关键词：电气自动化；PLC；控制
一、PLC原理及特征分析
1、PLC的工作原理
我们可以从采样的输入、程序的执行和输出系统三个方面，来阐述PLC技术的工作原理和方法。
1）采样的输入阶段。在这一过程中，PLC采用的采集数据的读取方法是扫面，并且将扫描获得的数据存放在读入/读出的成像区域内相应的储存单元中。输入采样数据后，接下来进行的是将数据传输到用户程序使其进行后续的输出步骤。在这一步即使我们输入了变化状态的数据，也不会使成像区域内存放的数据发生相应的变化。
2）程序的执行阶段。在程序的执行阶段，PLC总是采用从上到下的顺序对用户程序进行执行，在执行扫描的过程中可编程控制技术总是采用固定的路径和步骤进行运算。扫描的路径包括用户程序的各个触电这些触电有序的组织在一起，使得扫描执行的过程总是从左到右、从上到下。在依次执行完用户程序的运算后得到了运算结果，依据所得出结果的指导对逻辑线圈在存放区域的状态、读入/读出成像区域的状态来执行完成刷新步骤，进一步决定要不要执行程序的处理指令。
3）输出阶段。在这一步骤的执行过程中，系统CPU会依据读入/读出成像的对应形式、以及第一阶段录入数据进行相应的操作，完成对其他外部设备的驱动。这一步骤是PLC技术最重要和最需要完成的任务。
2、PLC的特征分析
应用于工业企业的PLC技术可以说是对传统控制技术的一个极大的改进和飞跃式的发展，具有独特的优势和特点，其特点概括如下：
1）功能强大、应用广泛。可编程控制技术具有强大的功能，不仅能够进行运算、计算、进行控制而且还能够进行智能化的自我检测自我诊断、人机交互功能。它不仅能够用于单个的机器控制、单条生产线的控制还可以进行整个生产过程甚至整个工厂的控制，可谓是应用领域和范围广泛。
2）极高的可靠性能、极强的抗干扰能力。可编程控制技术具有自我检测诊断能力，能够根据外部的变化采取适当的措施进行信息的保护和修复、错误的警报、故障的检修等确保了整个程序的可靠性提高了系统的抗干扰能力。
3）编程简单、理解掌握容易。现在可编写控制器主要采用的编程方法是梯形图，这种图形线路清晰明了。技术人员和工人经过简单的上岗培训就能够理解并且数量的应用这一技术，进行程序的改编或控制技术的操作。
4）强大的通用性、可变的控制程序，方便使用。可编程控制器设有功能齐全的软硬件设备和功能，能够实现各种控制功能，用户无需根据自己的个性化需求进行系统的改装设计就能满足其需要。并且程序的设计能够进行变换、使用户使用起来十分的简洁方便。
二、PLC控制功能的选择
1、运算功能的选择
对于简单的 PLC而言，其运算功能主要包括计时、计数以及逻辑运算等；普通PLC的运算功能除具备简单PLC 的功能外，还具有数据位移和比较等运算功能；复杂的PLC则具备数据传输和代数运算等功能；而大型的PLC除具备以上功能之外，还具有模拟量的PID 运算以及一些其他的高级运算功能。
2、控制功能的选择
PLC 的控制功能主要包括前馈补偿控制运算、PID控制运算以及比值控制运算等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在选择时应当按照具体的控制要求进行确定。由于PLC常被用于顺序逻辑控制，所以，在大部分场合中，PLC采用的都是单回路或是多回路控制器来解决模拟量的控制问题。只在极少数情况下，会使用专用的智能单元来实现控制功能。
3、编程功能的选择
PLC的编程方式主要有两种，一种是离线方式，另一种是在线方式。离线编程方式。具体是指PLC和编程器共用一个CPU，编程器处于编程模式时，CUP不对现场内的设备进行控制，只为编程器提供相应的服务。在编程结束后，编程器则会自动切换为运行模式，此时 CPU则恢复对现场设备的控制，并且无法在继续进行编程。选用这种方式虽然能够降低系统的前期投入成本，但是它在调试和使用上不太方便。在线编程方式。PLC和编程器分别有属于自己的 CPU，PLC的CPU主要负责对现场的控制，并且在完成一个扫描周期后会与编程器进行数据交换，而编程器则负责将在线编制好的数据和程序传送到主机当中，主机便可以按照接收到的这些信息进行下一个周期的扫描。虽然这种方式的前期投资成本较大，但调试和操作上都比较方便，适用于大中型的PLC系统。
