电气自动化设备中PLC控制系统的应用研究

王文魁

[摘    要 ]PLC自动控制系统主要依托现代化信息技术而产生的，因此将其充分应用于电气自动化设备中，不仅能显著改善传统自动化控制系统存在的诸多问题，而且还能够在运行与调试过程中发挥举足轻重的作用。本文主要分析电气自动化设备中PLC控制系统的应用。

[关键词]电气自动化;PLC控制系统;应用

[中图分类号]TP273 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）08–00–03

Application of PLC Control System in Electrical Automation Equipment

Wang Wen-kui

[Abstract]PLC automatic control system is mainly based on modern information technology， so its full application in electrical automation equipment can not only significantly improve many problems existing in traditional automatic control system， but also play a light role in operation and debugging. This paper mainly analyzes the application of PLC control system in electrical automation equipment.

[Keywords]electrical automation; PLC control system; application

PLC控制系统，最早被应用在汽车生产之中，可以算作是微型处理器，为提升汽车产量与新生产设备研究水平中奠定了重要基础。当前，该控制系统愈来愈成熟，在很多领域都得到了充分运用。

1 PLC控制系统概述

1.1 PLC控制系统含义

PLC控制系统，即专门为工业生产而设计的可编程序控制器，采用可编程存储器进行控制，通常也称之为一种基于数字运算操作的电子装置。PLC控制系统在整个工业控制中处于核心地位，主要通过对原继电器控制原理进行模仿而发展来的。PLC控制系统本身具有一定开放性，可以对计算机控制、数字通信、智能传感等进行充分利用，因此在当代电气自动化设备中处于显著地位。

1.2 PLC控制器特点

具体而言，PLC控制器具有性价比较高的特点。在整个控制器内部，能够为用户提供可以大量使用的编程元件，这些元件的控制功能比较强并可以比较容易地实现分散控制和集中管理;抗干扰能力强。将PLC控制器进行有效利用，只可以通过少数输入/输出相关硬件元件就能促进系统的良好运行，使得触点接触不良的故障问题得到迎刃而解;编程简单。PLC系统具有开发周期短且使用便捷等特征，该系统可以不利用计算机知识就可以容易实现，调试安装也非常容易，使得实际应用工作量得到大大降低。

2 电气自动化设备中PLC控制系统特征

2.1 效率较高

在电气自动化设备中，PLC系统使用继电器作为核心结构，该设备属于电控制器件。相较于传统设备，该继电器结构可以不通过导线进行工作。如继电器在工作时，既可以完全不考虑结构中节点的变位时间也可以将返回系数一概忽略，促使数据处理变得更加简单，因此系统应用效率自然较高。

2.2 操作便捷

将PLC控制系统应用在电气自动化设备中，监测控制人员时，可以遵循系统传递出的简易指令进行操作，既使得工作人员操作难度大大降低又确保设备能够正常运行，促使控制人员的工作效率得到大大提高。

2.3 安全性更高

PLC控制系统一旦运用在电气自动化设备中，可以使设备对抗外界干扰的能力得到迅速提升。如设备在某些情形下不得不在复杂工作环境进行运作，即便这样设备也能够不受到任何外界干扰，使得设备的可靠性与安全性得到显著提高。

3 电气自动化设备中PLC控制系统的具体应用

3.1 在順序控制中的应用

相较于传统生产设备，电气自动化设备势必会增加一定的生产成本压力，因为在运行期间消耗的电力资源较多。但是，将PLC控制系统应用在电气自动化设备中，不但可充分改善耗电量较大的问题，还可以有效控制设备开关量从而避免不必要的电力浪费。

首先，现代企业在实际生产活动中，将PLC控制系统应用于电气自动化设备中，很容易就实现在整个生产过程中对电气自动化设备的单向性控制。在此基础上，还使得设备自我控制能力得到显著提高且资源消耗量得到大大降低，促使电气自动化设备能够在更复杂的控制任务中实现运行目的，从而有效提高设备的控制效率。

