摘要：随着我国工业电气自动化的发展，PLC控制系统因为其具有可靠性高，抗干扰能力强、通用性强，控制程序可以改变、功能强，使用面非常广、编程简单，容易掌握、减少了控制系统设计和施工的工作量、体积小、重量轻、功耗低、维护方便的特点被广泛应用在我国工业电气自动化中。本文分析了PLC 的工作原理，并阐述了PLC 在工业电气自动化中的应用。
关键词：电气自动化；PLC；工业控制
工业电气自动化主要涉及到电子电力、信息与网络控制、机电一体化等技术领域，在工业生产当中，应用电气自动化技术能够有效实现工业生产的自动化管理。随着我国计算机技术以及电子技术的迅速发展，电气自动化技术在工业领域的应用范围也更加广泛，这不仅能够有效提高工业企业的生产效率，还能有效改善工业的生产环境。目前，以高科技为手段的PLC技术已逐渐在工业电气自动化开始应用，这能够有效保证工业生产的安全与稳定，促进工业生产的发展。
一、PLC工作原理
PLC工作主要分为：采样阶段、程序执行阶段和系统输出刷新阶段。在输入采样阶段，PLC对采样数据的读取是使用扫描的方式进行，且把这些采样数据保存到映像区中相对应的单元。在输入采样数据后，切换到用户程序，再进行输出刷新等操作。若输入的形式是脉冲信号，该信号的宽度必须大于一个扫描周期，这是因为只有在这种情况下下，所输入的信息才能随时随地都能被读入。在程序执行阶段，PLC对用户程序进行扫描总是按照从上到下的执行顺序来进行，且运算也是依照固定的线路和顺序。从左到右，从上到下是其扫描顺序。而用户程序的各个触电则形成了扫描线路。最后获得运算结果，在存储区中依据逻辑线圈的状态，并结合运算结果，或者映像中的状态来进行刷新操作。以此作为用户程序中处理指令要不要执行的依据。在系统输出刷新阶段，PLC执行完用户程序之后，再在此阶段完成刷新操作。在进行刷新的过程中，前一阶段输入的数据，以及输入/输出映像中相对应的状态，系统的中央处理器都会对其进行分析，然后进行锁存电路，最后再对其他外部设备进行驱动操作。PLC所要完成的真正任务就是完成这一阶段中的输出操作。
二、PLC 技术在电气自动化系统中的应用现状
1、在空调系统上的应用。PLC 技术应用在空调系统上主要是应用在空调的冷冻系统。冷冻系统控制方式有继电器控制系统、数字式控制器DDC。继电气控制故障发生率高，因系统复杂的结构，功率高消耗能量较大，随着经济发展已逐渐被淘汰。数字式控制器DDC 控制系统自身抗干扰能力较弱，应用范围受到阻碍。PLC 运行可靠性大、易于使用、方便维修、具有很强的抗干扰能力，在空调制冷体统中得以发挥长处。
2、在输煤系统上的应用。生产效率的高低以及环境的优劣由输煤系统的优劣决定，输煤系统由人力控制到强电控制再到现在采用的计算机控制等几个阶段。从卸煤点至煤场及从煤场至锅炉煤仓之间煤的运送设备及其控制设备统称输煤系统。主站层、远程IO 站、现场传感器等三层的网络结构构成输煤控制系统，主站层由PLC 和人机接口构成，他们一般设置在系统集控室内。光纤通讯总线把主站层和远程IO站相连接，二次控制电缆把远程IO 站设备与输煤传感器相连接。在集控室内，自动控制为主，带联锁或解除联锁的手动控制为辅，通过显示屏来实现对系统设备进行监视和控制，通过紧急事故开关和检修启停按钮来控制系统状态，这些都是由控制人员在控制室内完成的，生产效率在很大程度上被提高了，运行人员工作量减少了，工作环境改善了，这些都得益于该种技术的使用。
三、PLC电路在工业电气自动化中的应用
1、PLC在机床系统中的应用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我国很多机床系统通常采用电气控制模式，通过继电器实现机床的运行，这样的系统基础产生接触不良、触头电弧等现象，而且生产运行效率低下、能耗大、经常发生故障、维修难度大，这些原因严重制约着我国工业厂家自动化的实现，但通过PLC能很好地解决这一点。通过PLC系统对需要调整的数据进行重新编程，实现实时控制，既能提高机床系统的稳定性和效率，而且还能降低机床维修的费用，从而降低生产成本，提高了企业的市场竞争力，真正实现了机械系统的自动化控制。除此之外，通过PLC模块化的模式，具有很强的自检能力，能有效查找出机床存在的问题和故障，取代了液压系统和气动系统，大大提高了机床使用的稳定性，使得机床机构越来越简单，为实现自动化建设提供良好的基础。
