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摘要：随着社会的快速发展，电气水平亟待提高，传统的电气自动控制系统已经不能满足当前的发展要求，为了紧跟社会发展步伐，有关部门引进PLC技术，有效提高了工作效率，也给企业带来了更高的经济效益。PLC技术能有效降低系统安装、调试、保养、维护工作的资金投入，拥有广阔的市场前景。基于此，本文探讨了PLC技术在电气自动控制中的应用。
关键词：PLC；电气自动化；应用
1 PLC控制系统
1.1 PLC控制系统设计
要做好设计工作，在实际的设计工作中要遵守3项设计原则。①控制成本。成本的高低会直接影响企业效益，因此，控制成本不仅能提高企业的经济效益，而且能够为系统后续的研究预留经费。②保证系统的安全性和可靠性。确保运行安全是设计时首先应该考虑的问题，设计人员要将其视作首要任务。③控制实效，控制产品质量能够符合要求。首先，在遵循上述原则的基础上，要认真地分析控制需求，从而选择最适合的中央处理器，同时，选定合适的输入输出设备。其次，分别设计CPU模块和I/O模块，并绘制详细的流程图，还有具体连接图。最后，编写具体程序，并且进行调试和相应的测试，从而不断完善系统功能。
上位机我们采用研华品牌的工业计算机，下位执行系统采用西门子S7-300系列PLC模块。PLC数字量和模拟量为离散式IO模块，采集系统的信号数据方便快捷。其主要控制部分分为3部分：主控制室、窑尾控制单元、窑头控制单元。
主控制室：設有上位机、打印机等，负责对整个回转窑工艺参数、电气参数和设备运行状态进行监控、管理、历史数据趋势存储以及报表打印；通过网络交换机将其它两个过程站环状连接，并且可能通过网络和公司内部管理网络之间的访问控制，上传到公司内部管理系统，实现与ERP数据同步。
窑尾控制单元：该单元应用S7-200系列PLC，通过西门子的通讯模块EM277通过PROFIBUS DP与主控制室通讯。为实现主站与从站的通讯，在主站用西门子的STEP7编程软件中组态，从站不用组态。主从站设定好数据接收和发送的字段，在程序里对此字段进行读取即可。本系统显示和控制4台托料称重量数据和4台减量称重量数据，相应的数据信息由称重模块通过数据线上传给PLC。其中包括数字量信号：皮带秤的启停，模拟量信号：料量给定与调节和计量、反馈等功能。完成工艺要求相应的启停，异常情况的紧急停车、故障报警等功能。
窑头控制单元：实施监控回转窑加热工艺参数，如温度、压力等，根据工艺要求，启动停止设备，可以实现手动、自动功能的转换。本控制单元应用的PLC硬件模块为：接口模块IM153、相应的I/O模块。驱动单元硬件主要为：变频器，测量单元硬件主要为：电子皮带秤。以上数据信息由离散式IO采集后通过Profibus-DP现场总线主控制站进行数据交互。
西门子各个模块站的PLC由PROFIBUS-DP现场总线的连接而成，各分布式I/O系统由口模块IM153作为从站再拓展连接。PLC分站放置在各自的控制室内，与相应部分的硬件距离很近，信号很容易采集到系统中。
1.2 运用特点
PLC控制是关键技术的核心，控制工作需要通过软件操作进行。关键技术的控制过程包括扫描、诊断和处理，当系统接通电源后，控制系统会自我诊断，然后对所有的网络信息进行处理，处理结束后，会自动进行扫描，再将其传输到I/O模块中，最后将信息传给执行器。如果在扫描中发现问题，系统会自动将有问题的信息退给CPU模块，然后CPU模块会再次进行诊断。由此可见，此技术的优点较多，可以概括为3点：第一，可靠性高，具有较高的自我检测能力，可以及时发现故障，并对其进行处理；第二，系统配套十分完善，控制功能性能良好，使用了集成电路，无论是软件还是硬件，都较为成熟和齐全，能够促进控制功能的发挥；第三，拥有较强的抗感染性能，不会轻易受到外界因素的影响。
1.3 关键技术的运用
PLC技术重在控制，需要与计算机技术结合起来，同时也离不开继电触控制技术，可以说，PLC关键技术是两者结合的产物，可以依据相关规则进行精准编程，同时还能运算数据和统计数据。将此技术应用在电气工程控制系统中，一方面，能够提高电力控制的灵活性，另一方面，可以减少能量消耗，获得更好的控制效果。
（1）闭环过程控制。在控制系统中，包括多方面的控制，如流量控制、温度控制和压力控制，而闭环过程控制，是对其展开连续、不间断控制，可以将其视作是将模拟量转化为具体数字量的过程。转换数据信息就是利用此技术，借助I/O模块实现这一目标。
（2）信息数据的自动化处理。在当前形势下，整体用电量在不断增加，在电气工程系统控制中，所涉及的内容和信息也在逐渐增加，如果使用过去的控制技术，想要完成对数据信息的分析和处理工作，则需要大量的人力、物力、财力，更为重要的是，控制效果也不理想，无法满足当前电气工程的要求。除此以外，传统技术对于部门数据而言，无法对其进行控制，进而会影响电气工程的顺利进行。PLC关键技术的应用，可以利用中央处理器，在没有人操作的状态下，对数据信息进行自动化处理，并且能够对处理过后的信息进行运算、分析、传输，最为重要的是，还能自动完成数据转换，为完善控制系统奠定基础。
