PLC在电气自动化控制中的应用研究

    张海涛

    摘 要 随着plc技术的网络功能和通信功能，其在电气自动控制系统中的整体功能得到了加强，同时也提高了其在整个电气自动控制系统中的效率和精度，并保证了其在各种电气自动控制系统中的具体应用能够满足社会各个领域的实际需要，从plc的原理和特点来看，plc在电力系统中的重要应用和未来的发展趋势。

    关键词 PLC;电气自动化;应用

    引言

    作为计算机家族的一员，plc是为工业控制应用而设计的。可编程逻辑控制系统具有响应速度快、可靠性强、操作简单等优点。为了取代继电器逻辑控制，早期生产可编程序控制器，即plc，随着装置功能的不断改进，其功能已经超出了控制器的范围。

    一.PLC的原理及特点

    1.PLC工作原理

    PLC采用的是“顺序扫描，不断循环”的工作方式。即在每次扫描过程中，集中对输入信号进行采样、对输出信号进行刷新。输入刷新过程为：当输入端口关闭，程序在进行执行阶段时，输入端有新状态，新状态不能被读入;只有程序进行下一次扫描时，新状态才被读入。一个扫描周期分为输入采样，程序执行，输出刷新。元件映象寄存器的内容是随着程序的执行变化而变化的。扫描周期的长短与CPU执行指令的速度、指令本身占有的时间、指令條数有关，由于采用集中采样，集中输出的方式，所以存在输入/输出滞后的现象，即输入/输出响应延迟。对于要求输入输出信号之间的滞后时间较短的系统，可以选用扫描速度快的PLC或采取中断等措施。

    二.PLC技术在数据控制系统中的应用

    随着我国的电气自动化技术不断的发展，PLC技术在数据系统中的应用已经是一种不可缺少的技术，并对电气自动化的发展有着重要的影响。在现今的电气自动化技术的发展中，最常见的数据控制系统有：直线控制系统、点位控制系统、连续控制系统等三种数据系统。在工业生产中，数控系统主要用于机械的加工生产中，如：钻孔机床等，为了能够在加工的生产中实现进行位置精确移动，而采用了PLC的技术。数据控制系统的实现主要分为：单板机控制与全功能数控装置两个方面，单板机控制与全功能数控装置在功能和应用范围上有很大的区，但在实际的数据控制系统中都采用了PLC的技术。在数据控制上为了能够满足一些企业的发展需求，市场上出现了基于的PLC单板机数据系统，并在抗干扰、设计硬件电路等问题上，满足了许多的中小企业发展的需要，从而增加企业能够应用灵活的PLC技术在数据的系统上进行经营和管理。

    三.PLC在电力系统中的主要应用

    1.开关量控制

    （1）断路器控制与PLC的应用。传统的电力系统中主要的使用电磁继电器作为主要的控制器，但是由于这种器件中大量的使用电磁原件，而其自身存在的大量触点就直接的降低了所构成系统的可靠性，同时也由于接线的复杂性以及后续维修的困难性，致使近年来开始大量的使用PLC。

    （2）自动切换。供电质量的重要指标是供电的可靠性，很早之前的供电企业为了加强供电的可靠性就设置了备用电源。只是最初进行的供回电线路的操作是由手动实现的，但这间隔的几秒钟时间就可以使得供电要求较高的用户蒙受很大的损失。为此，基于提升供电可靠到性的要求，PLC构成的备用电源自动投入装置开始应用于实际。这一装置通过编程来使用各种运行方式，并将采集到的一次设备的正常运行信号作为后备电源关闭或者启动的根据。由于这一系统具备逻辑判断以及数据处理功能，为此不仅可以实现备用电源的自动投切，同时可以在综合考虑系统运行状况以及其它操作。

    2.顺序控制

    在火力发电系统内部，作为辅助系统的工艺流程一般可以分为开关量的控制与顺序控制两大类。随着近年来我国资源的紧张以及环境问题的恶化，传统的继电控制系统逐渐地被PLC控制系统所控制，以达到提升企业辅助车间的自动化水平。尤其是最新的PLC系统不仅可以实现单独工艺的流程控制，而且还可以通过通信总线与信息模块的连接实现全厂工作的控制。

    此外PLC在中央空调、公交系统、数控系统以及在泵类电机中都有着广泛的应用。

    四.PLC发展趋势

    不断加强PLC的抗干扰能力。尽管PLC控制系统具有很好的抗干扰能力，但是对于一些电磁干扰过于强烈或者是生产环境极为恶劣的情况也会致使PLC控制系统的控制失误或者运算失误，从而导致正常的生产运行受到干扰。为此，在今后的一段时间内，不断研发具备更高抗干扰能力的PLC系统，不断的提升其在设计、安装以及使用中的性能。

    网络化以及数字化。目前在火电系统中，DCS技术逐渐的普及并逐步成熟，只是近几年的发展较为缓慢，而PLC作为发展迅速的技术，使得二者在发展的过程中相互吸收、利用，并逐渐发展成为新的控制系统-FCS系统。这一系统即有原来系统的优势，同时也具备了工业自动化的、智能化、数字化的特点，因此在近年来的火电厂发展中得到广泛的应用。

    五.结语

    鉴于未来多种行业的生产过程具有不同的控制需要，为此PLC控制系统需要不断开发新的产品，使得产品的规格更为齐全、性能更加优异，不断促进自动化控制网络、国际通用网络以及人类电气化的发展。我们相信在未来的几年，PLC会有更大的发展，不仅产品种类更加丰富、规格更加齐全，并且全新的人机界面也会使得这一技术更好的适应工业控制场合的需要。

    参考文献：

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    [4]齐从谦，王士兰等.PLC技术及应用（第2版）[M].北京：机械工业出版社.2008（4）.