電氣工程及其自動化控制中PLC 技術(shù)的應(yīng)用

蘇琪琪

（內(nèi)蒙古新特硅材料有限公司，內(nèi)蒙古 包頭 014100）

在電氣工程及其自動化控制過程中，合理應(yīng)用PLC技術(shù)有助于自動化控制朝著智能化的方向發(fā)展，并以此為基礎(chǔ)推動電氣工程智能化發(fā)展進(jìn)程。同時(shí)，在PLC技術(shù)的支撐下，電氣工程在具體生產(chǎn)過程中的精度以及準(zhǔn)確度都得到極大提升，由此可見，PLC 技術(shù)在電氣工程及其自動化控制中具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。隨著我國科技水平的不斷提升，PLC 技術(shù)也得以不斷更新?lián)Q代，不僅自身系統(tǒng)功能更加完善，在具體應(yīng)用方面也更加成熟，應(yīng)用效果也不斷提升，為電氣工程的持續(xù)健康發(fā)展提供有力支撐。

1 PLC 概念、工作原理以及技術(shù)分析

PLC 技術(shù)就是可編程邏輯控制器技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)在具體應(yīng)用過程中主要借助數(shù)字技術(shù)和可編程存儲器系統(tǒng)對電氣工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)展開操作或者發(fā)布指令，同時(shí)用戶在接收到指令時(shí)，能夠借助模擬傳輸功能對各種機(jī)器設(shè)備展開合理控制。[1]由于PLC 技術(shù)具有較強(qiáng)的綜合性，因此經(jīng)常在工業(yè)相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用，并且在具體應(yīng)用過程中，相關(guān)技術(shù)以及運(yùn)行原理都會進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)，以保證PLC 技術(shù)與各工業(yè)系統(tǒng)的有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)PLC 技術(shù)效用的最大限度發(fā)揮。

近幾年，隨著PLC 技術(shù)的完善和優(yōu)化，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)逐漸衍生出更加多樣化的產(chǎn)品，以更好地適應(yīng)現(xiàn)代社會的發(fā)展需求?？梢哉f，PLC 技術(shù)在電氣工程及其自動化控制過程中的合理應(yīng)用，能夠讓電氣工程在實(shí)際應(yīng)用過程中更加便捷。

PLC 技術(shù)的工作原理：一般來說，PLC 技術(shù)中的存儲器在容量上相對較大，并且存儲器在這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過程中發(fā)揮著重要作用，不僅能夠存儲大量信息資源，還能夠依據(jù)接收到的指令開展其他操作，因此這項(xiàng)技術(shù)的合理應(yīng)用能夠在減少實(shí)際操作難度的同時(shí)提升工作質(zhì)效。

此外，PLC 技術(shù)還具備掃描功能，利用這項(xiàng)功能能夠更好地實(shí)現(xiàn)最終操作數(shù)據(jù)在相應(yīng)指令中的輸入，以便于開啟后續(xù)操作。PLC 技術(shù)在控制性能方面也相對較好，在實(shí)際應(yīng)用過程中操作相對簡便，因此能夠有效提升工作質(zhì)效。

在實(shí)際應(yīng)用PLC 技術(shù)的時(shí)候，首先需要對工業(yè)數(shù)據(jù)展開搜集和分析，以更好地保證實(shí)際應(yīng)用環(huán)境的可靠性，確保各項(xiàng)設(shè)備以及發(fā)動機(jī)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)工程設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或者運(yùn)行環(huán)境相對復(fù)雜時(shí)，不僅會造成能量的過多損耗，還會影響設(shè)備的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。而PLC 技術(shù)主要是利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)中的輔助通信技術(shù)來替換工程系統(tǒng)中原始的中繼器和電話線，并利用集成技術(shù)進(jìn)行連接的新型技術(shù)，在這項(xiàng)技術(shù)中主要應(yīng)用的是音序器技術(shù)，因此對外界環(huán)境的承受能力相對較好，即使在相對復(fù)雜的外部環(huán)境中也能夠?qū)崿F(xiàn)自由移動，并且這類控制系統(tǒng)操作起來相對簡單便捷，在命令模式下使用效果更好。同時(shí)，PLC 技術(shù)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面相對完整，不僅包含核心處理器以及數(shù)據(jù)存儲器等，還擁有電源以及輸入和輸出等功能。另外，由于這項(xiàng)技術(shù)能夠結(jié)合應(yīng)用領(lǐng)域的特點(diǎn)和需要展開定制，因此在實(shí)際應(yīng)用過程中，在控制效果方面相對較好。[2]在這項(xiàng)技術(shù)的操作系統(tǒng)中，電源主要用于開啟或者關(guān)閉系統(tǒng)，輸入和輸出功能主要在數(shù)據(jù)的接收以及發(fā)送過程中進(jìn)行應(yīng)用；存儲系統(tǒng)毋庸置疑主要用來存儲各項(xiàng)數(shù)據(jù)；核心處理器的工作質(zhì)效也相對理想，能夠高效完成數(shù)據(jù)的分析和處理工作。需要注意的是，在實(shí)際應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)的時(shí)候，需要按照電源使用標(biāo)準(zhǔn)合理選擇電源，以保證處理器能夠高效完成各項(xiàng)工作，之后借助掃描功能，實(shí)現(xiàn)對各個(gè)用戶程序的掃描，以更好地分析和傳輸數(shù)據(jù)。

