PLC技术在电气自动化控制中的运用

林国鑫

【摘 要】进入新时期后，我国工业发展日趋加快，对我国社会经济的发展起到了较大的促进作用。PLC自动化控制技术因为具有一系列优势，被广泛应用于工业领域中。实践研究表明，其能够促使生产效率得到提升，工人劳动强度得到降低，生产安全得到保障。在未来的发展中，需要继续优化PLC自动化控制系统，将其功能、作用更好的发挥出来。

【关键词】PLC；自动化控制系统；优化设计

在社会经济快速发展的背景下，科学技术也得到了较好的发展，电气自动化控制系统的不断发展给我国经济社会的进步提供了巨大的帮助传统电气自动化控制系统已经无法有效满足电气行业的发展需求，因其缺乏较高的运行可靠性以及工作效率。现代智能电气自动化控制系统具有较多的优势，如高效率、安全可靠性强等，可以进一步推动我国电气行业的发展。因此在当前科学技术不断发展的过程中，PLC技术得到了广泛的使用。

一、概述电气自动化和PLC技术

（一）电气自动化

电气自动化涵盖的内容较为丰富，涉及到了电子和计算机领域的一个综合性科学，包括了自动控制、电力电子技术、信息处理、系统运行等各个方面。在我国各个领域不断运用科学技术，加之经济的发展，电气自动化的发展朝着快速健康的方向发展，更加促进了其应用[1]。在电气自动化中，不断引入嵌入式网络信息技术，也收到了较为显著的效果，尤其是PLC技术的应用，更是使电气自动化朝着可控制、较灵活的方向发展，使其应用范围和应用领域逐渐扩大。

（二）PLC技术

PLC技术，就是应用于工业控制过程中的可编程逻辑控制器。随着PLC技术和计算机技术的不断发展，功能越来越多。PLC的控制原理主要分为三个方面：输入采样阶段、用户程序执行阶段、刷新输出阶段。对于输入采样阶段来说，就是输入数据和状态。用户执行程序阶段在扫描用户程序时，主要采用由下而上的基本顺序，进行逻辑运算。在刷新输出阶段，主要作用是为了能够控制电器系统。

二、电气自动化中应用PLC技术

（一）中央空调控制系统设计的应用

从人们的日常家庭生活到工业生产中，都离不开中央空调，成为了我们日常不可分割的一部分。如高温高热的生产车间，需要中央空调实现降低室内温度的作用，一方面满足于实际生产的需要，另一方面能够让员工在舒适的环境下工作。直接数字式控制器、可编程控制器、继电器控制系统属于中央空调冷冻系统的三种控制方式[2]。但是由于PLC控制系统具有较高的智能化水平和较为完善的抗干扰能力，对系统结构的要求相对较低， 保证了系统运行的可靠性，在具体维护保养和使用过程中都较为方便， 现在的应用也越来越普遍，在这方面的应用也越来越广泛。

（二）交通公路系统中的应用

城市的发展离不开交通公路系统的发展，特别是日益复杂的交通系统和严格的交通秩序，因此对控制交通信号系统的要求也越来越严格，我们将逐步替代传统的交通信号控制方式在交通公路系统中运用PLC技术，加大了交通信号灯的控制能力，这一功能得以实现主要依靠于PLC控制器内部丰富的定时器资源和外部较强的适应能力，能够准确控制信号灯，特别是岔路口的控制。到目前为止，已使用的PLC控制系统内部都有实时时钟，能够实现无人全天候管理，加之该控制器还能进行联网通讯，让相关交通总部通过局域网技术，实现对控制信号灯的统一调度和管理，进一步减少信号灯的等候时间，城市交通管理实现科学化管理。

（三）数控系统中的应用

工业生产中不可避免的会使用数控技术，在一定程度上影响工业技术的发展，而PLC技术的发展带动了数控技术的发展。目前直线控制系统、连续控制系统、点位控制系统是比较普遍使用的数控系统在机械制造和加工过程中，普遍使用数控系统，在利用机床加工过程中主要使用点位控制系统来钻孔、镗孔，主要为了能够实现位置的精确移动，在对加工物体的运动轨迹不考虑的前提下，从一个位置准确到达另一个位置。数控系统主要依靠单板机控制和全功能数控装置两种方式来实现，这两个方式都主要依靠于PLC技术的使用，唯一的区别在于应用范围和功能的不同，后者功能较全， 但是成本较高。为了满足部分企业的单一功能实现，在市场和企业中普遍使用的是单板机控制系统， 这样在一方面既能避免传统单片机抗干扰、设计硬件电路、驱动电路、接口电路在长期应用过程中的问题，通过不断调整机床功能实现生产的需要，同时还能够升级相关技术，满足企业的发展需要，不断提高其管理的灵活性和机动性。

