电气控制与PLC应用技术研究

吴惠娟

（江苏省常州市武进职业教育中心校，江苏常州213000）

0 引言

可编程控制器简称PLC，其利用存储逻辑，实现了对外部接入结构的有效简化，相较于传统接线控制，效率更高，且维修与优化较为方便，对于控制系统的升级与改造有着极高的应用价值，且其中编写的程序也可根据生产作业需求及时进行调整，能够有效满足生产实践环节中的多项需求，实用价值显著，在电气控制系统中有着广泛应用。

1 PLC特点分析

（1）结构简单。PLC实现了传统接线逻辑的优化，具有高度集成性，可依托于简单的接口以及多种符号完成对参数设定的表达，可操作性极强，应用技巧很容易被操作人员所掌握，只需掌握简单的编程逻辑就可实现对PLC的高效应用。另外，其在设计的过程中，可结合系统结构要求，完成对控制器体积的调整，结构简单可靠。

（2）抗逆性强。PLC技术利用集成电路，结构可靠性较强，多选用抗感染电路技术，且集成了监控报警器，其本身就具备较强的抗干扰能力，且依托于报警器，其在运行异常或产生故障的情况下，就会及时发出警报。PLC相较于传统继电装置，更适用于复杂的工业环境，此外可利用编写针对性程序实现对外部连接设备的有效监控与诊断，安全性与稳定性较高[1]。

（3）易于维护。PLC的存储逻辑设计方法有效简化了内外部结构，反应灵敏性强，且结构相对简单，并设置有诊断与报警装置，这就为后期维护工作的有效开展提供了极大的便利。另外，由于其程序可及时修改，故有利于后期改造，能大幅降低检测与维护成本。

（4）语言模块化。PLC电子芯片的编程具有极高的模块化特点，可采用多种语言进行控制，以此为基础，编程人员只需利用熟悉的语言就可完成程序编译，不需要耗费大量时间再去学习专门的编程语言。另外，PLC不需要外接线与终端连接，指令下达与传输速度极快，对语言的识别能力极强。

2 电气控制与PLC技术的融合性

PLC体积小，重量轻，对环境要求不高，电气控制装置组装简单，可实现系统架构与功能的集成。PLC技术目前已经在电气控制领域得到了广泛应用，融合了先进的抗干扰技术，有效提高了系统的稳定性与安全性。利用PLC组建外源设备的检测系统，可实现对外部连接设备运行状态的动态化监控，并及时发出错误与故障警报，应用与研究价值显著。本次对电气控制与PLC技术的融合研究主要从传输过程及控制系统两方面入手。

2.1 传输过程的融合性

PLC在电气控制系统采样阶段，主要通过扫描完成输入状态与数据的采集，并将其存储到对应的单元中，随即通过编写程序完成对数据的输出与刷新，该过程I/O映像区域中对应单元的数据与状态将维持在稳定状态[2]。此后，通过操作人员编写程序的处理，可利用多个触点形成控制线路，并完成相应的逻辑运算。在指令执行的过程中，I/O映像区数据、状态仍保持不断，但输出点及软设备的状态及数据可能产生变化。

2.2 控制系统的融合性

电气控制系统中使用PLC能够替代原本的继电装置，有效实现对原有控制功能的进一步扩展，扩大电气控制系统的应用范围。PLC不光可应用于独立的设备中，同时在生产线以及组合设备中也有极高的应用价值，可完成对整个电气控制系统温度、流量、液压以及速度等模拟量的有效控制，能够发挥出集中控制的作用[3]。电气控制系统在完成多台设备的组合控制时，其主要控制目的可由PLC实现，需要注意的是，当PLC停止运行时，其所对应的组合设备均将停止运行，故在将其应用于控制系统时，需尽可能确保其独立性，实现对整个电气系统的分散控制，以此在保障信号接收与传输的同时，避免出现大规模停运现象，从而维持整个电气系统的稳定运转。

