电气自动控制PLC的应用分析

电气自动控制PLC的应用分析

李伟涛

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摘要：随着制造业技术的发展，数控技术在世界各国的制造业中被广泛应用，这不仅提高了生产水平和制造能力，更是对制造业市场的竞争力有很大帮助。其中，PLC 在工业自动化生产中也得到了广泛的应用。本文通过对PLC 的工作特点以及原理进行全面的说明，以及PLC 在电气自动化应用中作进一步阐述，并针对系统运行中出现的问题，进行控制措施的改进。

关键词：电气自动控制；PLC；自动化生产

0 引言

PLC 自动控制系统是将计算机技术、自动控制技术及通信技术等现代技术相互结合并且将这些技术融会贯通的自动化控制系统。目前在工业领域中也得到了较为广泛的应用。刚开始PLC仅仅是作为继电器接触器控制系统的替代品出现，但是紧随着科学技术发展的脚步，越来越突出地显现出PLC 技术在电气自动控制的应用系统中的独特优越性，反映在实际应用中可以进一步地提高电气控制系统的可靠性，而且其可靠性还可以完美地通过PCL自身的抗干扰功能显现出来。

1 PLC的主要特点

1.1具有较强的通用性

运用PLC 技术的时候，只要PLC的相关装置配备齐全，就能够满足不同控制对象中所需要的配置要求。随着PLC 技术的不断发展，应运而生出不同种类和规模的系列化产品，也相应地使得PLC能够广泛地应用到各种规模的工业控制场合。因为PLC不但有逻辑处理的基本功能，能够适用于各种规模的电气控制器，而且越来越多的PLC还能进行数据运算，这就使得到数字控制领域中也越来越多地使用PCL。

1.2抗干扰能力较强

良好的可靠性作为电气控制设备的不可或缺性能，PLC就很符合这个性能，在实际应用中较强的抗干扰能力相应的就使得其可靠性增加。为了保证PLC 的可靠性，PLC技术会相应地采用现代大规模集成电路技术，使用严格的生产工艺制造。此外，使用了PLC构成的控制系统，电气接线以及开关接点可以相应地减少，因此相应地也会降低故障率。更重要的是PLC 的硬件故障自我检测功能，在出现故障后会发出警告，所以它的可靠性也更强。

2 PLC 的工作原理

可编程控制器(PLC)主要组成部分包括：存储器、中央处理器、输入输出单元、电源和编程器等。如果PLC要投入使用，运行的过程主要要经过三个阶段：输入采样、用户程序执行和输出刷新。开展输入采样工作是PLC 进行使用的首要工作，PLC通常是采用扫描的方式来读取输入的数据，并且一步一步地读入所有的输入状态，并将读取的输入数据和状态存入相应单元的印象区内。然后执行用户程序， PLC 会上下扫描相关的程序，通过控制控制路线中的逻辑运算，来刷新映象区内存在的数据状态，再确定各种相关的规定和指令。最终就会进入输出刷新阶段。在此期间，把所得到的数据进行刷新，然后锁存在与电路驱动相对应的外设中。

当前，PLC 的应用十分广泛，在国内外的各个行业都有所使用，主要包括工艺制造、交通运输、钢铁、电力、机械制造等。实际的应用举如下三例：

3.1 PLC在中央空调上的应用

中央空调冷冻主要有三种控制系统：早期的继电器控制系统、直接数字式控制器DDC以及PLC控制系统。继电器控制系统随着时间的推移慢慢显露出各种很缺点和漏洞，也因此已经逐渐淡出人们的视野。而直接数字式控制器DDC，由于其本身的抗干扰能力没那么强，即便也发展了它的智能化系统，可是它的分级分步式结构还是存在着较大的局限性，这些局限性就导致了它应用范围的缩小。在前两种控制系统的局限性局限之下，PLC控制系统就凭着它极强的抗干扰能力、使用与维护方便，运行又更为可靠，并且适合新型高速网络结构，这些特性，日益广泛应用地应用于各个领域，因此中央空调冷冻系统也少不了对PLC的应用。

3.2 PLC在制造领域的应用

PLC 今年来已经广泛应用于制造领域。因为PLC 是专门在工业环境的应用由此而诞生的工业控制计算机，具有抗干扰能力强、可靠性高等特点，符合了实现机电一体化的理想控制装置。PLC 控制系统投入到产品生产加工领域，促进了自动化工业生产线不断发展完善，使生产线系统功能不断健全，操作控制程序变得更为简易。

