浅谈PLC技术在电气自动化中的应用分析

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　　摘 要：近年来，PLC作为一种控制器，利用自身的优势：安全可靠性高、抗干扰能力强，编程简单、直观等，在工业自动化生产上起到了不可估量的作用。本文通过介绍PLC技术、电气自动化两方面内涵的基础上，从开关量控制、运动和过程控制、等多方面具体分析PLC技术在电气自动化中的应用，旨在为电气自动化的普及发展提供更多支持。
　　关键词：PLC技术;电气自动化;应用
　　我国电气自动化产业的发展十分地迅猛，很多行业已经开始将自动化控制成为生产中的重要设备技术，成为生产力扩大的有利的保障。电气自动化是工业自动化的重要组成，在某种程度上代表了国家现代化的发展程度和工业的发展水平。随着现代科学技术的快速发展，我国的电气自动化将远程控制技术、智能控制技术等广泛地应用到其中，这有效地提升了电气自动化水平。
　　1 PLC技术
　　PLC是英文单词PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER的缩写，翻译过来就是可编程控制器，它作为一种新型的自动控制装置，以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术三者融为一体发展而成的。根据IEC的定义：PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算的电子系统，它采用一类可编程的存储器，用于存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算操作等指令，通过数字量和模拟量输入/输出，控制多种机械或生产过程。
　　PLC综合了两方面技术的优點：继电控制器技术和计算机技术，利用这样的基础，在工业自动化生产领域发挥了举足轻重的作用。PLC技术的应用发展超越了原有的逻辑控制范围，在模拟量控制、运动控制、过程控制、数据处理、通信及联网等更多领域得到了应用。
　　2 电气自动化
　　在电气信息领域中，电气自动化是一门新兴学科，它主要是研究电气工程发展相关运行、自动控制、电子操作、信息处理、计算机应用等。电气自动化作为现代先进科学的核心技术，已经成为表现工业现代化水平的重要标志之一。现阶段，电气自动化逐渐被融入到嵌入式网络通信技术系统中，充分发挥了电气自动化在多个领域的优势。
　　伴随着自动化技术的发展，企业不仅能够提高产品质量检测的准确性和信息传输的可靠性、实时性，而且可以大幅度地降低工人的工作强度，并能为企业的进一步发展提供更多的技术支持。近年来，我国的经济发展迅速，工业化程度越来越高，就使得电气自动化技术方面的人才具有了很大的市场。在长江以及沿海经济发达地区，自动化生产技术已经广泛应用到智能家居、智能楼宇和智能交通上，为今后电气自动化技术水平的进一步提高展现了很大的空间。
　　3 电气自动化中应用到的PLC技术
　　3.1 开关量逻辑控制
　　开关量逻辑控制是PLC最广泛、最基本的应用，已逐步取代传统的继电器逻辑控制装置，凸显了它多方面的优点：灵活性强、安全可靠性高、抗干扰能力强、编程简单直观等。PLC控制开关量的能力是很强的，所控制的输入点、输出点有时多达几千几万点，并且不受限制，比起继电器控制，缩短了很多时间，节省了大量资源，使控制系统的功能得到了很大的改善。PLC所控制的比如组合的、时序的、要考虑延时的、需要进行高速计数等逻辑问题都可以解决。在电气自动化控制中需要明确各类自动化系统运行能耗要求，结合实际加强对系统开关量操作技术应用的分析研究，实现各个开关量因素和自动化控制技术的适应，借助PLC技术提升电子自动化开关量控制水平，实现开关量控制和自动化控制技术的适应。
　　3.2 运动控制和过程控制