（四）电池生产线系统中的应用

自从PLC控制技术应用于我国的电池生产线系统，大大增加了生产能力，加速了我国电池生产业的发展。一方面能够提高生产线产品的电池质量，另一方面加大控制了各个环节。全自动碱性高能电池生产线 （FDK）是目前普遍使用的基于PLC技术的电池生产线控制系统，还包括电机、变频器、触摸屏等，实现了生产线在控制设备过程中的准确运行[3]。特别是影响电池质量的一些环节和生产节点，要进行有效的控制，在生产和加工的过程中，一旦出现故障， 能够及时有效的进行排查，杜绝类似问题出现。目前在我国的一些大型电池生产厂家，都采用基于PLC技术的电池生产线系统，保证了工序和安全的同时还保证了产品质量。

三、PLC自动化控制系统的优化设计

（一）硬件优化

第一，在输入电路方面。严格控制输入电源的供电电压，为了促使外界干扰作用得到降低，设计过程中，需要在电源中合理设置电源滤波器、隔离变压器等抗干扰电气元件。同时，隔离变压器使用时，要科学应用双层隔离技术，以便促使高低频脉冲干扰得到有效降低。输入电路设计实践中， 可以将DC24作为输入电源，如果电源中存在着一定的负载，那么就需要科学考虑电源实际容量和短路防护措施，以便促使PLC自动化控制系统的安全运行目的得到顺利实现。

第二，在输出电路方面。PLC自动化控制系统输出电路的设计实践中， 要积极开展设计准备工作，详细了解和分析实际生产工艺需求。借助于晶体管的应用，有效输出变频器调速信息、控制信息等。通过合理应用晶体管，可以在较大程度上增强PLC控制系统的运作效率。如果工作环境具备较低的频率，那么就需要合理選择继电器设备，增强其负载能力，降低设计难度。此外，如果电磁线圈存在于输出电路中，为了降低系统受到电流的冲击作用，可以在直流感性负载旁合理设计续流二极管，以便有效吸收掉浪涌电流，促使PLC自动控制系统得到高效保护。

（二）软件设计

软件设计也是PLC自动化控制系统优化设计的重点。在软件设计过程中， 需要将工艺流程充分纳入考虑范围， 科学设计梯形图， 借助于程序准确编写， 促使软件功能得到实现。只有软件设计工作得到了合理开展，方可以充分发挥PLC自动化控制系统的整体功能， 促进后续系统维护、调试工作的顺利开展。一般情况下，可以从模块化程序、基本程序两个方面来划分PLC控制系统的程序结构。基本程序主要是借助于独立的程序，有效控制生产工艺流程。而模块化程序则是通过一系列程序来划分整体控制目标程序， 不同的程序模块在任务方面也存在着差异。首先合理调试与编写子模块程序，然后将这些子模块程序合并起来，即可形成完整的控制程序。

四、结论

综上所述，PLC自动化控制系统在较大程度上促进我国工业的发展，其具有一系列的优势，可以有效优化生产过程，提升控制效果。但是，在未来的发展中，需要结合工业生产工艺要求，积极优化研究PLC自动化控制系统，从硬件优化和软件优化两个方面着手，完善PLC自动化控制系统的功能， 提升其整体运行效率，在工业生产领域内发挥更大的价值。

【参考文献】

[1]蒋明.地铁环控系统PLC自动化控制系统的优化设计研究[J].工业， 2016， 4 （10） ：123-125.

[2]陈昊.PLC自动化控制系统优化设计探究[J].丝路视野， 2017， 4 （11） ：32-35.

[3]苏晋惠.煤矿电气自动化控制系统的优化设计研究[J].山东煤炭科技， 2017， 9 （11）：43-44.