4在实际应用中影响PLC 自动控制系统可靠性的因素

4.1 PLC 信号输入错误

在PLC 自动控制系统运行的过程中，机械触点偶会产生抖动，对于比较短的PLC 的扫描周期来说，会造成PLC 分析触点闭合的次数时而产生错误，而累加、技术及移位等指令也会相应地出现错误；在运行中很容易受到机械的拉扯，导致传输信号的线路被拉断，或者出现短路，使得现场信号不能够传送到PLC；由于使用的时间太久，线路会出现老化的状况，致使传输信号线不能够完成将信号传送给PLC 的结果出现。这些都是在PLC 自动控制系统应用的过程中到导致信号输入错误的影响因素。

4.2执行机构发生错误

没有正常打开各种电动阀和配套的电磁阀的开关，亦或是没有及时关闭某些需要关闭的开关，致使执行机构根本就无法按规定的要求去执行相关的动作。假如控制变频器无法正常的启动，或者在启动中发生意外和故障，变频器所带的电机也就不能够按要求正常进行工作；此外，无法正常地控制负载的接触，如果也不能按照要求执行动作，就会导致不能很好地执行对于PLC 发出的动作指令；等等这些原因都会使得PLC 自动控制系统的可靠性相应地有所降低。

5 PLC应用技术在应用过程中的注意问题

P LC的应用一般不需要采用特别的防护措施，能够应用在不同的工业环境之中，虽然有着良好的抗干扰性与可靠性，但是若安装不当或者干扰能力特别强烈，就会导致PLC的运行出现运行或者程序错误，因此，必须要采取科学有效的措施提升PLC应用的可靠性与安全性，在具体使用的过程中，需要注意到几个问题。

5.1设置抗干扰措施

P LC控制系统中最为常见的干扰就是电磁干扰，这种干扰源多产生于系统电压或者电流变化剧烈的位置，干扰的方式有接地系统干扰、强电干扰、信号线干扰、变频器干扰、柜内干扰、P LC内部干扰。为了防止电网引入对于系统的运行产生不良影响，可以在PLC的运行环境中设置隔离变压器。合理的选择接地位置，防止出现电压冲击危害。此外，防止变频器受到干扰也是能够提升系统运行的安全性与稳定性的。

5.2加强对PLC的软件的市场分析，强化数字化和网络化功能

在对PLC软件进行开发时，一定要切实满足市场的需求来进行，加强对PLC软件市场的分析，真正做出符合市场需求的技术。通过通用化的硬件平台，让集散型控制系统DCS融入PLC，使得相关的系统控制技术能够更加网络化和数字化。

5.3完善保障系统

故障报警系统作为保障PLC 自动控制系统是否能够按要求顺利进行工作的重要部分。在通常的自动控制系统的设计当中，故障报警系统可以分为三级。工作人员应严加地注意和观察每一级上的报警系统，控制现场的控制面板的指示灯的指示，中心控制室人机接口监视器上显示的故障类型的文字以及工艺流程图上对应的设备闪烁，还有中心控制室的信号箱等，这些都要足够配备以防故障的发生，使故障发生后能够第一时间排除故障，保障PCL的正常运行。

6我国PLC 技术的应用前景

目前，PLC在我国来说已经发展比较快而且也发展较好。在新的时代，PLC会有越来越大的发展空间，而由PLC衍生出来的产品规格会更为齐全、产品的种类也会更加丰富，进而也满足了各种电气自动化设备的需求。PLC 技术也正朝着智能化、多功能化、开放化、集成化、标准化的发展方向走去。从目前的发展趋势来看，为了从根本上发挥PLC技术的系统功能，也要充分挖掘我国的PLC市场并让其得到充分的发展。

7 结语

电气自动控制PLC 在工业的自动化生产中有了越来越广泛的应用和发展，并且随着生产的发展，其控制系统也在慢慢地发展完善。P L C系统在运行的过程中也会受到各类因素的干扰，为了提升设备运行的稳定性，在设计的过程中必须要综合考虑到各类影响因素，采取科学有效的措施抑制干扰因素。在未来阶段下，PLC会有更广阔的发展空间，其产品的规格与种类也会更加的丰富和齐全，通过通信设备与人机界面能够适应各类工业场所的需求，PLC必然能够在工业领域中发挥出越来越重要的作用。

【参考文献】

[1]王维.P LC应用技术及应用中注意问题分析[J].电子制作,2014(4).

[2] 杨晖, 张凤言. 大规模可编程逻辑器件与数字系统设计[M].北京:北京航天航

空大学出版社,2021.

[3]王玉铎.论PLC 自动控制系统的可靠性研究及提高措施分析[J].中国科技投资，2023（26）

[4] 曲智强.PLC 在自动化工程中的应用[J]. 科技促进发展( 应用版).2020(04).