2 PLC 技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 可靠性

在PLC 技術(shù)中的操作系統(tǒng)都是圍繞各種數(shù)據(jù)，對應(yīng)相應(yīng)編程，在經(jīng)過嚴(yán)密計(jì)算的基礎(chǔ)上形成，因此這類系統(tǒng)的控制性能相對可靠。以數(shù)控車床為例，這類控制系統(tǒng)中的原始數(shù)據(jù)是以認(rèn)定傳輸?shù)姆绞戒浫胂到y(tǒng)中，并通過對內(nèi)部控制系統(tǒng)進(jìn)行程序化操作實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)指令的更好落實(shí)，進(jìn)而完成各項(xiàng)既定任務(wù)，在各項(xiàng)程序的實(shí)際運(yùn)行過程中，各種精準(zhǔn)數(shù)據(jù)是其穩(wěn)定運(yùn)行的可靠保證。因此，這項(xiàng)技術(shù)在數(shù)控車床中進(jìn)行應(yīng)用的時(shí)候，首先需要對車床類設(shè)備的各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行充分了解和掌握，然后將相關(guān)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)地輸入程序中，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)與器械設(shè)備相關(guān)要求不符的情況，最大限度地降低設(shè)備受損風(fēng)險(xiǎn)，保證產(chǎn)品精度和質(zhì)量。

2.2 便捷性

現(xiàn)階段的PLC 技術(shù)中所使用的指令更具直觀性和便捷性，在實(shí)際應(yīng)用過程中，相關(guān)人員只要能夠掌握操作界面的相關(guān)指令及其操作方式，就能夠?qū)崿F(xiàn)有效生產(chǎn)和互動。同時(shí)，這些技術(shù)操作的簡便性也在一定程度上降低了操作人員的準(zhǔn)入門檻，促使其只要系統(tǒng)接受相關(guān)培訓(xùn)就能夠很好地勝任這項(xiàng)工作。

2.3 完善性

PLC 技術(shù)屬于一項(xiàng)具有高度綜合性和融合性的技術(shù)體系，并且在這一體系中主要涉及人機(jī)互動、實(shí)時(shí)記錄、邏輯運(yùn)算以及數(shù)據(jù)處理等功能，在這些功能進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行的情況下，能夠?qū)φ麄€(gè)生產(chǎn)流水線進(jìn)行合理控制。在這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用階段，由于設(shè)備中配置有軟繼電器一類的抗干擾性零部件，因此在實(shí)際操作過程中能夠?qū)ν饨绛h(huán)境中的各種干擾因素進(jìn)行阻斷或者隔離，同時(shí)當(dāng)異常發(fā)生之后，也能夠在最短時(shí)間內(nèi)以設(shè)備為中心及時(shí)啟動系統(tǒng)外部的預(yù)警體系，并對出現(xiàn)異常的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行對比和識別，中央控制器則會在同一時(shí)間接收到相應(yīng)的故障或者維護(hù)等相關(guān)請求。由此可見，這項(xiàng)技術(shù)在整個(gè)系統(tǒng)流程上的完善性和細(xì)致性，能夠有效降低系統(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)故障的可能性，切實(shí)提升設(shè)備使用壽命。[3]

2.4 控制系統(tǒng)的針對性更強(qiáng)

與當(dāng)前市場中價(jià)位與型號均相等的控制器相比較，PLC 技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢主要在其應(yīng)用功能以及性能上進(jìn)行體現(xiàn)，并且這項(xiàng)技術(shù)在電氣工程及其自動化控制中的合理應(yīng)用具有極強(qiáng)的針對性，這主要是由于這項(xiàng)技術(shù)本身具有編程功能，因此能夠滿足不同行業(yè)用戶的差異化需求，當(dāng)前時(shí)代背景下，能夠制定具有極強(qiáng)針對性的控制功能，與當(dāng)前的工業(yè)發(fā)展需求相契合。同時(shí)，在PLC 技術(shù)控制系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過程中，可以在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支撐下，對系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一收集和管理，不僅能夠增強(qiáng)管理工作開展質(zhì)效，還能夠不斷優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，最大限度保證生產(chǎn)質(zhì)效。

