PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的運(yùn)用

黨玉潔

（河北工程大學(xué) 河北省邯鄲市 056038）

在21 世紀(jì)背景下，科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，這也促使全球信息化進(jìn)程得以不斷推進(jìn)，并給各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展帶來了千載難逢的機(jī)遇，在電氣工程及其自動(dòng)化控制領(lǐng)域中，更是將PLC 技術(shù)的應(yīng)用作為未來的發(fā)展趨勢。在現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)繁榮發(fā)展的大背景下，為了使電氣工程及其自動(dòng)化控制水平得到全面的提高，就必須要對PLC 技術(shù)進(jìn)行充分的運(yùn)用，并將PLC 技術(shù)作為領(lǐng)域發(fā)展的核心技術(shù)，以此推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的快速發(fā)展。相比于傳統(tǒng)的控制技術(shù)來說，電氣工程及其自動(dòng)化控制在安全性方面要更加嚴(yán)格，而PLC 技術(shù)的應(yīng)用則使其自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高，有效保障了電氣工程及其自動(dòng)化控制安全，并在該領(lǐng)域中發(fā)揮著愈發(fā)明顯的作用。為此，本文便對PLC 技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的相關(guān)運(yùn)用進(jìn)行探討，以期進(jìn)一步提高PLC 技術(shù)在該領(lǐng)域中的應(yīng)用水平。

1 PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的運(yùn)用價(jià)值分析

1.1 高操作性

對于PLC 技術(shù)來說，其具有極高的操作性，而且能夠?qū)φZ言互譯類管理進(jìn)行有效支持，確保用戶在對PLC 技術(shù)進(jìn)行使用時(shí)能夠采用正確的操作方式，通過對PLC 控制模式及其語言結(jié)構(gòu)進(jìn)行掌握，以此確保程序管理效果得到進(jìn)一步提升。對于PLC 技術(shù)來說，其還具備自動(dòng)翻譯功能，用戶在使用PLC 技術(shù)以后，能利用PLC來進(jìn)行程序互譯。在對程序進(jìn)行編寫過程中，需要對系統(tǒng)整體性結(jié)構(gòu)進(jìn)行集中性的簡化，以使程序得到更為簡單的處理，進(jìn)而使工作效率得到有效提升。工作人員在對PLC 技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，需要按照相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行使用，以確保其夠滿足通信要求，同時(shí)也能使不同廠家順利實(shí)現(xiàn)PLC 技術(shù)的更換，使實(shí)踐效果及處理效率得到進(jìn)一步提升。在對操作水平進(jìn)行調(diào)試過程中，也能使PLC 通信的開放化發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。

