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PLC在电气自动化控制中的应用周彬赫

发表时间：2021/4/26 来源：《基层建设》2020年第33期作者：周彬赫

[导读] 摘要：在当今，随着自动化与智能化技术的不断发展，PLC在工业领域的自动化控制中所发挥的作用也越来越显著。

        内蒙古电力（集团）有限责任公司锡林郭勒电业局内蒙古锡林浩特 026000
        摘要：在当今，随着自动化与智能化技术的不断发展，PLC在工业领域的自动化控制中所发挥的作用也越来越显著。与传统的系统相比，具有无法比拟的优势，具体体现在自动化和可靠性相对较高，所以PLC技术在电气工程自动化控制中的有效应用能够起到非常重要的作用。
        关键词：PLC技术；电气工程；自动化控制；具体应用
        PLC技术的发展和在电气自动化中的应用推进了电气自动化控制系统的发展和完善。此类型控制系统中应用具有可编程特点的程序存储器来实现不同功能，还可以通过模拟I/O口来采集模拟信号并连续控制模拟设备，同时还能够通过通信接口来实现与计算机、智能仪表以及控制器的组网通信。通过PLC技术在电气自动化中的应用，有助于提升此系统中自动化设备的运行效率，表现出具有较高实用性和可靠性等优点，大大提升电气自动化水平。
        一、PLC 工作原理概述
        1.PLC 的基本框架
        在 PLC 的基本框架中，主要的组成部分有三个，第一是宏单元，第二是可编程形式的连线，第三是 I/O 输入输出模块。在PLC 技术中，宏单元属于最基本的一个模块，它所起到的是 CPU作用，可实现最基本的逻辑控制。可编程形式的连线主要的作用是将信息在宏单元之间传递。I/O 模块的主要功能是对电气的输入和输出特征进行控制。
        2.PLC 的工作方式
        在 PLC 的具体应用过程中，其工作可以按照四个阶段进行划分。第一阶段是内部处理，在这一阶段中，主要是对可编程形式的控制器进行检查，主要有内部硬件功能检查、运行情况检查、监控定时器是否能够正常复位检查等。第二阶段是通信服务，在这一阶段，控制器需要和其他形式的智能装置之间相互通信，以此来响应编程器的键入命令，同时也需要进行显示内容的更新。第三是输入和输出处理，在这一阶段，控制器会将一切外部输入电路接通状态和断开状态输入到映射寄存器内。第四阶段是程序执行，在这一阶段中，输入到映射寄存器里的状态通常不会因外部输入信号发生变化而变化，所以在输入信号发生变化的情况下，新状态仅仅会在下个响应周期内的输入处理这一阶段才可以被读入。
        二、电气自动化中融入PLC技术重要性
        伴随着电子工程当中自动化水平的要求不断提升，PLC技术也在实践过程当中得到了更高的提升与完善，PLC技术能够针对传统的一些工业对计算机的融合运用进行控制，针对一些比较复杂的电气工程设备，采用这样一种方式能够有效的控制并运行。在这过程当中PLC技术主要可以分为两种不同的类型：其一，以箱体式的形式出现；其二，以模块式的形式出现。这两种不同的类型在后期的结构组织上也会有所不同，在箱体形式当中主要是通过CPU主办、内存、电源以及显示板等不同内容组合而成，同时，在所构成的系统当中的CPU则可以依据其所表现的特殊化性能的不同划分为各不相同的型号，由此，在针对整个过程进行选择的时候，需要依据现实情况的需求来进行挑选；模块化当中的PLC在后期的组织结构当中主要是包括CPU模块、电源、内存以及专业化的I/O模块等组成。然而，在整个发展过程当中，不管是通过模块化的PLC形式还是形体形式的PLC组织，在结构当中主要还是属于总线形式的一种开放的结构，除此之外，在这过程当中的I/O能力也主要是依据现实工程当中的不同需求来予以拓展的。
        三、PLC技术在电气工程自动化控制中的具体应用
        1.PLC技术在闭环控制当中的运用
        在整个控制系统当中，泵类的电气工程自动化机器可以运用自动化的启动装置、机旁的手启动装置以及现场的控制箱启动等多种不同的启动方式。