2.5 通用性強(qiáng)

PLC 技術(shù)本身具有極強(qiáng)的通用性，因此在實(shí)際應(yīng)用過程中，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)對各種硬件設(shè)備的兼容以及整合，并借助其本身的通用性特征，更好地滿足當(dāng)前電氣工程及其自動化控制技術(shù)在實(shí)際發(fā)展過程中的需求，在提升其生產(chǎn)質(zhì)效的基礎(chǔ)上，更好地推動經(jīng)濟(jì)效益以及社會效益的協(xié)同發(fā)展。

3 電氣工程及其自動化控制中PLC 技術(shù)的應(yīng)用

3.1 在開關(guān)控制中的應(yīng)用

在電氣工程以及測量管理的實(shí)際開發(fā)中，我們能夠看到幾乎所有的控制系統(tǒng)都會借助繼電器來實(shí)現(xiàn)對測量鍵的合理控制，并且這種操作以及處理裝置的應(yīng)用是非常明確的。但是，這類控制技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中具有明顯不足：不僅運(yùn)行速度相對較慢，在響應(yīng)速度上也相對不快，還存在一定的頻繁斷電可能。PLC技術(shù)在電氣工程及其自動化控制中的合理應(yīng)用，能夠合理修改控制器，并取代以往的旋轉(zhuǎn)控制方式，促使整個(gè)控制系統(tǒng)更加便捷，還能夠有效降低故障的發(fā)生概率，保證各項(xiàng)設(shè)備平穩(wěn)高效運(yùn)轉(zhuǎn)。PLC 技術(shù)在開關(guān)控制中的合理應(yīng)用，能夠在減少生產(chǎn)過程中設(shè)備損耗，延長設(shè)備使用期限的基礎(chǔ)上，減少設(shè)備投入成本，進(jìn)而從整體上降低企業(yè)生產(chǎn)成本。[4]同時(shí)，在電氣工程中實(shí)際應(yīng)用PLC 技術(shù)的時(shí)候，還有助于相關(guān)技術(shù)人員定期進(jìn)行總結(jié)和思考，以更好地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行中的潛在錯(cuò)誤，并及時(shí)制定有效應(yīng)對方案，降低錯(cuò)誤的發(fā)生概率，提升電氣工程及其自動化控制設(shè)備的使用效率。

3.2 在數(shù)據(jù)采集和分析中的應(yīng)用

在電氣工程及其自動化控制系統(tǒng)中合理應(yīng)用PLC技術(shù)，能夠?qū)Ω黜?xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效采集和精準(zhǔn)分析，有效提升數(shù)據(jù)處理質(zhì)效，同時(shí)能夠?yàn)楣芾韺又贫ǜ黜?xiàng)管理決策提供更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支撐。在電氣設(shè)備實(shí)際運(yùn)行過程中通常會產(chǎn)生大量的信息數(shù)據(jù)，隨著這些信息數(shù)據(jù)量的不斷增多，可能會對數(shù)據(jù)的存儲空間帶來一定的不良影響。借助PLC 技術(shù)，相關(guān)人員能夠利用編寫程序?qū)⒁恍?yīng)用價(jià)值相對較低的信息進(jìn)行有效過濾，并借助這項(xiàng)技術(shù)的數(shù)據(jù)分析功能更好地實(shí)現(xiàn)電氣工程自動化控制系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行?，F(xiàn)階段，我國有部分企業(yè)已經(jīng)能夠借助PLC 技術(shù)對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行有效管理，極大地提升了這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際控制質(zhì)效，為電氣工程自動化控制的更好發(fā)展提供有力支撐。

此外，這項(xiàng)技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用，還能對電氣設(shè)備中的數(shù)據(jù)采集設(shè)備以及攝像頭進(jìn)行合理控制，更好地完成自動化控制全過程掃描。相關(guān)人員借助傳感設(shè)備還能夠?yàn)镻LC 系統(tǒng)提供更多有效數(shù)據(jù)，并在各個(gè)數(shù)據(jù)反饋線路的互相配合下，有效減少電氣工程中各種風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生概率。

