学院江西省 330043；
        3商丘师范学院电子电气工程学院河南省 476000
        摘要：对于电气自动化控制而言，PLC的作用和影响不容小觑，而这得益于其自身的诸多优势，如适用性广、操作灵活、定位精度高、误差较小等。若应用得当，不仅有助于电气工程效率的提升，还可结合智能控制、一体化技术降低生产成本，实现电气自动化控制工作更快更好发展。本文分析可编程逻辑控制器PLC技术在电气工程自动化控制设计中的应用。基于PLC技术的优势，探讨了电气工程自动化控制中存在的问题，并提出具体的应用对策。
        关键词：电气工程；控制器设计；可编程逻辑控制器；抗干扰
        引言：电气自动化控制工作一直是我国重点研究的工作之一，近几十年中投入了大量的财力与技术人才，目前已取得了一定的成就，但技术需要不断地进行创新，已确保我国电气自动化控制技术可以更好地服务于人类工作，因此，当前将PLC技术与电气自动化控制技术相融合，既实现了更好地控制能力，使得电气企业可以获得更强的生产能力，节约一部分人力，还可以在此基础上帮助电气企业获得更高的经济效益，因此我们将对PLC技术在电气自动化控制中的运用进行深入研究。
        1.PLC技术的内涵
        ProgrammableLogicControllerundefined即为PLC技术的英文缩写，其含义主要为可编辑的逻辑控制装置，简单来说它就是一种通过电子操作系统不过是通过数字运算来实现整体控制，更加地精准、及时地执行人类设定的控制任务[2]。操作人员可以对PLC技术进行编辑，通过操作工人给予的数值可以进行自我运算、计数或计时等功能，以此来控制操作工人想要控制的各种设备。PLC技术主要应用于工业环境，在设计的过程中也极大限度地保证了PLC技术与电子自动化控制系统可以实现有效衔接，保证在实际运用中可以发挥出更大的效用，经过近十几年的不懈努力，现代化的PLC技术已日趋成熟，不仅可以在各种设备进行控制，而且各种算法也在不断提升，使整个电气自动化控制过程更加方便、高效地运行。随着PLC技术的不断升级，以及运算能力的进一步提升，未来PLC技术将更为广泛地应用于各种控制设备中，由PLC技术组成的自动化控制系统将会以更加稳定、便捷的姿态出现在人们视野。
        2.PLC技术优势
        PLC是一种全新的控制技术，和传统技术相比其具有很多的优势。例如在具体的安装过程中，我们可以发现PLC技术的接线方式简单。而且其作为一个整体，我们只需要将相应的传输线和电源进行相连，这样不仅能够减少相关工作人员的任务量，而且还能够减少人为操作失误等问题的发生。PLC技术还具有良好的安全性和稳定性，因此在具体的应用中通常不会出现什么问题，而这一特点对于电气工程的自动化控制也是十分重要的。而通过PLC技术的使用，我们也发现其具有功耗较低的特点，而且其所需要使用到的组成单位十分简单，因此对能源的需求量也是相对较低的，因此在我国目前的能源现状下十分适用。此外，PLC技术还具有良好的适应性，因此可以很好地融入电气工程自动化设备系统当中，有效地开展工作。最后该技术还具有良好的灵活性，对相关操作人员的编程技术没有过高的要求，甚至不需要相关人员专门学习和计算机有关的知识，便可以利用PLC系统来有效地开展工作，其操作十分简单易懂，因此也极大地降低了工作人员自身的工作难度。而且其所具有的自动识别功能，还可以通过扫描来自主分析系统的输出数据，从而能够有效识别数据的传输过程是否存在缺陷。
        3.实现过程

        图 1 三相异步电机的正反转控制 PLC 连接图
        在电工电气实验平台中，结合 PLC 设备进行实验，有非常多的流程和步骤需要规划和考量，应优先确定实验的主要内容和目标。当内容和目标确定之后，可进行下一步的编程工作。例如，三相异步电机的正反转，可以用传统的控制方式，但用 PLC进行控制将会更方便和可靠。图 1 是可实现三相异步电机进行正转及反转的电气控制原理图。这里不再是完全的继电器-接触器控制，中间环节的控制全部改为 PLC 软件控制。
        通过梯形图编程，可以在软件上实验仿真全过程。用两个指定的自锁环节分别得以控制电动机的持续正转运行和反转运行。具体控制功能如下：要使电机正转起动，就必须使 KM1 主触头闭合，要使主触头闭合就必须使 KM1 线圈有电，要使 KM1 线圈有电就必须使 PLC 设备的输入触点 X0 闭合，要使 X0 闭合就必须按下 SB1 按钮；遵循类似的过程，要使电机反转启动，按 SB2 即可；无论电机处于何种运行状态，若要求电机立即停止运行，就必须让控制正转或反转的接触器线圈断电，这时只需要立即按下停止按钮 SB3 即可。总的流程是先编程，后仿真，最后进入实验实用阶段。这样的控制过程完全可以仿真、调试和修改控制过程。若程序出现异常或错误，可以通过软件工具实时进行修改，实现有效控制。这样的控制不再是单纯的继电器-接触器控制，作为控制目标的硬件终端可能始终不变，但中间环节的硬件控制全部改为 PLC 软件控制。
        4.应用效果
        电工电气技术与先进的 PLC 编程技术的融合，使电气控制过程既有硬件终端的控制，又有软件中继的控制，实现了软硬结合。再加上虚拟仿真技术，彻底改变了电工电气实验平台。这些特性不仅能够强化电工电气技术在各领域的灵活性，也能够使学生在新建立的实验平台上方便地学习与理解电工电气控制原理。
        4.电气自动化控制中PLC的发展趋势
        尽管PLC技术在电气自动化控制中应用广泛，发挥了十分重要的作用，为企业节约了一定的人力、物力、财力，真正促进了企业创收，但其尚不完善，还有一些地方需要改进和完善。首先，要想进一步提高PLC技术的应用价值，拓展其应用领域，应该在工作人员的技术整合与运行维护过程中将技术升级作为重点内容，包括电气自动化水平和自动化控制理论的创新与实践，以此为PLC技术更深更广的融合电气自动化控制奠定坚实的基础。其次，为确保PLC能够可靠服务于电气自动化控制，应该重视现实中PLC的应用问题，如电磁波干扰等因素。要借助技术创新继续增强其抗干扰能力，使其顺利适用于不同的操作过程和复杂的应用环境。再次，为获得理想的处理能力，PLC应该朝着大容量、高速度方向发展。同时，为满足市场的实际需求，应趋向于超小型和超大型，并充分结合联网通信技术开发智能模块，拓展编程语言，用于快速检测与处理电气设备故障，从而促进电气自动化控制更为安全、高效、精准、可靠。
        结束语
        综上所述，电气自动化控制中PLC的应用，提升的不只工作效率，还能进一步改善控制效率，进而增加企业效益。但是，随着对生产要求的不断提高，应在应用PLC技术的同时考虑电波等干扰因素，并适时结合运用相关的先进技术，强化电气自动化控制实效，为企业健康发展提供强大的动力。
        参考文献：
        [1]马卫超.PLC技术在电气自动化控制中的应用[J].南方农机，2019，50（23）：236.
        [2]袁酉亮.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用研究[J].软件，2019，40（12）：97-99.
        [3]路程博.PLC在电气自动化控制中的意义及具体应用[J].科学技术创新，2019，（33）：179-180.