PLC在工业电气自动化中的应用研究

高舒雅

摘 要：我国国民经济的发展，与工业的大力进步是离不开的。近些年随着国内电子技术与信息技术的创新与发展，电气自动化越来越受到重视。PLC作为一种可编程的存储器，能够更好地促进电气自动化在工业中的应用，能够有效地提高工业效率。本文从PLC和工业电气自动化的概念出发，分析了PLC的工作原理与特点，重点阐述了PLC在工业电气自动化中的具体应用，希望能为相关领域的工作人员及研究人员提供一些理论支持与帮助。

关键词：PLC；电气自动化；工业

1 PLC概述

可编程的逻辑控制器，英文为ProgrammableLogicControlle，本文重点阐述的PLC是它的英文缩写。PLC作为一种新型的通用的可自动控制的装置，可以实现对工业环境的控制，因此主要被人们应用于工业电气自动化技术中。PLC很好地融合了计算机技术、通信技术与继电器技术，所以人们在使用它时能够感知到其在操作上的便捷。

1.1 PLC的工作流程 ①输入采样。PLC第一个工作阶段，是为输入采样阶段。PLC读取采样数据的方式是扫描，在扫描的同时，PLC会将读取到的数据存储在自身携带的输入/输出映像区中，当输入数据采样之后，PLC随即会转入用户程序，并继续执行输出刷新操作。在这一过程中，输入/输出映像区中所接收的数据不会因为输入的数据状态发生改变而改变。因此，在PLC以脉冲信号的形式输入数据时，对该信号的要求就是宽度一定要比一个扫描周期大，因为只有比一个扫描周期大才能最终保证在任何情况下都可以读取到输入的数据与信息。②程序执行。PLC第二个工作阶段，是为程序执行阶段。用户程序在执行的过程中，PLC是按照自上而下的执行顺序对之进行扫描，并且按照这一固定的顺序与路线对之加以运算。之后再根据得出的运算结果对存储区中的状态或者入/输出映像中的状态进行刷新操作，从而确定用户程序中的处理指令是否需要执行。③系统输出刷新。PLC第三个工作阶段，是为系统输出刷新阶段，这一阶段的工作是可编程控制器所要完成的真正任务。PLC在这一阶段需要完成的操作是在执行完用户程序之后的刷新操作。在这一过程中，系统的CPU（中央处理器）将会以输入/输出映像中相应的状态以及在第二个工作阶段中输入的数据为根据来进行锁存电路的操作。在此之后，PLC还要完成其他外设驱动的工作。

1.2 PLC的特点 ①极高的可靠性与抗干扰力。强大的自我诊断能力、及时的错误信息反馈和故障检测、能够进行屏蔽、滤波、隔离等功能的硬件措施、积极保护信息、恢复信息、设置警戒时钟……这些软件措施都使得PLC具有极高的可靠性与抗干扰力。②极强的通用性与可变的控制程序。PLC在硬件装置方面品种齐全，而且可以组成能够满足不同用户需求的控制系统，用户在使用与操作时也十分便利。③广泛的适用性。随着科学技术与信息技术的发展，现代PLC不仅仅可以实现逻辑运算、计时计数、顺序控制等方面的功能，还可以进行数字和模拟量的输入/输出、通信、人机对话等功能。用户可以利用PLC控制一整个生产过程。④简单且容易掌握的编程。目前，有些技术操作需要专业的人士进行，而且比较复杂不易于掌握。PLC由于采用的方式都是梯形图编程，线路相对而言比较清晰简单，而且配备有专门的用户手册，用户只要经过仔细的阅读与短期的训练就可以学会编程与控制程序。⑤减少工作量。PLC的用户程序可以让电气自动化的员工在实验室就进行相关的模拟调试，现场调试工作量被大大降低。此外，PLC运用了软件取代了传统的中间继电器与时间继电器，原本需要花费大量时间与精力的控制柜设计安装工作量被大大减少。

2 工业电气自动化概述

工业电气自动化，顾名思义就是在工业企业中应用电气自动化。电气自动化主要包括技术领域的电子技术、信息技术、网络技术、电机电器技术与机电一体化等等技术内容。随着计算机技术和互联网技术的不断发展，工业电气自动化在技术方面获得了愈来愈强有力的支撑，同时，工业也随之获得了更好的发展，国内国民经济也进一步得到了增长。

3 PLC在工业电气自动化中的具体应用

3.1 PLC在传统机床系统中的应用 工业企业中传统的机床系统都是采用的易出现触头接触不良与线路老化情况的电气控制模式，这样势必会导致工业企业的工作效率低下、能源消耗大以及机器故障率高等不利于企业发展的后果。针对这些问题，PLC可以对传统机床系统的电气部分进行改造，改造的内容一方面是软件一方面是硬件。PLC系统不仅仅可以通过编程对其加以控制，还可以对实时运行状态进行监控。这样可以大大提高传统机床系统的稳定性，保证机床运作的效率，企业机器维护的成本得到降低，能源消耗也被降低了。工业企业机床设备由此从传统的电气控制转变为逻辑控制与数字控制。

3.2 PLC在火电系统中的应用 火电厂作为工业企业的分类之一，PLC在其中也获得了广泛的应用。水处理系统、输煤系统、除渣系统和除灰系统都是火电厂的辅助系统，而且大量的顺序控制与开关量控制在这些系统的工艺流程中是非常之有必要的。PLC不但可以对上面所提及到火电系统的任一系统中的任一工艺流程加以控制，还可以利用该系统的通讯模块将火电厂全部的数据通信逐一都实现，如此一来，火电厂各辅助系统的运行情况也就轻而易举被掌握了。

3.3 PLC在煤矿系统中的应用 我国作为一个煤矿大国，实现煤矿领域每个系统的电气自动化有利于提高煤的产量，更对防范安全事故有着重要的作用。现在一般将PLC应用在煤矿的通风机自动化监控系统中，在这一过程中，以高性能传感器为辅助，通风机的各种状态都能被实时监控到。而且在无人值班守夜的情况下，可以在中央控制室实现远程监控，最大限度地满足了生产需求。PLC的故障诊断程序能够为煤矿工作人员提供最基本的信息，以及时进行故障查询与维护。

4 结束语

工业在一个国家国民经济中占据了重要部分，因此一定要将新兴的科技大力引进工业领域中，电气自动化在工业中的应用有助于提高工业效率、降低成本与能耗，但传统电气自动化还存在一些问题与弊端，需要及时创新与发展。本文重点阐释的PLC控制系统，因其极高的可靠性与抗干扰力以及广泛的适用性、简单已掌握的编程等优点被广泛应用于工业电气自动化中。

参考文献：

[1]焦延国.工业电气自动化发展探究[J].中国对外贸易：英文版，2011.

[2]李俊峰，王志坚.浅析机械制造技术智能化发展趋势[J].企业技术开发，2012.

[3]袁伟民.PLC在工业电气自动化中的应用研究[J].电子制作，2015.