PLC 技術(shù)在電氣工程及其自動化控制中的運用

文/劉云帆 劉廣發(fā) 程若楠 陳照奇

現(xiàn)代社會的快速發(fā)展，尤其工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，給人民的生活帶來了極大的便利，我國又是人口大國，在對工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和要求上有了越來越高的品質(zhì)要求，尤其現(xiàn)在工業(yè)的自動化給生產(chǎn)和生活品質(zhì)都帶來了極大的提高，自動化控制隨處可見。今天，對自動化控制的要求也越來越高，一些傳統(tǒng)的控制不能瞞住我們的生產(chǎn)要求和便捷需求。隨后PLC 技術(shù)產(chǎn)生，PLC 可編程序控制器是基于微型計算機(jī)技術(shù)的通用工業(yè)自動控制設(shè)備，由于PLC 體積小、功能強(qiáng)、速度快、可靠性高，又具有較大的靈活性和可擴(kuò)展性，目前已被應(yīng)用到機(jī)械制造、化工、交通、電子、印刷、建筑、食品、農(nóng)業(yè)等諸多領(lǐng)域。

1 PLC技術(shù)在電氣工程及其自動化控制中的優(yōu)勢

（1）自動化控制設(shè)備的要求很高，尤其在可靠性能上體現(xiàn)，如果沒有讓人放心的可靠性，使用過程中還是容易出現(xiàn)故障，只會降低生產(chǎn)效率，而不是提高生產(chǎn)效率，所以PLC技術(shù)在這一點的優(yōu)勢體現(xiàn)出來，和傳統(tǒng)的電氣相比，內(nèi)部抗干擾技術(shù)采取了最先進(jìn)的現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，這種電路把開關(guān)接點數(shù)量降到最小，因此出現(xiàn)故障的概率也就很大的降低了。有時候電氣裝置出現(xiàn)了故障還不知道，但PLC可以做到出現(xiàn)故障及時發(fā)出警報信息，它自帶自我檢測功能的硬件設(shè)備。

（2）設(shè)備完善，功能齊全，適用性廣泛。PLC 技術(shù)研發(fā)出了各種規(guī)模系列的產(chǎn)品，各種類型的工業(yè)控制中都可以運用到，包括位置控制、溫度控制、CNC 等等，還具有獨特的通信能力及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)達(dá)，使得PLC 組成各種控制系統(tǒng)都變得非常簡單。

（3）容易學(xué)習(xí)和使用，技術(shù)的發(fā)展到運用不能太繁瑣，要越來越簡便化，才會容易推廣，非專業(yè)技術(shù)人才通過學(xué)習(xí)也能很快掌握運用，大受工程技術(shù)人員的歡迎。

（4）系統(tǒng)的設(shè)計及建造周期因為用存儲邏輯代替界限邏輯而大大縮短，后期維護(hù)起來也方便。

（5）超小的體積容易裝入機(jī)械內(nèi)部，輕微的重量，低耗的能量，實現(xiàn)機(jī)電一體化控制設(shè)備的最理想狀態(tài)。

2 PLC技術(shù)在電氣工程的運用

2.1 在順序控制上的運用

PLC 技術(shù)上的順序控制，是指按照需要的生產(chǎn)工藝首先設(shè)置好規(guī)定的順序，按照PLC技術(shù)，發(fā)出指令之后每個預(yù)先規(guī)定的順序可以自動的有序的執(zhí)行命令，這在各類工業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中都十分常見。順序控制在運用過程有滿足三個條件：轉(zhuǎn)移條件、轉(zhuǎn)移目標(biāo)和工作任務(wù)，按照設(shè)置的順序系統(tǒng)來自動控制指令，順序控制也可以分為不同的類型，比如按照時間順序或者邏輯順序又或者條件順序三類控制。比如沖壓機(jī)工作原理，沖壓機(jī)的工作順序可分為三個狀態(tài)：初始、下沖和返回狀態(tài)。三個狀態(tài)之間有規(guī)定的順序，只要啟動就會按照需要的順序來不停的運作，PLC 技術(shù)的自動化控制讓復(fù)雜的東西簡單化，大大提高了工作效率。