1.2 控制功能

圖1：PLC 裝置的內(nèi)部構(gòu)造示意圖

對于PLC 技術(shù)來說，其在電氣工程及其自動(dòng)化控制領(lǐng)域中有著非常明顯的應(yīng)用優(yōu)勢，這是因?yàn)镻LC 技術(shù)是一種可以進(jìn)行編程的邏輯控制器，這使其能夠充分發(fā)揮出應(yīng)有的控制功能，同時(shí)，在控制方面也比較便利，能夠?qū)崿F(xiàn)對電氣工程及自動(dòng)化控制系統(tǒng)的高效、靈活控制。在對PLC 技術(shù)進(jìn)行實(shí)踐運(yùn)用過程中，通過PLC 能夠使系統(tǒng)具備較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，防止外界環(huán)境對系統(tǒng)運(yùn)行及控制造成干擾，同時(shí)也能為系統(tǒng)的維修工作提供巨大便利。對于一些非常復(fù)雜的控制任務(wù)來說，可以通過PLC 技術(shù)的運(yùn)用，借助于簡便的編程語言來確保系統(tǒng)能夠按照相應(yīng)的控制要求執(zhí)行對應(yīng)的操作功能。此外，隨著PLC 技術(shù)的不斷發(fā)展，在PLC 技術(shù)的運(yùn)用過程中，產(chǎn)品設(shè)備的功能將得到逐步優(yōu)化。例如，某些產(chǎn)品具有標(biāo)準(zhǔn)化格式，這時(shí)用戶便可提出具體要求，以使各類控制系統(tǒng)在控制性能方面得到有效加強(qiáng)。比如，用戶可提出加強(qiáng)控制系統(tǒng)的抗干擾能力，在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中采用的傳統(tǒng)控制方式，主要是利用繼電器來達(dá)到控制目的的，不過這也是軟件的替代性功能被削弱，從而導(dǎo)致控制系統(tǒng)在使用過程中頻繁出現(xiàn)各種故障。所以，這也使PLC 技術(shù)得以被應(yīng)用到系統(tǒng)控制中，從而使系統(tǒng)具備了更加強(qiáng)大的抗干擾能力，由此為電氣工程及其自動(dòng)化控制提供了良好的抗干擾技術(shù)支持。電氣工程及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)通過PLC 技術(shù)的運(yùn)用，使其具備了強(qiáng)大的抗干擾性能，并且在PLC 技術(shù)的運(yùn)用下，其診斷及檢測能力也得到了進(jìn)一步提高，也就是電氣工程及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠利用PLC 技術(shù)來實(shí)施自我檢測，以此判別系統(tǒng)中其他裝置的故障發(fā)展情況，并找出故障發(fā)生的源頭，以此指導(dǎo)檢修人員對具體的故障位置進(jìn)行有效檢修，從而實(shí)現(xiàn)對故障的有效排除。在PLC 裝置中，包含有外部設(shè)備接口、擴(kuò)展接口、存儲器ROM/RAM、中央處理器、輸入輸出接口等。PLC 在運(yùn)行過程中，其運(yùn)行流程主要分為三個(gè)，分別是輸入刷新階段，程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段，在輸入刷新階段中PLC 中的輸入電路通過掃描方式來對輸入狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，并將監(jiān)視信息暫存到輸入映像寄存器之中。而在程序執(zhí)行階段中，PLC 則是按照相應(yīng)的順序來串行掃描處理程序，然后分別從輸入映像寄存器與輸出應(yīng)向寄存器中對相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，然后進(jìn)行運(yùn)算與處理，最后再將程序運(yùn)算結(jié)果寫入到寄存執(zhí)行結(jié)果的輸入映像中進(jìn)行存儲。在輸出刷新階段中，對用戶的控制程序指令進(jìn)行執(zhí)行以后，PLC 會(huì)把預(yù)算輸出結(jié)果存儲到輸出映象寄存器之中。如圖1 所示為PLC 裝置的內(nèi)部構(gòu)造示意圖。

2 PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的運(yùn)用研究

2.1 應(yīng)用于閉環(huán)控制工作中

在電氣工程及其自動(dòng)化控制中，閉環(huán)控制是一種重要的控制方式。而在閉環(huán)控制中，PLC 技術(shù)在其中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。一般來說，在許多系統(tǒng)中采用的泵類電機(jī)設(shè)備都是運(yùn)用的閉環(huán)控制方式，在對該類設(shè)備進(jìn)行啟動(dòng)過程中，可采取兩種方法來實(shí)現(xiàn)，分別是自動(dòng)式啟動(dòng)與手動(dòng)式啟動(dòng)。在對PLC 技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用以后，能夠?qū)﹄姍C(jī)運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，并將電機(jī)運(yùn)行時(shí)間作為泵類型選擇的重要依據(jù)，這樣便使得泵的運(yùn)行質(zhì)量及效率大幅提高。在對PLC技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用的過程中，還需在常規(guī)控制系統(tǒng)中結(jié)合采用PLC技術(shù)，這樣可大幅提高常規(guī)控制系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的智能化水平，進(jìn)而使企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)得以順利開展，避免常規(guī)控制系統(tǒng)在使用過程中因出現(xiàn)故障而影響到企業(yè)的正常生產(chǎn)。

2.2 可充當(dāng)順序控制器

現(xiàn)階段，PLC 技術(shù)在被應(yīng)用到企業(yè)生產(chǎn)過程中，許多企業(yè)都紛紛將PLC 技術(shù)當(dāng)作一種順序控制器，這也促使順序控制成為企業(yè)生產(chǎn)過程中的一種重要控制方式。對于PLC 技術(shù)來說，其在企業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮出的順序控制作用可以從三個(gè)方面進(jìn)行體現(xiàn)。首先，通過PLC 技術(shù)的運(yùn)用，能夠使企業(yè)管理人員對工程系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)端化監(jiān)管，這有助于對電氣設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化控制，同時(shí)也能減輕操作人員的工作量，進(jìn)而有效降低電氣工程安全生產(chǎn)中安全事故的發(fā)生幾率，保障操作人員的人身安全。并且，通過采取PLC 技術(shù)，以此實(shí)現(xiàn)對電氣設(shè)備的自動(dòng)化控制，還能使生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)一步改善，避免出現(xiàn)大量操作人員聚集所產(chǎn)生的混亂、嘈雜現(xiàn)象，從而降低操作人員在工作過程中出現(xiàn)的失誤幾率，使電氣工程及其自動(dòng)化控制水平得到有效的提升。其次，通過在電氣工程自動(dòng)化控制領(lǐng)域中有效運(yùn)用PLC 技術(shù)，可對生產(chǎn)現(xiàn)場中的各類信息進(jìn)行有效傳感，從而幫助企業(yè)管理人員對生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行全面了解和掌握，以便于采取對應(yīng)的管理手段來應(yīng)對生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題。最后，通過PLC 技術(shù)運(yùn)用，能夠?qū)﹄姎夤こ讨械闹髡緦硬糠诌M(jìn)行有效控制，企業(yè)可以利用PLC 技術(shù)來提高電氣工程的生產(chǎn)效率，使電氣工程生產(chǎn)中可能發(fā)生的安全事故得到有效避免，最大限度的降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，并且還能使PLC 技術(shù)在順序控制中充分發(fā)揮其應(yīng)有作用，進(jìn)而使電氣工程在自動(dòng)化控制方面體現(xiàn)其應(yīng)用優(yōu)勢。