2、PLC在中央空调上的应用。随着我国社会经济的发展，中央空调在人们的生产生活中起到的作用越来越大，无论是在工程生产中还是居民生活中，对中央空调的使用越来越普遍。比如：在生产电子设备的厂家，由于电子设备对温度的要求非常严格，中央空调成了电子设备厂主要控制温度的设备，目前我国生产的中央空调的制冷方式有即电器控制系统、直接数字式控制系统、课编程控制器PLC控制系统。其中PLC控制系统生产的中央空调，不但智能化程度比较高，而且还具有超强的抗干扰能力。而且对制冷控制系统的机构没有过多的要求，方便中央空调大批量生产，通过市场调查发现，使用PLC控制系统生产的中央空调在运行过程中的可靠性非常大，操作和维护也非常方便，深得广大用的喜欢。通过不完全统计，采用PLC控制系统已经成为中央空调应用最广泛的控制系统[1]。
3、PLC在数控系统中的应用。随着我国社会经济的发展，数控技术在工业生产中的应用越来越广泛。数控技术需要PLC作为技术支撑才能完成，目前数控技术中常用的控制系统有3种方式，即电位控制系统、直线控制系统、连续控制系统。数控技术主要适用在机械加工中。其中点位控制系统主要适用于与机械孔加工机床中。在我国目前的数控系统中，有全功能数控装置和单板机控制装置，这两种控制系统都使用了PLC电路技术，但是在使用功能和应用范围上有很大的区别，比如：全功能数控装置的功能比较完善，无论是加工孔、板、管都能很好使用，但是相对价格比较昂贵。如果企业生产比较单一，选择全功能数控装置，就会有功能发挥不出来。所以，在选择过程中要根据企业的实际情况进行选择。为了满足广大用户的需要，出现了一种PLC系统控制的单板机数控机械。通过把PLC电路技术引进单板机数控机械中，很好地解决了单板机中硬件电路、接口电路、驱动电路经常受干扰的问题，大大满足了中小型企业的发展需要。
4、PLC在煤矿系统中的应用。在煤矿系统中，通风机系统应用PLC实现自动化监控，再借助高性能的传感器在中央控制室就能对通风机进行远程监控，从而实现无人值班。其故障诊断程序使得故障查询更加方便了。PLC应用在煤炭装运系统中可实现自动化装车。在装车控制系统中，PLC工业控制计算机是其核心的组成部分。且PLC不但对检测仪表信号进行收集，其程序处理和输出控制也是依靠PLC实现。装车站的信息在网络版的组态软件的运行下可以发布到浏览器上，以便相关的管理人员能够对装车站的情况进行及时的了解，同时可以对历史数据进行存储和打印。自动控制系统在装车系统中的应用，不但使装车的速度和装车的精度得到提高，还提升了生产效率和管理水平。
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.PLC在电气自动化控制中的运用[J].科技展望，2015（3）：149.
[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]李秀梅.在工业电气自动化中数字技术的应用及创新[J].价值工程，2013，24（08）：51-52.
[4]王其利.PLC在工业电气自动化中的应用[J].科技信息，2012，21（13）：128-129.
论文作者:马园春
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/16
标签：控制系统论文; 系统论文; 工业论文; 电气自动化论文; 中央空调论文; 机床论文; 阶段论文; 《基层建设》2018年第5期论文;