2.2 在開關(guān)量控制方面的運用

開關(guān)量是指非連續(xù)性信號的采集和輸出，包括遙信采集和遙控輸出。它有兩種狀態(tài)，“開”和“關(guān)”是電器最基本、最典型的功能。傳統(tǒng)的是利用機(jī)械電器的處理來控制開關(guān)，對于短路電路如果需要這種傳統(tǒng)方式來控制，反應(yīng)速度緩慢，現(xiàn)在利用PLC 技術(shù)在一般開關(guān)量裝置通過內(nèi)部繼電器實現(xiàn)開關(guān)量的輸出。PLC 技術(shù)在開關(guān)量控制方面的運用提升了電氣控制中的運行效率。

2.3 在閉環(huán)控制中的運用

在工業(yè)上有很多作為被控的輸出以一定的方式返回到作為控制的輸入端，并對輸入端同時控制影響的一種控制關(guān)系，帶有反饋信息的系統(tǒng)控制方式，是一種很靈活的控制方式。簡單來說就是和開環(huán)控制相對的，比如開環(huán)控制就類似于開關(guān)打開就結(jié)束，不會有后續(xù)控制燈是否量；閉環(huán)控制就類似水龍頭打開，水量出來多少還可以反饋回來繼續(xù)控制，這樣就輸出比較穩(wěn)定需要的量。PLC 技術(shù)在閉環(huán)控制在一些工業(yè)生產(chǎn)的運用非常廣泛。比如我們最常見的家用空調(diào)溫度的控制。

3 PLC技術(shù)在自動控制中的運用

由于PLC 技術(shù)的越來越成熟，加上PLC技術(shù)的幾大優(yōu)勢，都彌補(bǔ)了傳統(tǒng)機(jī)械電氣的不足，現(xiàn)在電氣工程自動控制中越來越廣泛，在工業(yè)上、生活上都隨處可見。

（1）在生活上的運用，比如我們每天出門都會遇到的十字路口交通等PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計，PLC 自動控制很大程度的提升了交通信號等的反應(yīng)速度和靈敏度，能夠很好的控制交通，同時不管天氣情況怎樣都能很好的執(zhí)行，不會受外界環(huán)境的太多影響，這也是很大的為現(xiàn)今社會交通壓力提供便利服務(wù)。再比如全自動洗衣機(jī)的PLC 自動控制系統(tǒng)設(shè)計，也是減輕了現(xiàn)在社會繁忙的生活壓力；噴泉控制、電梯、自動門等等。

（2）在工業(yè)上的運用，很多工業(yè)領(lǐng)域的電氣儀表和設(shè)備現(xiàn)在都是PLC 技術(shù)自動化控制，實現(xiàn)生產(chǎn)過程中能夠自動化，只需要少數(shù)技術(shù)人員管理就可以，比如機(jī)床電氣一體化控制，大大提升了生產(chǎn)效率，而且生產(chǎn)過程更交安全，不容易出現(xiàn)故障，產(chǎn)品質(zhì)量更好。

（3）在數(shù)控領(lǐng)域的運用，PLC 技術(shù)在自動控制編程中可以更加精準(zhǔn)，所有的參數(shù)的可以精確到更理想的狀態(tài)。

PLC 技術(shù)自動控制中的運用還體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的，溫度、光照、水量、肥量等等都可以實現(xiàn)自動化控制，讓以最節(jié)約、最合理的模式促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展；在軍事領(lǐng)域的運用等等。

4 結(jié)語

PLC 技術(shù)在電氣工程中的運用一定是會越來越廣泛的，尤其先進(jìn)社會發(fā)展的速度越來越快，人們越來越享受自動化帶來的方便，各個企業(yè)也是勞動力都得不到滿足，但企業(yè)效益要不斷提升，如何實現(xiàn)PLC 技術(shù)給企業(yè)帶來的經(jīng)濟(jì)效益就是未來的趨勢，相關(guān)技術(shù)研究人員也是責(zé)任重大，把更加優(yōu)化的PLC 技術(shù)推廣運用到社會中運用。