PLC技術在電氣設備自動化控制中的應用

高利強

【摘 要】在以往的電氣設備自動化控制過程中，電氣的控制通常是采用連接線的形式實現的，但是由于這些連接線的維護工作耗時巨大，并且很難保證電氣設備的運行質量，尤其是在較長的復雜線路中就更是顯得捉襟見肘，給電氣線路的維護帶來了很大的困難。本文主要從PLC技術在電氣設備自動化控制中的應用入手，通過對PLC技術的相關理論知識的介紹，了解PLC在電氣設備自動化中的應用，并且結合相關理論和工程實踐對其將來的發展前景做出預測。

【關 鍵 詞】 PLC技術；電氣設備自動化控制；應用

【中圖分類號】S972.7+4【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）07-0243-01

1.引言

PLC技術在電氣設備自動化控制中得到了越來越廣泛的應用，這主要是得益于傳統的電氣控制技術的一些不足。PLC技術的運用有效的克服了傳統控制系統使用復雜、維護檢修復雜的缺點給電氣設備的自動化控制帶來了新的發展，是電氣設備自動化控制的復雜度大大的降低，減小了人力物力的消耗，提高了企業的生產效率，降低了企業的生產成本。也正是由于PLC技術的大規模投入應用，才使得一些行業取得了突飛猛進的發展，大幅度的降低了對資源的消耗，提高了生產效率，因此，可以說，PLC技術為現代化建設做出了不可忽視的貢獻。

2.PLC技術理論

國際電工委員會（IEC）于1987年頒布了可編程控制器的標準及其定義：“可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計，它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲程序，執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的命令，并通過數字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P設備，都應按易于與工業控制系統連成一個整體，易于擴充功能的原則。

PLC技術具有以下主要特點（1）可靠性高，抗干擾能力強。為保證PLC能在工業環境下可靠工作，在設計和生產過程中采取了一系列硬件和軟件的抗干擾措施，主要有以下幾個方面：①隔離，這是抗干擾的主要措施之一。PLC的輸入、輸出接口電路一般采用光電耦合器來傳遞信號，這種光電隔離措施，使外部電路與內部電路之間避免了電的聯系，可有效地抑制外部干擾源對PLC的影響，同時防止外部高電壓竄人，減少故障和誤動作。②濾波，這是抗干擾的另一個主要措施。在PLC的電源電路和輸入、輸出電路中設置了多種濾波電路，用以對高頻干擾信號進行有效抑制。③對PLC的內部電源還采取了屏蔽、穩壓、保護等措施，以減少外界干擾，保證供電質量。另外使輸入/輸出接口電路的電源彼此獨立，以免電源之間的干擾。（2）功能完善，擴充方便，組合靈活，實用性強?，F代PLC所具有的功能及其各種擴展單元、智能單元和特殊功能模塊，可以方便、靈活地組成不同規模和要求的控制系統，以適應各種工業控制的需要。（3）編程簡單，使用方便，控制程序可變，具有很好的柔性。PLC繼承了傳統繼電器控制電路的讀圖習慣，采用面向控制過程和操作者的“自然語言”。（4）體積小，重量輕，功耗低。由于PLC是專為工業控制而設計的，其結構緊密、堅固、體積小巧，是實現機電一體化的理想控制設備。（5）安裝簡單，維修方便PLC不需要專門的機房，可以在各種工業環境下直接運行。使用時只需將現場的各種設備與PLC相應的I/0端相連接，寫入PLC的應用程序即可投入運行。各種模塊上均有運行和故障指示裝置，便于用戶了解運行情況和查找故障。PLC還有強大的自檢功能，可進行自診斷。其結果可自動記錄，這為它的維修增加了透明度，提供了方便。（6）環境要求低，適用于惡劣的工業環境PLC的技術條件能在一般高溫、振動、沖擊和粉塵等惡劣的環境下工作，能在強電磁干擾環境下可靠工作。這是PLC產品的市場生存價值。（7）易學易用PLC是面向工礦企業的工控設備，接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。

3.PLC技術在電氣設備自動化控制中的應用

3.1PLC技術在順序控制中的應用

順利控制大量應用與生產企業的控制系統，主要是實現對于相關的電氣設備的順序控制，例如在鋼鐵生產、火力發電、機械制造等眾多的子系統中都是運用了順序控制的方式。以輸煤系統的順序控制系統為例進行分析。眾所周知，輸煤控制系統設計水平直接關系到企業的生產效率以及煤炭資源的利用率問題，通常情況下，順序控制系統做的越好，就會使得煤炭在輸送中的效率越高，從根本上提高生產效率。目前的輸煤系統已經基本實現了PLC技術的應用，這對于提高生產效率的效果是很顯著的，同時能夠有效的減少企業對于生產操作人員的需求，降低企業的生產成本，增加企業的利潤率。而且PLC技術的投入可以使得大量的生產流程實現無人值守生產，這也有利于提高企業生產的穩定性、降低企業對于人員的依賴，加快企業的現代化步伐。

3.2在開關量控制中的應用

根據對PLC技術的分析，其實質是通過定義虛擬繼電器來取代機械繼電器，并且可以忽略其系統反映時間，其返回值也是無關緊要，因此PLC技術在開關量控制中具有很高的實用價值。例如在常用的斷路器電路系統中，傳統的斷路器大都是采用機械繼電器進行控制，需要較長的反應時間，對于控制信息不能做到準確及時的傳遞。然而在PLC技術在斷路器中應用以后，就會立即改善系統的反應時間，可以對系統的信息做到及時的相應，加快系統的反映速度，提高電氣設備的自動化控制水平，提高系統的可靠性，降低對電氣設備的損壞。

3.3 PLC技術應用前景

目前PLC的應用主要是在較低頻率下，這主要是由于目前的PLC工藝等原因的影響，使得PLC缺乏一定的抗干擾能力，當PLC應用在復雜電磁環境時，就會產生系統信息的錯誤，影響系統的可靠性，妨礙正常的生產過程，甚至可能造成重大的經濟損失，因此在未來的PLC技術中要加強對PLC技術可靠性的研究，加大其在復雜電磁環境中的應用研究，增強其抗干擾的能力，同時在PLC的應用中要加強對于系統整體設計、安裝過程中的研究，盡最大可能降低環境對于PLC的影響，提高系統的可靠性能，將外界因素對于系統的影響降低到最小。而且PLC技術的應用也需要借鑒其他一些成熟技術在電氣設備自動化控制中應用的經驗，結合PLC技術的特點及優化進行適當的吸收和學習，加快推進PLC技術在電氣控制領域的推廣和應用，從根本上提高企業生產效率，降低能源資源消耗。

4.結束語

本文介紹的PLC技術是目前電氣控制領域較先進的技術，由于它的技術優勢，能夠有效的解決傳統控制方式存在的問題，降低企業生產成本，減少能源資源消耗，起到加快建設“資源節約型”社會的目標。但是由于PLC技術本身也存在著一些技術瓶頸有待克服，因此在今后的PLC技術在電氣設備自動化控制領域的研究中要加強對于PLC技術應用可靠性和在復雜的電磁環境中應用的研究，以期更好的實現PLC技術的應用。

參考文獻

[1] 劉光啟，周亞夫.PLC技術及應用[M].浙江大學出版社，2008

[2] 衛峰，牧運華.PLC在電氣設備自動化控制中的應用[J].電源技術應用，2012

[3] 葉曉輝.PLC在電氣自動化中的應用現狀與發展前景概述[J].中國新技術新產品，2009