然后，将系统应用在工程实践领域中，可以将开关量作为主要控制对象。然后对继电器的控制元件进行一定改进，使控制灵敏性得以显著提高并使自动控制体现出顺序性，最大限度地避免传统控制方式中控制顺序混乱、控制质量差等问题。例如，可以将PLC控制系统应用在人机接远程站点和主站层之间，可以先优化现场传感器的站点控制，之后对设备运行通过PLC控制盒进行有效自动化控制，这样设备运行效率就可以得到显著提升。

3.2 在闭环控制中的应用

在电气自动化设备中应用PLC控制系统，可以实现对设备的闭环控制。

如在所有泵类控制系统中，电机有旁手动启动、自动启动、现场控制箱启动等多种启动方式，而应用PLC控制系统可以进行有效干预。在上述情形下，设备可以充分依据泵的实际工作情况合理选择出最佳控制方法，这样既保证泵电机稳定性的运行状态又可以使得系统生产效率得到较大控制，同时也能简化控制动作各项操作。

3.3 在开关量控制中的应用

对于传统电气自动化设备而言，在执行控制动作时经常使用磁性继电器。然而，这种控制方法操作比较复杂，而且还涉及控制系统中的很多触点，很容易对系统的安全性与可靠性产生极大不良影响。而运用PLC控制系统，可以有效实现对开关量的控制。

如将软继电器装置方式应用在PLC控制系统中，从而实现对电气自动化设备开关量的控制。这种方法既可以较大力度地优化自动控制过程又可以显著提高整个自动化设备操作系统的安全性，最终达到减少开关使用量的目的。如在电气自动化设备中增加PLC控制系统，并将其应用在工业运输领域，在运输机上装设电动机，这样运输量就能得到较大程度的提高。同时，还可将相应运输机优先开启，对其他运输机开启指令进行操作时可以遵循预设顺序完成。最后，在结束运输任务后，将开关反向关闭，使得运输效率在PLC控制技术下得到显著提升。

3.4 在自动切换控制中的应用

具体而言，PLC控制系统不仅能对电气自动化设备实现自动投切操作功能，还可以针对其他相关控制要求在满足设备运行期间具体工况的过程中，逐步使设备的综合性能得到巩固。

将自动投入装置引入到PLC控制系统备用电源中，可以通过自动控制程序段实现自动切换控制的目的，也可以对设备正常运行状态下的信号数据进行充分借鉴，在此基础上提供备用电源启动开关开闭动作的有效切换依据，从而使得PLC控制系统操作性能得到显著性提升。

3.5 在制药设备中的应用

就我国制药行业而言，在整个生产过程中，不仅对工艺流程要求非常严格而且还要求能够有效控制车间工艺。因此，就可以充分发挥PLC控制系统的有效作用，使得其在整个制药设备中灵活应用。

①可以将该系统运用在药品制胚过程中。利用该系统合理控制炮筒按照既定操作程序，并且调节注塑机模具在生产中的运行状况，还可以对机械手取胚的前后运行情况进行相应控制。经过上述操作之后，就可以在模具中取出已经制作完成好的瓶胚。②再利用该系统在进行吹瓶时促使瓶胚保持自动上吊环、自动焊接吊环等运行在轨道中，还可以对瓶胚在灯箱内加热的整个过程进行良好控制，一旦加热好瓶胚之后，控制系统还可以将其在模具内进行传动后实现吹瓶操作。在接下来的配药过程中，该系统还可以对配药机进行精准控制，促使其能够严格遵循药方实现整个取药过程。该系统在当前模块化编程技术中运用的相当广泛，不仅可以使初始化过程变得极其简化还可以提升整个运行的稳定性。③在为药瓶灌装药品时，该系统可以对所有实时参数通过事先设定的洗灌封机组进行有效监视，促使整个灌装液位控制在恒定范围内，对整个生产过程中的压力以及温度等实现全程闭环控制。然后进行灭菌，系统在这个环节中发挥出了最大优点，通常使用水浴式湿热灭菌的方式。虽然整个灭菌过程比较复杂，但是应用该技术可以使相应模块得到最大化扩展，并促使外部模拟信号转变为数字信号，再对整个灭菌过程通过控制系统的逻辑进行计算，使得整个控制结果能够有效测定整个过程曲线。④在对药品检漏与包装环节，该控制系统先对执行机构施加一定压力进行控制，而后采用光电感形成的光源信号检测瓶子，假如瓶子质量与相关要求不相符合就会被剔除掉。在最终的包装环节中，技术工人还可以利用该控制系统实现自动化包装技能，可以说在整个密封设备和排风设备以及蠕动电机等方面完全实现了全封闭的操作，保证整个包装环节能够在洁净舒适的环境中进行。