3.3 在順序控制中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，在電氣工程自動化控制過程中需要對整個(gè)作業(yè)流程進(jìn)行嚴(yán)格把控，以保證生產(chǎn)過程中的安全性以及穩(wěn)定性。PLC 技術(shù)在電氣工程自動化控制中的合理應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)作業(yè)流程的優(yōu)化，提升電氣工程的自動化控制效果。[5]同時(shí)，PLC 技術(shù)還能夠在電氣工程自動化控制系統(tǒng)中充當(dāng)定序器，以更好地實(shí)現(xiàn)各個(gè)生產(chǎn)流程的序列排序，最大限度簡化相關(guān)人員的處理步驟，同時(shí)在這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過程中，在主體結(jié)構(gòu)以及通用模塊中，也可以利用其現(xiàn)代化運(yùn)行程序?qū)崿F(xiàn)對電子設(shè)備的合理管控。PLC 技術(shù)在實(shí)際運(yùn)行過程中具體包括這幾個(gè)部分：順序控制主站、遙控以及位于現(xiàn)場的傳感器等。以火電廠為例，在其實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生一定的殘?jiān)?，以往主要依靠人力處理，不僅工作質(zhì)效相對較低，在安全性上也難以保證。在實(shí)際應(yīng)用PLC 技術(shù)之后，借助其中的傳感器相關(guān)人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的殘留物，并使用相關(guān)設(shè)備及時(shí)進(jìn)行自動化集中處理。在這種操作之下，才能夠及時(shí)清除整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)中的雜質(zhì)，既保證了整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定，又保證了系統(tǒng)運(yùn)行中的安全。

3.4 在閉環(huán)控制中的應(yīng)用

在閉環(huán)控制過程中對PLC 技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)際上屬于一種補(bǔ)充類技術(shù)的運(yùn)用。在實(shí)際應(yīng)用過程中，可以從自動化以及現(xiàn)場管控兩個(gè)方面入手更好地滿足不同類型的閉環(huán)需求，促使PLC 系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中能夠得到常規(guī)補(bǔ)償，最大限度地保障閉環(huán)控制工作的安全性和穩(wěn)定性。通常情況下，在PLC 系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的部分主要有電子調(diào)節(jié)、電液執(zhí)行以及轉(zhuǎn)述測量三個(gè)部分，在這三個(gè)部分的有機(jī)結(jié)合之下，才能更好地發(fā)揮系統(tǒng)的基本運(yùn)行和調(diào)節(jié)作用，并且只有在這個(gè)基礎(chǔ)上，才能夠在調(diào)節(jié)極端，結(jié)合設(shè)備實(shí)際運(yùn)行規(guī)律對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行操作，最大限度地保證操作合理性。在電氣閉環(huán)控制階段，PLC 系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)能夠更好地將泵機(jī)的具體工作時(shí)長控制在合理范圍內(nèi)，并通過對整體運(yùn)行時(shí)間的合理調(diào)控實(shí)現(xiàn)對泵機(jī)受損情況的有效控制，避免系統(tǒng)運(yùn)行對泵機(jī)造成的損害。

3.5 在電氣設(shè)備集中管控中的應(yīng)用

PLC 技術(shù)主要是以通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)為支撐，隨著這兩項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC 技術(shù)也開始朝著智能化控制方向發(fā)展。現(xiàn)階段，PLC 技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用已經(jīng)能夠?qū)φ麄€(gè)生產(chǎn)鏈條中的所有電氣設(shè)備進(jìn)行集中管控，并且在這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過程中，相關(guān)人員能夠在既定管控范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對各項(xiàng)資源的合理調(diào)配和有效控制，一方面能夠保證整個(gè)生產(chǎn)鏈條上的作業(yè)質(zhì)量，另一方面還能夠有效避免電氣自動化控制過程中耗能問題的發(fā)生，更好地保證電氣設(shè)備運(yùn)行質(zhì)效。

綜上所述，在電氣工程的發(fā)展過程中，自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定高效運(yùn)行，對于電氣工程生產(chǎn)質(zhì)效的提升具有重要意義。PLC 技術(shù)本身具有較高的反應(yīng)速度、安全性能以及完善的系統(tǒng)功能，其在電氣工程及其自動化控制中的合理應(yīng)用，能夠最大限度地保證電氣自動化控制系統(tǒng)在運(yùn)行中的安全和高效，因此具有極大的應(yīng)用價(jià)值。在這一背景下，需要相關(guān)人員加大對PLC技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新，保證能夠在最大限度發(fā)揮PLC 技術(shù)應(yīng)用價(jià)值的基礎(chǔ)上，助力電氣工程的持續(xù)健康發(fā)展。