4、诊断功能的选择
PLC 的诊断功能主要包括软件和硬件的诊断。通常情况下，诊断大致可分为两种，一种是内诊断，具体是指通过软件对 PLC内部功能和性能的诊断；另一种是外诊断，具体是指通过软件对 PLC的CPU与外部输出/输入等部件信息交换功能的诊断。PLC诊断功能的强弱对平均维修时间的长短有着十分重要的影响。
三、PLC在工业电气自动化的应用
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。
1、在传统机床的应用
传统机床主要是采用电气控制的模式，使用的是继电器的逻辑控制系统。这样的系统，很容易发生触头电弧、或者是接触不良，接线老化等一系列的问题。而且通过这样系统控制的设备具有生产效率低下，能源消耗大，经常出故障而且维修困难等缺点。因此，为了提高工业电气自动化的水平，应该采取PLC对机床的硬件和软件进行各方面的改选，并且进行实施的控制。通过PLC系统对机器运行状态的监控等功能，不仅可以提高硬件系统运行的效率。保护系统运行的稳定。而且，还可以降低机器设备的维护成本，节约能源的消耗。从而，进一步地实现，传统的机床设备逐渐地从电气控制向数字控制进行转变。
PLC技术对于传统机械控制系统的变动，让PLC技术更加有效地融入到传统机床的工作原理中，使得机器操作变得更加地简便，而且完美地克服了电气控制时，传统机械故障多，效率低，磨损大的缺点，用全新的高效率、高精度、高重稳定性以及灵活的操作控制等优点重新赋予了这些传统的机械机床。让这些机床，重新焕发了新的生命。
2、PLC在火电厂控制系统应用：
在火电厂中，有包括水处理、输煤、除灰除渣等等辅助系统的存在，这些系统在操作流程上，有许多的开关和顺序控制，因为这样而变得繁琐。如果加入PLC系统的应用，就会对这些系统的工艺流程，做到完美的控制，做到有序化操作。这种属于开关量的逻辑控制，可以更好地取代继电器，帮助火电厂的辅助系统，更好地实现逻辑控制和顺序控制。它的应用即可以是火电厂单台的设备控制，也可以采用火电厂分层式的网络结构，如把输煤系统分主站层、现场传感器和远程IO站三部分。主站层由PLC和人机接口相关设备组成。远程IO站的相关设备，通过光纤的方式，与主站层进行连接。而输煤的现场传感器与远程IO站的相关设备，再进行二次光纤电缆的连接。这样，操作人员就可以坐在控制室，就可以完成整个输煤层的传送和监督工作，通过控制室的显示屏，对整个生产流程进行全面监督。
四、小结
随着工业电气化的逐渐深入，PLC技术在工业电气自动化中的应用，也被越来越多的企业所重视。随着技术的进步，其控制功能由简单的逻辑控制、顺序控制发展为复杂的连续控制和过程控制，因此，未来，PLC在工业企业的应用，将会更加地被重视，从而广泛地应用到工业领域的各个角落。
参考文献
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[2]石振东，吕科，喻清溯，等.基于红外路径识别的智能车控制系统设计[J].湖北汽车工业学院学报，2007（3）：11-14.
论文作者:吴启亮
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第33期
论文发表时间:2019/3/7
标签：功能论文; 技术论文; 系统论文; 程序论文; 火电厂论文; 电气自动化论文; 设备论文; 《建筑学研究前沿》2018年第33期论文;