基于PLC技术的电气控制分析

基于PLC技术的电气控制分析

郭耀

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摘要：PLC技术属于当前电气工程领域应用较广的一项技术，具有诸多优势，而且实用性强，近年来在电气工程及其自动化领域突显出越来越重要的作用。企业将PLC技术引入生产中能大幅提高生产效率，而且也能减少人力资源。为了更好地利用此项技术，应加强对PLC技术在电气工程自动化领域的研究，不断提高电气控制自动化水平。

关键词：电气控制；自动化；PLC技术

PLC技术作为一种新型技术，近年来在电气工程自动化控制领域得到了广泛的应用，极大提升了电气工程自动化控制程度。本文就PLC技术的概念、工作原理、优点以及应用模式进行概述，并分析了PLC技术在电气自动化控制设备中的常见应用，以供参考。

1PLC技术的概念与工作原理

PLC技术是指通过可编程存储器对逻辑控制器的有效编程，从而实现对整个系统的控制。电源、显示板、内存、CPU主板等是构成PLC系统的主要元件。

它的工作原理包括三步：①输入采样：这属于PLC系统的起始阶段，通过扫描将数据信息传入系统内，并存储在内存中，也就是保存在I/O映像区的单元内。在PLC系统后续工作中I/O映像区域内的状态信息、数据保持不变，因此，在输入脉冲信号时需要保证其宽度不小于一个扫描周期，才能有效读出输入信息；②程序执行：通常参照由下而上的顺序扫描程序，PLC系统也可以自动开展控制线路的逻辑运算，并根据运算结果刷新I/O映像区域内的保存状态数据。简单来讲，在执行用户程序的过程中，I/O映像区域内的输入点状态保持不变，但其它输出点的状态数据将有所变化。因此，在执行程序的时候，使用立即I/O指令后，可直接存取I/O点信息；③输出刷新：这属于PLC系统运行的最后一环。待完成用户程序扫描后，系统会自动进入输出刷新阶段。根据I/O映像区域内的相关信息，CPU主板会自主刷新输出锁存电路，同时，利用输出电路驱动相关外接设备。

2PLC技术具有的优点

2.1反应迅速

相较于传统的继电器技术，PLC技术的结构更为简单，去掉了部分导线，且能独立完成全部运算。另外，避免了传统技术节点变位的问题，也无需考虑返还系数问题，因此，处理耗时少，反应迅速，能极大提升生产效率。

2.2操作简单

PLC技术中涉及到的指令更加简单、直观，工作人员只需掌握操作界面的有关指令以及操作方法即可，就能有效开展工业生产工作，可见，操作简单。同时，操作的便利性也降低了对工作人员的操作门槛，无需通过专业化学习，只需进行简单的培训就能胜任工作。

2.3安全可靠

工业生产车间大多环境复杂，除了强调生产效率以外，也更关注生产安全问题，切实保障生产人员的生命安全。不同于传统继电器，PLC技术发生故障的几率非常小，其抗干扰能力正不断增强，系统的安全性得到了有效提升。因此，PLC技术的安全性较好，为电气生产设备的有效运行提供了安全保障。

2.4拥有完善的技术功能

PLC技术的适应性非常好，伴随科技的发展，PLC技术也得到不断的完善。PLC技术与网络通信技术、数据处理技术得到有效融合，也大幅提高了PLC系统的控制性能，使其具备更强大的技术功能。

3基于PLC技术的电气控制分析应用

3.1闭环控制中的应用模式

在自动化电气控制系统内启动电机的方式有很多，常见的包括手动方式、自动方式。若使用自动启动方式，可应用PLC技术达到闭环控制的目的。比如，在温控系统中利用热电偶测试加热炉的温度，由温度变送器将热电偶的相关输出电信号处理为标准量程电流，之后传送至模拟量输入模块，通过A/D转换处理后就能得到与温度成比例的数值[3]。CPU主板将计算出的结果与预先设定的温度数值进行比对，并根据PID控制算法开展误差分析，获得运算结果后再传输至输出模块，然后通过D/A转换处理后得到电流信号。这样就能达到自动控制电动调节阀开度的目的，实现闭环控制。这种控制方式的优势在于能够将闭环内的相关干扰因素控制好，从而确保被控量能无限接近给定值。另外，可直接使用PID控制器，将其作为闭环控制器，因为它的结构简单，不涉及到数学模型，使用简便，而且灵活性好，从而将闭环控制过程加以简化。

3.2在顺序控制中的应用模式

电气工程自动化运行过程中对生产流程会严加管控，以保障生产的稳定与安全。利用PLC技术可优化生产流程，实现自动化控制。将PLC技术作为自动定序器，实现对序列的自动排序，用户处理步骤减少，从而提高了工作效率，也减少了过程中的浪费成本。顺序控制就是一种自动程序，由主程序与通用模块组成。在实际应用中借助远程控制程序就能对设备进行自动控制。PLC技术在这方面又可以划分为现场传感、遥控、顺序控制主副站等技术。比如，在火电厂中每天都会形成很多生产残渣，过去主要依靠人工处理，工作效率低下，并且伴有不少安全风险。引入PLC技术后通过传感器系统就能发现系统内部存在的很多残留物，并利用相关设施对其进行集中自动清洗。这样将发电系统中的杂质及时有效清除掉，也确保了发电系统的正常运行，极大提升了火电生产的安全性与稳定性。

3.3在开关量控制中的应用模式

数字开关量对于电气工程及其自动化控制来说是非常重要的。传统的电气工程自动化控制设备自身线路非常复杂，在维修期间往往需耗费大量的时间，而且维护难度大，在一定程度上影响到设备的正常工作效率。利用PLC技术实现对开关量的控制，并采用数字编程的方法可以提高开关量控制的可靠性及稳定性。通过PLC技术控制开关量能够检测到设备系统的实际运行状态，然后自动调节电流大小，确保设备能有效运行，并使开关保持低档状态。若发现设备系统保持高速工作状态，甚至大于额定功率，开关量控制系统就会跳转到辅助电源选项，自动调节系统额定电压，从而保障机电系统的安全性。另外，PLC技术在开关量控制中的应用，也可以对系统进行实时监测，并及时预警故障问题，自动加以处理，还能记录好相关故障信息，加以保存，为日后的故障分析与系统维护提供有效的依据。

3.4在数据控制方面的应用模式

数据控制属于电气工程及其自动化控制领域中主要环节之一。就数据控制而言，包括统计控制、数学控制两种。利用PLC技术可有效提升数据控制水平。该技术可全面分析电气工程自动化系统中的相关数据，并针对实际情况形成相应的数据控制指令，达到自动化管控的目的。通过PLC技术进行简单的编程就能过滤数据。扫描设备内的梯形图后，系统就能得到需要的数据信息，并采用编程的方式对数据加以处理。这一过程极大简化了繁琐应用流程，也充分发挥出PLC技术的优势，能够满足大规模数据处理的需要。

参考文献

[1]马栎. 基于PLC应用技术的电气控制分析研究[J]. 电子测试, 2021(14):3.

[2]李艳艳. 基于PLC技术的电气控制应用分析[J]. 电子技术与软件工程, 2021(6):2.

[3]薛辉. 基于PLC技术在电气设备控制系统中的应用分析[J]. 休闲, 2021.

[4]谢征. 电气控制与PLC应用技术的分析研究[J]. 百科论坛电子杂志, 2020.

[5]周怿源, 黄道春. 电气自动化控制中PLC技术的应用[J]. 电世界, 2020.