摘要：在国民经济发展中，工业的繁荣进步有着重要的作用。因此要将新兴的工业技术应用于工业发展中，尤其是电气自动化技术，其在工业领域有着广阔的发展前景。在工业电气自动化中，PLC的应用能够保证工业生产的稳定性和可靠性，有助于工业自动化管理，从而提高工业生产效率。
关键词：PLC技术；工业电气自动化；控制系；应用
1PLC的工作原理
目前我国PLC的工作原理主要分为3个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段、系统输出刷新阶段。其中输入采样阶段指的是通过扫描的方式读取采样数据，这是数据储存在规定的单元中，相关的数据输入以后，将被转入到用户程序进行执行输出操作，在输入采样阶段，技术相关发生状态，处理数据的单位也不会发生改变，从而保证输入的资料数据不会发生改变，保证相关数据的质量。程序执行阶段主要指的是，在执行程序过程中，保证PLC中的控制器总是能从上而下对用户程序进行扫描，在这一过程中，一定要按照相关顺序进行核算，核算的过程也要按照由上至下的原则进行核算，在PLC中扫描的路线由各个触电构成，从而得出运算的结果，根据得出的结果对逻辑线圈在储存中的状态完成刷新操作，从而确定是否执行相关的处理指令。系统输出刷新阶段指的是要完成的操作任务，可以在编辑控制器中完成刷新，在系统输出刷新阶段过程中，CPU会根据输入映像的状态，对这些数据进行锁存以后才去执行其他操作，这一阶段是PLC中重要阶段，输出的信息和资料才是编辑控制器要完成的任务。
2PLC在工业电气自动化中的应用特点
2.1可靠性高
相比传统的继电器装置，PLC的软、硬件在设计与制造中都采用了多种抗干扰策略，使其能适应各种恶劣的工业环境，有着很高的运行可靠性。据资料统计，新一代PLC产品在工业环境下，其平均无故障工作时间可达到4~5万小时，具有非常高的运行可靠性。其中，在硬件设计方面，采用了隔离、滤波、屏蔽以及模块化结构等多层次的抗干扰策略，使得其运行中不仅能有效减少和消除外界电磁波、辐射等干扰源的影响，在发生故障时也能通过模块化的连锁保护实现短时间内的尽快修复。在软件设计方面，则采用了故障检测、信息恢复、设置警戒时钟等多层次的抗干扰策略，不仅能迅速进行故障原因的检测与自诊断，缩短故障维修时间，而且还能实现自动报警、自动信息恢复等多项功能。
2.2使用方便
目前，新一代的PLC产品已基本实现了标准化、系统化的设计与生产，并普遍具有编程简单、安装快速、维护便捷等多项优点，这都使得PLC在电气自动化领域中的应用非常方便。其中，在编程方面，PLC的第一编程语言是采用的图形化语言，它与继电器编程语言相类似，不仅规律性强、直观形象，而且易于掌握，工业现场技术人员只需要具备一定计算机知识和电工工艺知识，就能在很短时间内掌握与应用。
在安装方面，由于PLC硬件自带输入/输出端口，与外部设备连接时，不需要额外添加接口电路，从而减少了安装时的工作量。同时，PLC的软件程序，也部分替代了传统继电器控制系统的硬件结构，也极大减化了安装时的工作量。
在维护方面，一方面PLC自身故障率极低，日常维护工作量很小；另一方面，由于PLC具备较为完善的自诊断、自显示功能，当发生故障问题时，技术人员也能及时根据显示的故障信息，迅速查找出故障原因并加以解决。
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3PLC在工业电气自动化中的具体应用
3.1火电系统中PLC的应用
