电气自动化设备中PLC控制系统的应用研究

PLC控制系统是工业生产中能进行数字运算的可编辑逻辑控制器，能够对工业生产系统进行更为高效的控制，进而推动工业生产规模与经济效益不断扩大，数据表示，2019年前三季度我国工业生产营收利润率增长5.87%。随着5G技术的研发问世，PLC市场得以迅猛扩张，预计到2025年其市场规模可增长7.3%。

一、PLC控制系统在电气自动化设备中应用的优势

（一）运行速度快

PLC控制系统是各类学科交叉结合的产品，集电子通信技术、微电子技术、计算机技术、自动控制技术为一体，具有很高的复合性，应用在电气自动化设备中，可以广泛收集系统运行数据并对整个自动化系统进行有效控制。当前我国国内工业生产企业均已应用这一控制技术取代传统继电器控制装置，在反应速度上PLC控制系统可以达到更高的要求，能够有效解决传统电气自动化系统中继电保护设备工作迟缓的问题，确保系统运行时设备能够稳定执行工作。

（二）运行安全性能高

PLC控制系统的应用可大幅提升电气自动化系统运行的安全性。一般工业生产的电气自动化设备所处环境比较恶劣，经常会受到自然环境的因素干扰影响工作状态，PLC控制系统可对整个系统中的设备进行状态的监测，并对系统运行中的干扰因素进行预防和报警，进而可进一步提升设备运行的安全性。

（三）操作灵活

PLC控制系统在电气自动化设备中的应用，可增强设备操作的智能化与自动化程度，简化设备操作的工艺，在一定程度上能够优化整个自动化系统的运行流程，解放了大量的人工劳动，降低了管理与控制的难度和成本，当系统发生运行异常的情况时，能够通过计算机技术和控制技术对异常原因作出分析，从而提高检修工作的效率^[1]。

二、PLC控制系统在电气自动化设备中的应用形式

（一）顺序控制

一般在电气自动化设备中辅助系统多采用顺序控制的形式，而PLC控制系统的主要控制方式就是顺序控制，可实现对系统中设备的远程控制、现场传感、数据传输等功能的操作，能够取替工作人员到设备现场进行相关操作的方式，利用控制中心的相关控制设施即可完成对设备的操作。PLC顺序控制技术能够以企业生产的资源消耗角度为切实点，对电气自动化设备执行简单的单向控制，提高设备自动控制能力的同时，也会降低设备的无功耗损，减少不必要的资源浪费。在能源开采企业中应用PLC顺序控制技术，能够直接影响资源开采的效率。伴随着我国可持续发展战略的实施，我国能源开采企业的运营成本不断提高，在实际的经营作业中，应遵循一定的开采计划才能获得更大的利润空间，此时PLC技术在能源开采自动化系统中的顺序控制设计则显得十分重要，该技术应用能够在恶劣的开采环境中提高设备智能化程度，解放大量的人力监测工作，通过技术人员对系统进行统一的控制即可完成对设备及周边环境的监管，提升开采作业安全性的同时实现了企业的降本增效。汾西矿业积极在煤炭开采产业线中投入PLC顺序控制技术并加强技术创新的应用，每月至少为一条生产线节省8个工人的成本投入，节省无功耗能15%以上，大幅提高了企业生产的经济效益。

（二）闭环控制

闭环控制是PLC控制系统在电气自动化系统中的技术补充，一般控制系统中会应用到各种泵类电机，闭环控制可对系统中的泵类电机进行启动控制，启动方式根据对泵类电机的应用需求不同分为三种即自动启动、现场控制箱手动启动、机旁屏手动启动。自动启动方式主要是应用PLC技术控制泵机实现自动启动，在启动过程中能够很好的根据不同电机的具体情况做出适应性的应用调整；采用机旁屏手动启动的方式只需在电机启动时安排工作人员对现场电机开关进行手动调节即可，这种方式一般应用于设备检测人员现场对设备进行性能调试的场景中，对设备运行的时间控制比较精准，需要注意的是，采用这种方式时需提前将开关调制手动模式上，避免设备造成损坏。2019年7月方大九钢轧钢厂高棒5号天车，增加投入了一个200PLC模块控制系统，有效简化了设备控制线路与回路，在实际的生产工作中，能够更加快速的定位设备故障，解放了工人的劳动生产力。

（三）开关量控制

开关量是指非连续性信号的采集和输出，传统电气自动化设备的智能化普遍较低，且无法对系统中的设备运行状态进行统一的使用与管理，整个系统中的设备需要通过利用磁性继电器方可控制开关量，操作起来耗时耗力，操作不当时会产生大量的触点。一般机组容量越大，系统中设备的开关量越多，一台500MW发电机组在启动运行到结束使用的过程中，其开关量操作有400～600个，当短时间内设备运行紧张时，每五分钟将执行40个动作，会对设备的平稳运行产生不同程度的负面影响。应用PLC控制系统可在电气自动化设备中取替磁性继电器，采用软继电器对设备开关量进行控制，在保障设备运行安全稳定的同时，还可以优化自动化系统的控制程序。在我国工业运输环节中利用PLC控制系统，可优化运输系统的工作程序，只需在运输设备上直接安装电动机，然后根据运输操作的实际情况自动控制电动机开关量，从而避免造成不必要的设备损耗^[2]。

结论：综上所述，传统电气自动化技术应用性较为薄弱，投入生产后的效益比较低下，且对工业生产的安全无法保障，PLC控制系统的加入将大幅提高电气自动化系统运行的稳定性。随着数字化与信息化技术的不断升级更新，该控制系统的兼容性与融合性越来越强，促使电气自动化系统智能化程度越来越高，但仍有较大的发展空间，相关企业应积极掌握此核心技术，为我国工业发展提供动力支持。

参考文献：