电气自动化设备论文

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【摘要】PLC的专业模块式结构降低了电气自动化生过程中的工作强度，信息输入输出效率也有很大提高。为能更好的发掘PLC在各个行业的应用潜能，要对PLC技术性提出更高要求，实现更高的系统可靠性。

【关键词】PLC技术；电气自动化设备；可靠性

可编程控制器是采用数字和模拟输入模式进行指令控制的技术，PLC技术随着改革开放后工业化的飞速发展应用越来越广，尤其是在电气自动化设备生产过程中，发挥了极大的优势。技术人员通过对PLC技术编程的学习就可较快的掌握控制方法，实现对电气设备的操作。笔者从输入采样、程序执行、输出刷新三个方面分析PLC的工作原理，并说明了PLC在工业化、自动化技术中的应用优势，并对PLC在电气自动化设备应用中存在问题进行了分析并提出了解决方案。

一、PLC概述

1、PLC工作原理。PLC即可编程控制器（Programmable Logic Controller），可编程控制器是采用数字和模拟输入模式进行指令控制，主要由电源、中央处理器、存储器、输入输出接口电路、功能模块和通信模块六大部分组成，其中最重要的部分为可编可写的程序存

储器。PLC工作过程分为三步，三个步骤完成所需的时间为一个扫描周期，首先，在第一阶即段输入采样阶段，CPU通过控制接口实现与外界设备的信息交换，接口直接挂在I/O总线上方，其核心功能是实现主机与外设之间的数据传递，如图1所示，SB1和SB2开关处于断开状态，输入公共端形成回路。第二阶段为用户程序执行阶段，PLC此时一个输入端子对应一个输出线圈，对用户程序进行顺序扫描，扫描过程遵循自左向右的触点控制线路运算，由此刷新RAM存储区在I/O映象过程中相应的状态。最后一个阶段为输出刷新阶段，即PLC在按照I/O映像顺序刷新结束后对输出电器常开触点进行回路验算，DAM方式下的I/O程序极大提高了输出电路效率。

2.PLC应用优势。可编程逻辑控制器在工业生产过程中涉及到多个行业，如航天航空、石油矿业、汽车行业等，PLC的主要优势为可靠性较高，每个控制系统对应不同的I/O接口，每个接口对应一个输入输出信号，由于通信联网接口可靠性高，因此具有较高的可操作性，抗干扰能力较强。PLC采用专业模块式结构，各个部件、结构、电源组件大小可以调控，适合多个行业应用进行自由组件。在PLC 控制过程中，控制替换系统为继电器，降低了工作强度，信息输入输出效率提高。PLC的使用需要使用者有简单的编程技术，而其编程技术较为简单，可以让工程人员短时间掌握使用方法。PLC的运行环境没有特殊要求，较为大众化，维修管理不需要专人进行，故障发生率低，从各个方面综合提高了生产效率。

二、PLC应用于电气自动化设备中的四大作用

PLC技术在各行各业应用越来越多，尤其在电气自动化领域，可编程控制器在电器自动化控制中的主要应用在于对生产过程的顺序控制、开关控制、闭环控制和调速控制四个方面。首先，在对生产环节中的顺序控制在于按照预订功能对受控机器进行相对应的转变步骤转变指令来源于有无触点的控制形成开关，PLC顺序控制的可靠性取决于输入信号是否完整接受并传递，其中继电器起到对输入信号起到辅助控制的作用，继电器与模块总线实现对整个生产过程任务顺序的控制。其次，PLC在生产过程中的开关控制作用主要采用了相关的电子控制器件，如新型的集成门极换流晶闸管（IGCT），IGCT 能承受较大的电压和电流，是电器自动化设备中常用的安全控件，其触发电流与通态电流所需的门几电流较低，大大提高了开关控制效率，也提高了整体可靠性。PLC技术在电器自动化设备中的第三个作用为闭环控制，电器自动化设备的启动方式包括自动和手动，闭环控制属于常规控制过程，能在较为恶劣的环境下进行快速闭环，与数字计数器配合可以准确显示电气设备工作频率。PLC的第四大作用是对电气设备频率、速度等进行调控，同一台设备可以进行很多不同种类的器件生产，因此生产中要控制频率以满足需要，PLC调速器主要由电子调节单元和转速测量单元构成，在PLC发生故障后仍能构成安全回路。

三、PLC技术在电气自动化设备应用中的问题及对策

1、逻辑运算功能混乱。逻辑电路的设计依据相应的逻辑状态表，与非门作为基本器件之一，在PLC逻辑控制过程中，输入端的脉冲电压是在额定负载下的电压，在输出电压后会有一定的时间延迟现象，因此会对逻辑运算功能造成影响。普通的逻辑控制运算器的运算功能以逻辑运算为主，此外也要模拟一些复杂运算过程，为实现输入输出时间间隔降低，可采用三态输出与非门电路，第三状态即为高阻状态，当模拟量输入后通过三态输出与非门电路将其变为数字量输入，如图2所示为PLC程序设计过程中的开关逻辑控制流程图，三态门可以实现一根导线轮流传输几个不同的控制信号和数据，降低了输入输出信号在传输过程中的时间。

2、PLC技术功能诊断问题及对策。PLC的功能诊断技术主要影响因素分为硬件和软件两个方面，一般情况下的诊断是通过专业软件实现对PLC控制器内部的问题分析，PLC诊断功能的选择。PLC中的核心CPU通过控制接口实现与外界设备的信息交换，实现主机与外设之间的数据传递，工作过程中引发故障的因素很多，为了降低故障率并更好的实现PLC功能自我诊断，可以通过日常的维护来实现。很多故障产生来源于外部传感器，若检测不及时会造成PLC烧毁致使整个系统瘫痪。因此，要对整个电气自动化生产设备进行定期检测以及环境要求，如电压稳定度、环境湿度以及设备的安装条件。

PLC的专业模块式结构降低了电气自动化生过程中的工作强度，信息输入输出效率也有很大提高。为能更好的发掘PLC在各个行业

的应用潜能，要对PLC技术性提出更高要求，实现更高的系统可靠性。