PLC技術在電氣自動化控制中的運用

林國鑫

【摘 要】進入新時期后，我國工業發展日趨加快，對我國社會經濟的發展起到了較大的促進作用。PLC自動化控制技術因為具有一系列優勢，被廣泛應用于工業領域中。實踐研究表明，其能夠促使生產效率得到提升，工人勞動強度得到降低，生產安全得到保障。在未來的發展中，需要繼續優化PLC自動化控制系統，將其功能、作用更好的發揮出來。

【關鍵詞】PLC；自動化控制系統；優化設計

在社會經濟快速發展的背景下，科學技術也得到了較好的發展，電氣自動化控制系統的不斷發展給我國經濟社會的進步提供了巨大的幫助傳統電氣自動化控制系統已經無法有效滿足電氣行業的發展需求，因其缺乏較高的運行可靠性以及工作效率?，F代智能電氣自動化控制系統具有較多的優勢，如高效率、安全可靠性強等，可以進一步推動我國電氣行業的發展。因此在當前科學技術不斷發展的過程中，PLC技術得到了廣泛的使用。

一、概述電氣自動化和PLC技術

（一）電氣自動化

電氣自動化涵蓋的內容較為豐富，涉及到了電子和計算機領域的一個綜合性科學，包括了自動控制、電力電子技術、信息處理、系統運行等各個方面。在我國各個領域不斷運用科學技術，加之經濟的發展，電氣自動化的發展朝著快速健康的方向發展，更加促進了其應用[1]。在電氣自動化中，不斷引入嵌入式網絡信息技術，也收到了較為顯著的效果，尤其是PLC技術的應用，更是使電氣自動化朝著可控制、較靈活的方向發展，使其應用范圍和應用領域逐漸擴大。

（二）PLC技術

PLC技術，就是應用于工業控制過程中的可編程邏輯控制器。隨著PLC技術和計算機技術的不斷發展，功能越來越多。PLC的控制原理主要分為三個方面：輸入采樣階段、用戶程序執行階段、刷新輸出階段。對于輸入采樣階段來說，就是輸入數據和狀態。用戶執行程序階段在掃描用戶程序時，主要采用由下而上的基本順序，進行邏輯運算。在刷新輸出階段，主要作用是為了能夠控制電器系統。

二、電氣自動化中應用PLC技術

（一）中央空調控制系統設計的應用

從人們的日常家庭生活到工業生產中，都離不開中央空調，成為了我們日常不可分割的一部分。如高溫高熱的生產車間，需要中央空調實現降低室內溫度的作用，一方面滿足于實際生產的需要，另一方面能夠讓員工在舒適的環境下工作。直接數字式控制器、可編程控制器、繼電器控制系統屬于中央空調冷凍系統的三種控制方式[2]。但是由于PLC控制系統具有較高的智能化水平和較為完善的抗干擾能力，對系統結構的要求相對較低， 保證了系統運行的可靠性，在具體維護保養和使用過程中都較為方便， 現在的應用也越來越普遍，在這方面的應用也越來越廣泛。

（二）交通公路系統中的應用

城市的發展離不開交通公路系統的發展，特別是日益復雜的交通系統和嚴格的交通秩序，因此對控制交通信號系統的要求也越來越嚴格，我們將逐步替代傳統的交通信號控制方式在交通公路系統中運用PLC技術，加大了交通信號燈的控制能力，這一功能得以實現主要依靠于PLC控制器內部豐富的定時器資源和外部較強的適應能力，能夠準確控制信號燈，特別是岔路口的控制。到目前為止，已使用的PLC控制系統內部都有實時時鐘，能夠實現無人全天候管理，加之該控制器還能進行聯網通訊，讓相關交通總部通過局域網技術，實現對控制信號燈的統一調度和管理，進一步減少信號燈的等候時間，城市交通管理實現科學化管理。

（三）數控系統中的應用

工業生產中不可避免的會使用數控技術，在一定程度上影響工業技術的發展，而PLC技術的發展帶動了數控技術的發展。目前直線控制系統、連續控制系統、點位控制系統是比較普遍使用的數控系統在機械制造和加工過程中，普遍使用數控系統，在利用機床加工過程中主要使用點位控制系統來鉆孔、鏜孔，主要為了能夠實現位置的精確移動，在對加工物體的運動軌跡不考慮的前提下，從一個位置準確到達另一個位置。數控系統主要依靠單板機控制和全功能數控裝置兩種方式來實現，這兩個方式都主要依靠于PLC技術的使用，唯一的區別在于應用范圍和功能的不同，后者功能較全， 但是成本較高。為了滿足部分企業的單一功能實現，在市場和企業中普遍使用的是單板機控制系統， 這樣在一方面既能避免傳統單片機抗干擾、設計硬件電路、驅動電路、接口電路在長期應用過程中的問題，通過不斷調整機床功能實現生產的需要，同時還能夠升級相關技術，滿足企業的發展需要，不斷提高其管理的靈活性和機動性。