3.6 在供水中的应用

在我国自来水厂的自动控制系统中，主要包括变频恒压供水控制与水源地水泵工作控制。而选择PLC控制系统对整个操作实施有效监控，可以充分发挥其作用。

①通过该系统对整个供水输入量进行控制，在此基础上有效把控其精度与可靠性。②有效检测整个供水系统输入状态，在此基础上计算从外界输入的数据，再将相应控制量进行输出。接下来，变频器作为重要后续控制单元，有效控制供水系统中的终端设备，然后使该设备的变频器调速与多段调速等符合相关要求。③水泵就成为整个供水系统的重要执行机构，通过该系统中的变频器对电动机的转速进行精准控制，通过控制来决定最后水流量的实际大小。如我国不同地区水资源并不相同，依据不同系统的控制功能要求，对部分城市的供水情况需要严格遵循可靠性与经济性进行充分考虑，某个地方人口较多就需要提供较大的用水量，某个地方地广人稀所需用水量必然较少。同时，在我国大部分城市的供水系统中，有非常多的输入端口和输出端口，在实际控制过程中系统需要充分结合变频器进行科学合理的设计。在实际应用中，相关技术人员要根据实际情况选择合适的软件体系和硬件体系，并且在应用PLC控制系统时采用的是全封闭模式。

3.7 在自动分拣生产线中的应用

PLC控制系统还可以在整个自动分拣生产线中发挥重要作用，具体如下。

如自动分拣生产线基本上包括不带复位的按下启动按钮、不带复位的按下停止按钮及带复位的按下急停按钮。在实际操作过程中，可以应用该系统控制按钮自动启动，在指定位置将送料气缸放置其中，再让电磁阀通电，从而推出仓内存放的相关零件，控制系統会在气缸伸出至某个位置时控制电磁阀失电，这样整个送料动作就顺利完成。然后，控制系统通过皮带启动整个变频器，通过有效检测在皮带上的颜色传感器或金属传感器等，有效分开不同类型的零件;接下来，在固定槽内一旦出现了非金属零件时，控制系统还会控制相应的气缸将这些零件全部排出并推出来;最后，通过皮带终端，所分解的金属零件会顺着终端到达最后的到位开关。这时，控制系统还会控制机械手进行上升，所上升的距离就是机械手的上限位，还可以控制机械手采用右移或下降操作对所需的金属零件进行夹取，最后上升到上限位，顺利完成对金属零件的放置工作。当一个零件被放置好之后，控制系统就会控制送料气缸产生相应动作，然后将下一个零件顺利推出，进行相应的循环动作。

4 结束语

传统电气自动化技术在效率上存在一定的问题，而PLC技术首先在配置上拥有可视化图形界面，能够通过触摸屏简化操作，为操纵员带来了极大的便捷，通过能够通过远程监控的方式，方便操纵员对现场的情况进行分析，本文通过分析PLC在实际工作中的应用，将其与传统自动化技术进行对比，突出了PLC的优点，希望能够对实际工作过程起到促进作用。

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