（3）顺序控制。与过去的继电控制相比，在顺序控制中，此技术的优势更加明显，一方面，能够提高系统运作效率，另一方面，可以降低对能量的消耗，节能效果更好。使用这一技术，能够借助信息存储模块，对系统中每一个工艺流程进行有效控制。
2 电气自动控制当中PLC技术的运用
2.1 在顺序控制中的应用
顺序控制是指顺序控制系统，即根据生产工艺以前设定程序，输入信号，遵循设定好的顺序，在生产过程中，每个执行机构自动有序操作。PLC技术应用于顺序控制，极大地提高了生产工作的稳定性，减少了人力资源的投入，从而提高了工作效率。例如：在火力电厂的除渣系统中，运用PLC技术进行顺序控制，输煤的自动化控制系统即可按照需要配置工作人员，减少了工作人员的数量。如果将PLC技术应用于除灰系统中，就不再需要工作人员值班，从而能够缓解企业的用人压力，减少企业用人开支，从而使企业取得更大的效益。
2.2 在开关量控制中的应用
近几年，我国科学技术飞速发展，PLC技术的应用范围发生了变化。最开始，PLC技术主要用于开关量的逻辑控制，而现如今，应用范围相比之前扩大很多。PLC技术具有很强的控制开关量的能力，由于其本质就在于运用定义下的虚拟继电器来代替机械继电器，所以虚拟继电器的反应时间可以忽略不计，由此得出，PLC技术十分适合应用于关量控制中。例如：通常情況下，继电器控制接触器，需要较长的反应时间，不能及时控制。而运用PLC技术，就可忽略反应时间，及时进行断路控制，以免对器材造成不可挽回的损伤。
2.3 PLC技术在电力系统中的运用
（1）配电柜的自动化控制。①可编程逻辑控制器控制。目前，可编程逻辑控制器由多个系统组成，诸如CPU、存储器、I/O端口等。该设备在使用过程中往往能够对两个配电柜进行远程控制作业，并能够收集系统开关量等信号数据，然后传输到PLC控制器中的单仪器模数转换模块，很方便即能实现数据分析及系统控制作业。②全球移动通信系统的远程监控。其主要是为了方便促进远距离、布线复杂的配电系统开关量的收集作业，满足远程监控需求。一旦电力系统出现问题，该控制系统能够迅速将这一状况传输给预警系统，从而实现电力系统的控制，并便于解决相关的问题。 不仅如此，PLC技术在电气自动化系统中的合理化運用，还能在最大程度上进一步抑制故障蔓延，并降低各类故障造成的负面影响，进一步提升供电的可靠性、稳定性。事实上，PLC编程技术的合理化运用能够确保技术人员开展各类数据的处理、逻辑判断工作，有效提升社会生产效率。
（2）电机变频调速控制。电力技术人员在实际操作时，还需要开展系统软件的设计工作；设计人员在具体操作时还需要使PLC系统与计算机进行有效连接，保障PLC系统在运行时能够接受主机的初始脉冲参数。
3 PLC在电气自动化控制中的应用前景
3.1 提高技术的网络数字化水平
在信息技术发展作用下，数字信息化已成为一种趋势，无法逆转，为更好地利用PLC关键技术，对编程进行有效控制，要立足时代的发展需求，对这一技术进行不断改进和优化，从而促使其更具网络数字化特点，并扩大此技术的应用范围，满足多行业的需求。PLC技术应与DCS技术实现优势互补，共同优化发展为新的控制系统FCS，保留原系统的优良特性，实现工业自主化。如此一来，数字化、智能化便得到了进一步发展。
3.2 增强干扰性
当前态势下，企业面对的竞争也日益激烈，从而对控制系统提出了更高的要求，尤其是系统安全性问题上，为最大限度上满足电气工程的需求，严控产品质量，保证系统安全性，就要采取措施，提高该技术的抗干扰能力。举例而言，应严控接地系统中接地点的分布情况，保证其分布均匀，并且依据实际接地情况，对屏蔽层进行控制，若是信号源接地，屏蔽层要在信号侧接地，若是其他情况，则屏蔽层和PLC接地。除此以外，为预防出现电网引入感染的问题，可以考虑在系统电源处接入滤波电路，还可以安装隔离变压器。
在工业化生产发展的过程中，PLC技术必不可少，其最大优点就是高效率，在实践过程和应用过程中，应进行不断优化。如果工业环境非常恶劣，便会产生电磁干扰，影响PLC技术的使用效果；在使用过程中，一旦出现信息、数据的输入或者输出错误，就会影响整个PLC系统的使用效果。所以，在以后的PLC技术研究发展中，应重点提高抗干扰能力，保证设计、安装准确，减少工业环境对于PLC技术造成的不利影响，才能更好地应用在电气自动化控制中。
3.3 改善应用环境
PLC技术的应用优势众多，但是也有一定的限制，主要是对温度有着极高的要求，现阶段在我国的电气工程控制系统中，所使用的是PLC系统，在其运行过程中，最佳的温度为0℃～55℃，为能够充分发挥系统功能作用，要对控制系统外的环境进行优化，促使其能够达到最佳温度。具体措施有两种：第一种是选择通风散热性好的空间作为控制室，同时要与发热元件保持一定的距离；第二种是远离易燃气体，并且要避免其接触到氯化氢等具有腐蚀性质的化学物质。
4 结束语
PLC关键技术在不断发展，在发展过程中也在逐步完善，在控制功能方面拥有显著的优势，有着极强的安全性和可靠性，而且其控制功能十分齐全，并具有一定的抗干扰能力，将其用于电气工程控制系统中，对电气工程而言，有着重要的影响和作用，能够推动电气工程的进步和发展。因此，行业内的相关人员要对其进行深入探究，促使其功能更加完善，提升应用效果。
参考文献：
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