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PLC技术在这样一些泵类的电机启动自动化过程当中进行运用，可以进一步满足自动化电气设备泵类电机系统具有的不同要求，针对整个运行状态进行更为合理的控制，不断提升电气自动化设备的整体控制效率。PLC技术在闭环系统控制当中进行运用，能够有效的提升电气控制系统自身的安全性以及稳定性的特点，同时也能够促使电气设备自动化控制系统在发展过程当中不断得到完善。
        2.在模拟量控制中的应用
        由于工业生产中的电压、温度以及压力等不同模拟量是处于不断变化中的，为了实现对上述模拟量的控制，可以通过PLC控制系统的应用，通过A/D单元将外电路的模拟量转换为数字量并送入PLC中。然后通过D/A单元可以将上述PLC中的数字量重新转换为模拟量，并传送给电路。因此就可以发挥PLC的作用，通过其中PID或模糊控制算法的应用进行模拟量控制，表现出具有较高控制质量的特点。在上述开关量控制和此模拟量控制同时进行时也不会产生影响，表现出其他控制器不具备的优点。
        3.开关量控制
        在传统形式的电气工程系统中，开关量仅仅通过继电器来进行自动控制。但是因为继电器需要在通电较长一段时间之后才可以正常运转，如果存在短路保护，继电器将不能够在系统运行过程中保持正常工作，这样的情况就会降低电气系统的整体运行效率。但是借助于 PLC 控制技术，就可以有效实现电气系统的短路保护，借助于可编程形式的控制器和相应的编程系统来检测整个电气系统的运行状态，及时发现和解决短路问题，保障继电器的良好运行，在实现电气自动控制系统整体运行效率的基础上实现其开关量控制流程的进一步优化。在进行开关量的实际控制中，因为电气工程系统中有很多个开关点，所以 PLC 体系通常需要与其中的十几个甚至上百个直接进行对接，这些个控制点会借助于云平台以及网络来实现集中处理，以此来分化控制不同机电设备以及不同系统，避免复杂程序和控制指令对其产生不利影响。同时，在通过 PLC 技术进行电气自动控制系统的逻辑控制过程中，也可以通过时序或者是组合法来进行调节控制。在此过程中，管理人员只需要借助于人机交互界面就可以对多个开关点进行灵活控制，让系统的集中控制以及各个设备各自的控制需求得到同时满足。通过这样的方式，不仅可以实现电气自动控制系统控制效率的显著提升，同时也可以让系统的运行更加稳定，以此来保障系统的运行质量与运行安全。
        4.PLC 技术在顺序控制中的具体应用
        PLC 技术在自动化领域中的应用相对较为普遍，尤其在更新产品的过程中充分体现出 PLC 技术的应用优势。另外，通过 PLC 技术在顺序控制中的具体应用，能够起到非常有效的应用效果，对系统程序进行合理和科学的编排，能够起到
        降低处理次数的重复发生，以及有助于促进系统程序控制的有效提升。顺序控制在电气工程自动化控制系统中的地位非常重要，主要是有功能和主程序两种模块所组成，所以 PLC 技术在顺序控制中的实际应用中，专业技术人员能够对各种程序进行合理的远程控制，从而能够对电气设备进行有效管理与控制。将 PLC 技术融入顺序控制中，能够将其作为顺序控制系统，该系统主要包括现场传感、远程控制和主次站的部分模块，专业技术人员应当对电气工程自动化控制系统进行全面分析，并根据该系统的运行特点与具备功能对系统编程进行合理和科学的编写。
        5.PLC 技术在电气工程自动化控制中的未来发展趋势
        在信息时代快速发展的背景下，大大推动了电气工程的良好发展，以及促进了自动化生产水平的有效提高，实现自动化生产必然是未来的发展趋势。随着大数据技术的持续发展与快速革新，能够不断提升电气工程自动化生产效率。将PLC 技术与其他先进技术进行有机结合，并在 PLC 设计过程中进行充分发挥和利用，有助于对电气设备进行高效的管控，以及能够大力提升各类数据信息的筛选与处理的效率。
        参考文献：
        [1]陈爱民.PLC在电气自动化控制中的应用价值[J].中国高新科技，2018，（02）：68-70.
        [2]侯凯.PLC技术在电气自动化控制中的运用[J].通信电源技术，2019.