摘要：将PLC应用到电气设备的控制系统当中后能够有效简化继电器逻辑，简化自动控制系统，从而有效提高了控制系统的运行可靠性，且PLC系统的操作较为简单，有效减少了电气控制系统运行过程中的控制故障，可以对PLC控制系统进行推广应用，以保证电气设备的自动控制系统能够稳定有效地运行。本文对PLC在电气自动控制系统中的应用进行了分析，以供参考。
关键词：PLC；电气自动控制系统；应用
一、PLC 的工作原理
第一，输入采样在这个步骤当中，可编程控制器读取采样数据主要通过扫描的方式，然后利用输入 I/O 输出映像区中所对应的单元对这些数据进行存储。在数据采样被输入之后，继续执行输出刷新操作对转入用户程序。在这个阶段中，即使输入的数据状态发生了变化，输入 I/O 输出映像区中的处理单元所接收的数据也不会被改变。所以，如果以脉冲信号的形式输入，要求该信号所具有的宽度要比一个扫描周期大。只有这样，才能确保输入的数据信息在任何情况下都会被读入。第二，程序执行。在用户程序执行的过程中，可编程控制器对用户程序进行扫描的执行顺序总是自上而下，在扫描的过程中，其运算按照固定的顺序和路线进行，其中，扫描顺序也是由左至右，由上至下，而扫描线路则是由用户程序的各个触点构成。进而得出运算结果，并根据该结果来对逻辑线圈在存储区中的状态或者输入 I/O输出映像中的状态来完成刷新操作，进而确定是否执行用户程序中的处理指令。第三，系统输出刷新。在这一阶段所要完成的操作是可编程控制器在执行完用户程序之后的刷新。在刷新过程中，系统的中央处理器会根据输入 I/O 输出映像中相应的状态和前一阶段输入的数据来进行锁存电路，再完成对其他外设的驱动。
二、PLC 技术与电气自动化分析
2.1 PLC 技术
PLC（programmable logic controller 可编程逻辑控制器），是一种在工业环境中使用数字操作的电子系统，它采用可以编制程序的存储器内部存储用户设计的指令，这些指令用来执行逻辑运算、顺序运算、计时、定时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字或模拟输入和输出来控制各种类型的机械或生产过程。
PLC 具有如下特点：①控制程序可变，在生产工艺流程改变或生产设备更新的情况下，不改变 PLC 硬件设备只需改变程序就可满足要求；②具有高可靠性，适用于工业环境。PLC 的平均故障间隔期（MTBF）一般可达 5 年以上，是一种高可靠的工业产品，大大提高了生产设备综合运行效率（OEE）；③模块化设计，功能完善。现代 PLC 具有数字量和模拟量输入/输出，具有逻辑和算术运算、定时、计时、逻辑运算、顺序运算、PID 调节、各种智能模块、远程 IO 模块、通信、人-机对话、自诊断、记录和图形显示、组态等功能；④易于掌握，便于维修。由于 PLC 使用编程器（PC）进行编程和监控，编程操作员通常只需掌握常用的梯形图（或流程图、语言表）语言就可进行用户程序的编写和测试；⑤随着集成电路芯片功能的大幅提升、价格降低，PLC 硬件价格不断下降，为 PLC 的广泛应用创造了积极条件。⑥具有体积小、质量轻、便于安装和操作的特点，一台收录机一样大小的 PLC 具有相当于 3 个 1.8m 高继电器控制柜的功能；PLC 能耗只是传统控制系统的 1/3 至 1/2。以上这些特点使它很容易与其他机械设备组装结合，组成机电一体化的设备。
2.2电气自动化
所谓电气自动化主要是指研究与电气工程相关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、实验分析、研制开发以及电子和计算机等领域的一门科学。目前，电气自动化已经运用到国民经济发展的各个行业，并取得了很大的成绩。
三、基于 PLC 在工业电气自动控制中的应用
3.1在传统机床系统中的应用