火电厂中不仅有输煤系统和水处理系统，还有除灰、除渣等辅助系统。这些系统的运行都离不开各种开关设备对其进行控制。PLC系统的应用，不但实现了对单一的工艺流程的控制，还能够借助其通讯模块使全厂的数据通讯得以实现，使得各辅助系统的运行情况都能被掌握，以此实现对全厂的生产进行协调。输煤和除灰系统主要运用了PLC的顺序控制功能。分层式的网络结构是输煤系统使用的主要架构。其中包括现场传感器、远程IO站及主站层。控制室集中控制方式是输煤控制系统使用的控制形式，只设置了检修用的启停按钮和紧急事故的拉线开关。PLC程序自动控制是控制室主要的控制方式，在控制室，在电脑或显示屏上相关人员就可监视主要输煤设备。除灰系统的组成部分包括PLC、二次仪表、传感器和主控柜，其也可分为下位机控制器和操作员站。使用双机设备配置的PLC一般用在要求高可靠性的地方。模块化的架构具有可读性强、修改方便等优点，因此PLC的软件使用此种架构。在整个系统程序中，只用一个主程序模块，以及若干个功能模块。自动切换系统和断路器是应用PLC的开关量控制功能的主要地方。选用适宜的PLC型号，对控制程序进行可行的编制，就能控制多台断路器，并显示其信号。从而可使检修和维护的工作量有效减少。在备用电源中使用PLC自动切换系统，其多种运行方式能够通过编程来实现。备用电源开关操作的依据是其收集到的一次设备正常运行信号。此控制系统不但有逻辑判断能力，还具有数据处理能力。同时抗干扰能力也很强。调速器调整和泵类电机是PLC闭环控制功能使用的主要地方。PLC和常规控制是火电厂泵类的主要控制方式，常规回路对PLC控制起到补充作用，可保证泵类在PLC发生故障的情况下也可正常使用。
3.2煤矿系统中PLC的应用
在煤矿系统中，通风机系统应用PLC实现自动化监控，再借助高性能的传感器在中央控制室就能对通风机进行远程监控，从而实现无人值班。其故障诊断程序使得故障查询更加方便了。PLC应用在煤炭装运系统中可实现自动化装车。在装车控制系统中，PLC工业控制计算机是其核心的组成部分。且PLC不但对检测仪表信号进行收集，其程序处理和输出控制也是依靠PLC实现。装车站的信息在网络版的组态软件的运行下可以发布到浏览器上，以便相关的管理人员能够对装车站的情况进行及时的了解，同时可以对历史数据进行存储和打印。自动控制系统在装车系统中的应用，不但使装车的速度和装车的精度得到提高，还提升了生产效率和管理水平。
3.3传统机床系统中PLC的应用
传统机床中的电器控制模式存在诸多弊端，再加上机床设备本身高能耗、低效率以及高故障率等缺点，使得工业电气自动化的实现困难重重。对机床电气进行改造时使用PLC控制系统，通过对其硬件和软件的改造可使得自动化的程度获得显著提高。通过使用PLC系统的编程操作，使得实时控制和运行状态的监控得以实现，不但有助于系统运行效率和稳定性的提升，而且减少了日常养护费用，节省了资源。从而使传统的机床实现了数字控制。此外，在传统机床的改造中，PLC也发挥了重要作用。PLC模块化的模式的使用，提高了机床控制系统的稳定性，而且使得机床的机械结构大大简化，从而使得生产效率和加工精度有了明显的提升。控制系统使用PLC技术进行改动和操作都极为便利。传统机床中应用PLC技术，大大提高了机床的可靠性，而且故障排除更加方便。
结束语
工业电气自动化能够使得工业生产的自动化管理得以实现，其对工业企业生产效率的提高，工业生产环境的改善有着重要的促进作用，是当代工业发展的重要趋势。随着计算机技术的发展和电子科技的进步，电气自动化技术的应用越来越广泛。当前，以PLC为代表的工业控制技术在工业电气自动化中的应用逐渐受到重视。
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论文作者:李泽润
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/6/8
标签：系统论文; 工业论文; 电气自动化论文; 阶段论文; 机床论文; 控制系统论文; 程序论文; 《基层建设》2018年第7期论文;