论PLC在电气自动化控制中的应用

周晓旭，王增强，刘凤国

（渤海石油装备(天津)新世纪机械制造有限公司，天津 300280）

PLC技术又称可编程逻辑控制器，以微处理器为计算中心，将自动控制功能模块和定时计数功能结合为一体，在自动化行业工程控制系统的实际使用过程中，具有操作容易、稳定性强的特点。PLC技术更进一步的深入开发对在电气自动化行业的发展奠定了技术基础，也为相关的工程项目提供了必要的技术支持，大大降低了工程成本和风险。

1 PLC技术的工作原理

PLC技术主要由数据采集、数据计算和输出3大部分组成。首先根据PLC系统编辑好的程序进行规范化的数据采集，将电子元器件获取到的数据统一存储在系统内部，再进行扫描和读取，将采集到的数据转化后自动进入主体程序的数据计算程序。在计算过程中，PLC系统的主要运行方式是顺序控制，即由上至下地来对整体进行扫描，在扫描过程中遇到不规则图形会由左至右进行扫描和运算，根据微处理器计算得出的数据会修改电路参数，通过模拟数字输出的方式，达到改变电气设备的控制参数的目的，实现电气自动化控制。

2 PLC技术在电气自动化控制应用中的优势

（1）PLC系统体积更小，集成化程度高。PLC系统基于微电子技术开发，具有高度集成和体积较小的优点，适用于小体积控制系统机械，实现了对机械设备的自动化控制。

（2）操作容易。PLC系统编程设计简单，功能却非常丰富，可以满足不同行业的各类需求，灵活应用于各种电气自动化控制中。PLC系统编程语言简单清晰，程序开发人员可以直接阅读修改控制方案，不用重新进行整套系统的开发，并且具有自动分析错误功能，在系统出现问题时排查更加方便，无需对整个系统进行排查，大大降低了维护成本和时间。

（3）使用范围广。PLC系统广泛安装各种模块的智能化单元，根据不同的使用环境与要求，选择性安装相关模块以实现功能需求，从而可以灵活地完成不同技术要求的自动控制任务。

（4）稳定性高。PLC系统在生产过程中采用高度集成电路设计，同时配备电源保护、稳压和抗干扰等设计，在软件中设计有相关的滤波程序，封装具有密封和防震设计，在一定程度上大大增强了稳定性。

（5）应用简单，实用性强。PLC技术在控制电路中极大地方便了操作人员输入接口，相比传统的电气控制系统容易安装和操作，同时将传统的电气控制转变为PLC自动化技术控制，不需要太多的修改过程，只需要了解基本的控制方法和指令，就能够快速掌握其应用操作和功能，使用简便，在工业系统中应用广泛，并不断朝着其他行业渗透，在实际应用中实用性非常高。

（6）后期维护和修改比较方便。PLC系统采用较为先进的存储逻辑控制技术，相对于传统的电气控制中的接线控制技术有更多的优势和特点，一定程度上压缩了使用空间，减少了外在设备的接线入口，起到控制成本的作用，同时节约了自动化控制运行的时间，方便后期维护工作。PLC系统编写程序具有较大的灵活性，可以根据实际操作重新编写，过程简便。多数工业系统都选择PLC进行系统控制，PLC对系统的适应性能力较强，可以在各种环境下保持正常的工作情况，PLC的维修相对于传统的控制机械而言有很大的优势，在发生故障时会有相应的指示灯闪烁，方便维修人员进行局部维修，减少了故障查找时间，可以保障设备很快恢复正常。

3 PLC系统在电气自动化控制中的实际应用

（1）顺序控制。在电气自动化控制发展过程中，PLC系统逐渐代替传统继电控制系统，提高了能源的利用率，减少了能源的损耗，实现了大多数企业在转型PLC系统，实现自动控制和有效协调的目的。

（2）开关量控制。传统的电气控制系统主要使用电磁式继电器，其使用的许多电子元件焊接点非常多，稳定性远不如现在使用的电子系统，存在一定的隐患，大量的电子元器件在出现问题时，相关技术维修人员难以在短时间内找出问题，完成修复。PLC系统由于其设计界面模块化，程序设计简洁明了，有效避免这一问题。

（3）数控系统。在电气自动化控制行业中，根据控制方式不同，可以将控制系统分为连续控制系统、执行控制系统、点位控制系统，点位控制系统又分为单片机控制和全功能控制，单片机控制方案开发难度极高，易造成资源的浪费，应用PLC系统可以有效避免这一问题，同时提高数控系统控制的稳定性。

（4）闭环控制。闭环控制是通过PLC系统中的顺序模块运行时间进行主设备的选择，根据运行时间的长短自动决定设备的启动和关闭，是电力自动化控制系统中的主要控制方式，还可以与常规控制系统相配合，常规控制系统作为PLC系统的补充，在PLC系统故障时保证设备继续工作，提高系统的稳定性。

（5）模拟控制量度。实际的电气控制工程中，传统的继电器设备无法准确记录各种数据，也无法实时计算，并且大部分数据不是一成不变，它会随着环境的变化而变化。PLC系统在实际操作中程序运行可以将数据单位转化成有效的数据，最终实现数据实时监测。

（6）集中控制。PLC系统中央控制器中使用较为传统的检测系统，可以将多台设备机器集中纳入监测范围，进行实时自动监控，中央控制系统可以对所有设备运行状态进行统一设置，建立实时监控体系，价格低廉，使用方便，但是一方面存在问题，控制系统便会集体停止工作，导致其他设备也停止工作，影响整体控制的稳定性。

（7）分散控制。PLC控制系统中可以进行分散控制，每一台机器设备都使用PLC技术对相应部位进行单独控制，不受其它设备影响，避免了整体系统瘫痪的问题。在电气自动化控制过程中一般应用于流水线生产控制，避免影响生产效率，在一定程度上必然会增加成本的投入。

（8）运动控制。在PLC系统实际工作中可以控制多种运动的状态，比如直线运动、圆周运动，PLC系统运用于电梯、机床、机械设备控制系统中，适用于多种物理运动形态和环境。在运动控制状态中，PLC技术采用的方式是对专门的运动模块进行控制，配置相应的程序指令，将传感器与功能执行进行自动化的基础设置。

（9）数据处理。PLC自动化技术可以对设备内的数据进行有效处理，满足数据运营功能，其中包括对数据进行转换运算和统计的能力，同时还要对数据进行必要的管理分析，并作出相应的记录，在编辑控制程序时作出相应的调整，可以准确执行相关的正确指令。

PLC系统在中央空调冷却系统中的运行，可以极大提高系统的智能化程度，提升抗干扰能力，使得运行更加稳定，方便维修、PLC系统也可以应用于交通系统中的信号灯，因其具有极强的环境适应性和丰富的内部定时控制系统，实现了交通信号灯的无人化管理和精准控制，网络通讯功能可以实现对交通信号灯的统一调度，实现根据实际情况调整信号灯的时间，便于交通管理。促进PLC技术在工业和生产生活中的广泛应用，提高PLC技术应用水平，创新技术，加快开发，提升实用性，是PLC技术的发展方向。

4 结语

我国工业化发展水平不断提高，PLC自动化控制技术在技术发展中也具有了集成化和智能化的特点，有效结合智能软件设计，更加易于操作和开发修改，对于各类需求都能得到满足，有效改善了工业系统自动化控制难题，实现了企业效益最大化以及能源的可持续发展，为我国相关行业的发展奠定了良好基础。