3 电气控制与PLC技术的应用

（1）炼钢领域。炼钢企业均会配置高炉鼓风机，该类设备运行状态一般都较为稳定，可有效提高铁水的提取量，但该类设备一旦出现故障问题，很容易造成大面积瘫痪，不光会浪费较大的成本，维修过程也较为困难，需要耗费大量的时间，将直接导致企业利益受损。为防止其出现故障，可针对该设备跳闸压力低的特点，利用两个变换控制电源以及电气控制实现瞬时断电与切换，以此提高设备运行稳定性及生产作业效率。

（2）环保领域。目前环保工程在国内已经得到了极为迅猛的发展，对环境保护有着重要的促进作用。以环保领域的脱硫工程为例，在脱去煤炭中二氧化硫的过程中，需要用到风机与水泵，如仅仅以人力进行控制，不光效率不高，脱硫质量也难以得到保障。对此，可利用电气控制技术和计算机编程，通过PLC对风机与水泵的控制，进一步提高脱硫作业的效率，提高脱硫过程的自动化水平。另外，利用PLC还能够将所采集的数据存储到对应的单元中，为下次利用以及后期的数据分析打下一定的基础，进而可基于数据分析完成对系统的进一步优化，这就能够有效降低故障的发生概率。

（3）纺纱领域。在纺纱领域，依托于PLC电气控制系统可高效完成人机界面处理，电气与开关柜控制等。在应用过程中，可以利用控制系统完成对纱锭控制工具内信息数据的采集与传输工作，进而在人机界面接收到数据后进行分析和处理，并及时反馈给调度管理人员。利用PLC，可以将其所控制的所有纱锭控制工具进行整合，形成逻辑环[4]。而由此组成的电气控制系统则可以完成对纱锭对应数据的采集、传递、统计以及清理等工作，能够为工作人员提供更为详细的数据，并可利用计算机完成对既有数据的处理分析，从而给纱锭管理工作带来极大的便利。另外，以PLC电气控制系统管理纱锭相较于传统模式优势极为显著，可实现高效的定性分析，且控制系统运行较为稳定，接入自动化总线协议的可行性极高。

（4）电力领域。为保障发电过程的安全性与稳定性，大型火电厂均会对发电机组的控制系统进行严格监控，多采用协调控制的方法。在采用PLC电气控制系统后，一方面可基于纯电气控制，建立相当于变电站的综合管理系统，对管理设备的重要等级进行划分，并利用界限与通信接口，将所有装置连接起来，由管理调度中心进行统一管控，从而进一步提高操作的安全性与稳定性[5]。另外，也可基于分布式系统，将发电机组与锅炉按照一定层次设置，进行分层管理。上述两种应用模式均可提高发电机组运行过程的安全性，且能够为后期检修维护提供一定的便利。

（5）物流领域。目前物流管理过程中，立体仓库的管理无疑是核心内容之一。为实现对立体仓库的高效管理，有必要建立基于电气控制技术与PLC技术的管理系统，将计算机、PLC、穿梭机以及出入库传送机结合起来，以闭环控制的方式，实现对货物出入仓过程进行严格管理。首先需要利用编码器完成对采集数据的传输工作，进而计算机在接收数据后进行处理，并以转速的形式将数字信息传输给PLC，以此完成电气闭环控制。采用PLC电气控制系统，能够进一步提高立体仓库管理的效率，对仓储管理的发展有着显著的促进作用。

4 结语

综上所述，基于PLC的特点，将其与电气控制系统进行联合应用可行性极高，可进一步提高系统的自动化水平与抗干扰能力，且电气控制与PLC技术的融合，可广泛应用于炼钢、环保、纺纱、电力、物流等领域，价值显著，故有必要进一步加强相关研究，切实将该类技术高效应用于生产实践环节中，以此更好地发挥电气控制与PLC技术的应用价值。