　　PLC的运动控制主要是轨迹控制，有圆周控制、直线控制。根据市场的需求，很多厂商已经开发出了大量的运动控制模块，主要功能是为步进电机或伺服电机等提供单轴或多轴的位置控制，并满足适当的速度和加速度。另外，PLC能进行脉冲控制，并具有很高的控制精度。目前 PLC的运动控制广泛用于装配机械、电梯、机器人等行业。
　　PLC的过程控制主要是针对生产过程参数而设计的，比如温度、流量、压力、速度等的检测和控制等。常用的有模拟量I/O模块，通过这些模块，不仅可以实现A/D和D/A转换，还可以进一步构成闭环，实现PID一类的生产过程调节，并具有PID闭环调节的专门模块，以此满足市场的需求。
　　3.3 顺序控制
　　电气设备的稳定运行需要选择和PLC技术应用相似的运行模式，在电气自动化系统正常运行的情况下加强对运行程序的有效控制。在电气自动化系统稳定运行的情况下会出现不同形式的能耗问题，加上各类经济因素的影响，自动化运行顺序会发生相应的变化，因而电气自动化技术的应用需要和顺序控制的基本要求保持一致。电气自动化运行中的全部顺序控制需要结合PLC技术运行要求进行控制调整。在完成电气自动化继电器装置技术处理之后需要保证各个继电器装置能够提升运行水平，解决系统控制方案的适应问题。
　　3.4 汽车装配线
　　在当今社会，经济水平日益提高，人们也逐步地提高了生活质量，汽车的需求量也成倍地得到了增加，合资的、国产的，各种品牌的汽车层出不穷。随着市场需求的增加，制造商就迫不及待地对生产效率提出了很高的要求。在自动装配线上，尤其是汽车转向泵生产线，采用PLC技术，整个操作系统就可以很大程度地得到简化，设备的安全可靠性也得到了提高。为了保障汽车的装配质量，在汽车转向泵生产线上，由多种设备按照一定的顺序进行组装的过程中，就需要对位移、压力等数据进行严格控制。利用PLC所具有的自诊断和监视功能，维修人员就能很方便地将装配过程中所出现的故障找出来，并进行相应的维护。
　　3.5 电镀生产线
　　在企业生产过程中，我们经常会使用到行车，行车的使用在很大程度上减轻了工人的劳动强度，在产品的生产效率上发挥着不可估量的作用。由于电镀行业具有很大的危险性，所以就需要频繁地使用行车。利用PLC的顺序控制，行车就能按照预先设定的顺序和要求完成上升、下降，前进、后退，左移、右移等三维运动，并可以实现远距离控制和准确的定位。在设计的过程中，我们要考虑全面，既要考虑到线路布局的合理性，又要考虑到外部电路必要的限位保护、电气保护。电镀生产线采用自动化生产，既提高了生产效率，降低了劳动强度，又使电镀产品的质量和品质得到严格的保证，有着非常好的经济效益和社会效益。
　　3.6 模拟量和集中控制
　　大中型PLC多采用模块式结构，由多种模块组成控制系统，有CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块、温度检测模块，位置检测模块，PID控制模块，通讯模块等。模块式PLC组合灵活，控制对象不同，控制系统就可以由不同的模块组合而成。比如对于温度、压力、流量等模拟量的控制，就要通过模拟量I/O模块，实现模拟量和数字量之间的A/D转换和D/A转换，并对模拟量实行闭环PID控制，来满足工业生产的需要。
　　PLC对设备既可以实现单台控制，又可以实现多台控制，利用自身的集中控制功能，不仅能够满足自动化生产过程控制的需要，又能够对自身实现很好的控制。PLC具有的自诊断功能，在运行过程中，能及时地诊断和指示出故障所在，为维修人员提供了极大的方便。
　　4 结语
　　PLC技术的发展水平和工业化应用范围，己经成为衡量一个国家工业现代化水平的重要标准之一。随着技术的进步，PLC的功能将越来越完善，应用将会越来越普及，工业自动化的发展就会更进一步地依赖于PLC，将其应用在电气自动化控制中能够提升电子自动化水平，拓展电子化自动控制的规格、领域、范围等，从而使电气自动化控制系统发展更好的满足工业市场发展需要。加强PLC技术的研究和探讨，充分发挥出PLC技术的应用优势，对于我国实现工业现代化具有非常重要的意义。
　　参考文献：
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