（四）電池生產線系統中的應用

自從PLC控制技術應用于我國的電池生產線系統，大大增加了生產能力，加速了我國電池生產業的發展。一方面能夠提高生產線產品的電池質量，另一方面加大控制了各個環節。全自動堿性高能電池生產線 （FDK）是目前普遍使用的基于PLC技術的電池生產線控制系統，還包括電機、變頻器、觸摸屏等，實現了生產線在控制設備過程中的準確運行[3]。特別是影響電池質量的一些環節和生產節點，要進行有效的控制，在生產和加工的過程中，一旦出現故障， 能夠及時有效的進行排查，杜絕類似問題出現。目前在我國的一些大型電池生產廠家，都采用基于PLC技術的電池生產線系統，保證了工序和安全的同時還保證了產品質量。

三、PLC自動化控制系統的優化設計

（一）硬件優化

第一，在輸入電路方面。嚴格控制輸入電源的供電電壓，為了促使外界干擾作用得到降低，設計過程中，需要在電源中合理設置電源濾波器、隔離變壓器等抗干擾電氣元件。同時，隔離變壓器使用時，要科學應用雙層隔離技術，以便促使高低頻脈沖干擾得到有效降低。輸入電路設計實踐中， 可以將DC24作為輸入電源，如果電源中存在著一定的負載，那么就需要科學考慮電源實際容量和短路防護措施，以便促使PLC自動化控制系統的安全運行目的得到順利實現。

第二，在輸出電路方面。PLC自動化控制系統輸出電路的設計實踐中， 要積極開展設計準備工作，詳細了解和分析實際生產工藝需求。借助于晶體管的應用，有效輸出變頻器調速信息、控制信息等。通過合理應用晶體管，可以在較大程度上增強PLC控制系統的運作效率。如果工作環境具備較低的頻率，那么就需要合理選擇繼電器設備，增強其負載能力，降低設計難度。此外，如果電磁線圈存在于輸出電路中，為了降低系統受到電流的沖擊作用，可以在直流感性負載旁合理設計續流二極管，以便有效吸收掉浪涌電流，促使PLC自動控制系統得到高效保護。

（二）軟件設計

軟件設計也是PLC自動化控制系統優化設計的重點。在軟件設計過程中， 需要將工藝流程充分納入考慮范圍， 科學設計梯形圖， 借助于程序準確編寫， 促使軟件功能得到實現。只有軟件設計工作得到了合理開展，方可以充分發揮PLC自動化控制系統的整體功能， 促進后續系統維護、調試工作的順利開展。一般情況下，可以從模塊化程序、基本程序兩個方面來劃分PLC控制系統的程序結構?；境绦蛑饕墙柚讵毩⒌某绦?，有效控制生產工藝流程。而模塊化程序則是通過一系列程序來劃分整體控制目標程序， 不同的程序模塊在任務方面也存在著差異。首先合理調試與編寫子模塊程序，然后將這些子模塊程序合并起來，即可形成完整的控制程序。

四、結論

綜上所述，PLC自動化控制系統在較大程度上促進我國工業的發展，其具有一系列的優勢，可以有效優化生產過程，提升控制效果。但是，在未來的發展中，需要結合工業生產工藝要求，積極優化研究PLC自動化控制系統，從硬件優化和軟件優化兩個方面著手，完善PLC自動化控制系統的功能， 提升其整體運行效率，在工業生產領域內發揮更大的價值。

【參考文獻】

[1]蔣明.地鐵環控系統PLC自動化控制系統的優化設計研究[J].工業， 2016， 4 （10） ：123-125.

[2]陳昊.PLC自動化控制系統優化設計探究[J].絲路視野， 2017， 4 （11） ：32-35.

[3]蘇晉惠.煤礦電氣自動化控制系統的優化設計研究[J].山東煤炭科技， 2017， 9 （11）：43-44.