2.3 可實(shí)現(xiàn)開關(guān)量的精確控制

現(xiàn)階段，科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，使得PLC 技術(shù)在應(yīng)用過程中產(chǎn)生了新的特點(diǎn)，這也使其發(fā)展方向出現(xiàn)了新的變化，從而促使PLC 技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍變得更加廣泛，其應(yīng)用功能更加豐富。尤其是網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的快速發(fā)展，使得PLC 技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢及其技術(shù)特點(diǎn)變得更加明顯，在開關(guān)控制中能夠充分體現(xiàn)出PLC技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢。在以往的電氣工程自動(dòng)化控制工作中，操作人員往往需要通過開關(guān)斷電方式來實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制，并且還要通過斷路器的應(yīng)用來實(shí)施自我保護(hù)，不過這種控制方式使得機(jī)器設(shè)備在進(jìn)行控制響應(yīng)過程中，往往會(huì)花費(fèi)較長時(shí)間，而且也會(huì)使機(jī)器受到一定程度的損害，對機(jī)器設(shè)備的維修也帶來了一定不便，在控制性能方面較為低效。而將PLC 技術(shù)應(yīng)用到電氣工程的開關(guān)控制中，能夠?qū)σ酝臋C(jī)械繼電器控制方式進(jìn)行有效代替，進(jìn)而有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)設(shè)備控制存在的不足，并且通過虛擬化的繼電器控制，還能有效減少電氣工程開關(guān)控制的響應(yīng)時(shí)間，進(jìn)而在電氣設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，能夠進(jìn)行第一時(shí)間的響應(yīng)，以便于工程人員作出及時(shí)的維修與更換，這樣電氣工程的控制效率及質(zhì)量也能得到進(jìn)一步提升、所以，對于電氣工程自動(dòng)化控制企業(yè)來說，在運(yùn)用PLC 技術(shù)過程中，需要對PLC 技術(shù)的性能及其特點(diǎn)進(jìn)行全面了解，并加強(qiáng)PLC 技術(shù)的創(chuàng)新研究，以此強(qiáng)化PLC 技術(shù)的性能，使其功能優(yōu)勢得到最大程度的發(fā)揮。

3 PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的發(fā)展態(tài)勢分析

現(xiàn)階段，在電氣工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域中PLC 技術(shù)的運(yùn)用已成為未來發(fā)展趨勢，科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，也促使機(jī)械制造領(lǐng)域?qū)τ?jì)算機(jī)運(yùn)用PLC 進(jìn)行控制成為研究重點(diǎn)。通過PLC 技術(shù)的運(yùn)用，能夠使電氣設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化控制，并優(yōu)化電氣設(shè)備的運(yùn)行速度及儲存容量，在后續(xù)發(fā)展過程中，PLC 技術(shù)的不斷完善還將促使電氣工程發(fā)展愈發(fā)滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)要求，同時(shí)隨著PLC 技術(shù)的不斷普及，電氣設(shè)備運(yùn)行水平將得到進(jìn)一步增強(qiáng)，設(shè)備使用效果也將變得更加顯著。

4 結(jié)語

總而言之，PLC 技術(shù)具有極高的應(yīng)用價(jià)值，不過其在電氣工程及其自動(dòng)化控制領(lǐng)域中仍舊有一些應(yīng)用問題需要解決，而這就需要企業(yè)能夠?qū)LC 技術(shù)運(yùn)用過程中的系統(tǒng)各個(gè)要素實(shí)施有效控制，結(jié)合市場需求變化情況，以此確保電氣工程的自動(dòng)化控制水平得到進(jìn)一步提升，進(jìn)而為電氣工程的可持續(xù)化發(fā)展提供新的動(dòng)力。