传统机床一般利用电气控制模式，利用继电器——接触器系统，极易导致线路老化、触头烧蚀、触头接触不良等的发生。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外，由于传统机床的设备具有能耗大、效率低、故障率高、维修难度大等特点。以上这些因素都阻碍工厂电气自动化的实现。为此，通过研究和实践，在生产中可用 PLC 控制对机床的电气部分进行软件和硬件的改造，以提高其自动化的程度。利用 PLC 系统进行编程控制，实现实时控制，运行状态监控等功能，这样，不仅提高了系统运行的稳定性和效率，而且还降低了日常维护成本节约了能源，从而实现机床设备从传统的电气控制向逻辑控制和数字控制的转变。PLC 应用研究被广泛地用于传统机床改造中。从传统的液压和气动系统转化为 PLC 模块化的模式，机床控制系统的稳定性得到了保证，而且机床的机械结构也被大大的简化了，从而大大提高了加工精度和生产效率。
3.2 PLC 在消防系统中的应用
由于 PLC 可编程序控制器可在不改变消防泵控制功能的前提下，有效避免因人为管理疏漏带来的设备故障隐患，应用被广泛地应用于消防水泵中。消防水泵是消防系统中重要的设备之一。PLC 在消防水泵中的应用最重要的就是设定泵组的启动时间，通过巡检转换开关进行控制。消防泵在自动状态下，转换开关转到巡检状态，若无消防用水需求，第 1 台泵自动启动 5-30min（启动时间根据设备确定），运行 10min 后，停机待命 90 天（停机时间可调），待命期间如果没有消防用水，则第二台泵启动 5—30min，停机待命 90 天（停机时间可调），如此周而复始地循环，巡检周期从数小时到数百小时之间可任意选择。泵组电源控制柜可设超压保护装置，配合压力传感器和变频器还可实现恒压供水，以防止系统压力过大造成损坏。
3.3 PLC 在数控系统中的应用
随着我国工业自动化水平的发展，数控技术已经成为工业生产中一种必不可少的技术。目前国内常见的数控系统有点位控制系统、直线控制系统和连续控制系统。数控系统的实现主要通过全功能数控装置和单板机控制，这两种控制系统都应用了 PLC 技术，只不过在功能和应用范围上存在差异。全功能数控装置的功能特别强大，价格非常昂贵。而基于 PLC 的单片机数据系统，价格便宜，一方面解决了传统单片机中存在的设计硬件电路、接口电路、驱动电路和抗干扰问题，另一方面还能根据技术进步对需求对象功能进行升级，满足了中小企业的发展需求，增加了企业经营管理的灵活性。
四、PLC 技术在电气自动化中的发展趋势
4.1增强可靠性以及抗干扰能力
PLC 技术是一种专业化的自动控制技术，是专门为工业自动化生产而进行设计的，虽然 PLC 的适应能力特别强。但是，如果生产环境过于恶劣，电磁的干扰性非常强，或者是使用方式不恰当，就容易出现运算错误或者是程序错误等问题，进而引发错误输出，最终导致 PLC 设备的失误与失控。因此，增强 PLC 的可靠性以及抗干扰能力是 PLC 技术的发展方向。
4.2加强数字化与网络化
目前各卷烟厂中应用比较广泛的是集散型控制系统，经过了30 年左右的发展，虽然技术上已经相当成熟，而且使用人员有很丰富的经验，与 PLC 相结合的 DCS 综合控制系统利用信息化平台，正广泛应用于现代烟草工业企业的自动控制，并不断发展提高。
结语
随着计算机技术以及各种科技技术的不断发展和进步，PLC 技术的应用前景将会更加广阔，产品更加丰富，规格也会更加齐全，其对工业自动化水平的提升将起到巨大的推动作用。因此，国家要加大对 PLC 系统的科研以及人才投入力度，使更多的先进技术能够应用于电气自动化中，为经济的发展提供更加先进的电气自动化控制设备。
参考文献：
[1]吕蒙.PLC在电气自动控制中的应用[J].电子技术与软件工程，2015.
[2]苏鹏.PLC在电气自动化控制中的应用[J].产业与科技论坛，2015.
作者简介：
李广鹏，性别：男 籍贯：辽宁沈阳 民族：满 学历：硕士 职务：电气工程师 单位：中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司
论文作者:李广鹏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第5期
论文发表时间:2018/6/22
标签：控制系统论文; 程序论文; 自动控制论文; 系统论文; 机床论文; 技术论文; 电气论文; 《电力设备》2018年第5期论文;