PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的應(yīng)用分析

彭丹 安術(shù)鑫 王陽

摘要：PLC技術(shù)對于電氣控制系統(tǒng)有著重要作用，是影響電氣控制系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化的關(guān)鍵技術(shù)，可以有效增強(qiáng)生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，進(jìn)而推動(dòng)我國工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展。在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中應(yīng)用PLC技術(shù)能夠取得較好的效果，便于維護(hù)電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。基于此，本文主要分析了PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);電氣工程自動(dòng)化控制;應(yīng)用

引言

PLC技術(shù)靈活的應(yīng)用在電氣工程及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)是十分重要，能有效保障電氣工程的平穩(wěn)運(yùn)行，在改進(jìn)電氣控制單元中PLC技術(shù)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基礎(chǔ)之上會(huì)使得該系統(tǒng)更加平穩(wěn)，還需要針對PLC技術(shù)的具體應(yīng)用建立起有效的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)各方面的監(jiān)督和管理，更好地促進(jìn)其在電氣工程自動(dòng)化控制中應(yīng)用水平的提升。

1.PLC技術(shù)概述

可編程邏輯控制器（PLC）主要使用存儲(chǔ)器利用的是編程系統(tǒng)，用于內(nèi)部存儲(chǔ)程序，用于執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等由操作系統(tǒng)發(fā)出的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的生產(chǎn)控制過程。PLC技術(shù)中包含多種技術(shù)類型，其中常見的有計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)。PLC技術(shù)將計(jì)算機(jī)技術(shù)與繼電控制器技術(shù)相結(jié)合，取長補(bǔ)短，極大的提高了工業(yè)行業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)效率。PLC技術(shù)在歷史上的發(fā)展已經(jīng)不是一天兩天了，在走過漫長歲月后，在近些年已經(jīng)融合了計(jì)算機(jī)等多種技術(shù)，使得PLC技術(shù)日益完善，在完成很多工作的時(shí)候已經(jīng)發(fā)揮著不可替代的作用了，他可以在對相應(yīng)的機(jī)器編程修改的同時(shí)繼續(xù)起到良好的控制效果[1]。

2.PLC技術(shù)主要特點(diǎn)

2.1適應(yīng)性強(qiáng)

PLC技術(shù)能夠應(yīng)用到多個(gè)工業(yè)化領(lǐng)域中，可以滿足各種規(guī)模工業(yè)的控制使用。而且，PLC具有良好的適應(yīng)能力，能夠滿足不同外界環(huán)境的需求，對溫度、濕度都沒什么要求，還能在瞬間斷電的情況下保持運(yùn)行狀態(tài)，能夠避免突然停止運(yùn)行的困境。

2.2具有較強(qiáng)抗干擾能力

PLC采用的電子器件都經(jīng)過嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，每個(gè)模塊都采用屏蔽裝置，使用集成電路，不僅提升了PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)的可靠性，還能及時(shí)檢測設(shè)備異常情況并作出報(bào)警動(dòng)作。操作者則可以根據(jù)報(bào)警及故障自我診斷報(bào)告進(jìn)行分析，進(jìn)而根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行故障自診保護(hù)，具有較強(qiáng)的抗干擾能力和可靠性。

2.3便捷性能強(qiáng)

PLC具有結(jié)構(gòu)簡單、高集成特點(diǎn)，可以通過少量的接口及符號完成參數(shù)的精確表達(dá)。另外，PLC系統(tǒng)還支持仿真模擬實(shí)驗(yàn)，只需要一個(gè)計(jì)算機(jī)設(shè)備就能完成多種情況測試，能夠減少裝置安裝和調(diào)試流程，加快實(shí)驗(yàn)速度，且對編程邏輯要求較低，可以隨時(shí)開展編程工作[2]。

3.PLC技術(shù)設(shè)計(jì)原則

PLC技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展不僅使得傳統(tǒng)的生產(chǎn)流程能夠通過自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行控制，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)對生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量控制和監(jiān)管。此外，在整個(gè)工作系統(tǒng)出現(xiàn)一定問題的情況之下，通過PLC技術(shù)還能夠進(jìn)行自動(dòng)化的檢測和維修，為生產(chǎn)發(fā)展提供了極大的便利。所以，在PLC技術(shù)設(shè)計(jì)和發(fā)展的過程中，應(yīng)更好地堅(jiān)持有效的設(shè)計(jì)原則，首先要堅(jiān)持因地制宜的設(shè)計(jì)形式，根據(jù)具體的生產(chǎn)流程以及生產(chǎn)者的使用需求進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)，以保證PLC技術(shù)的應(yīng)用效果;其次，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中要堅(jiān)持質(zhì)量原則，保證整個(gè)技術(shù)體系運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性;同時(shí)，還應(yīng)更好地注重PLC技術(shù)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益，使得其在保證產(chǎn)品質(zhì)量以及工作效率的前提下，還能夠更好地控制整體的運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的有效利潤獲取[3]。

4.PLC技術(shù)在電氣以及自動(dòng)化的運(yùn)用

4.1順序控制

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，PLC技術(shù)已經(jīng)成為順序控制器工作的主要支撐技術(shù)手段，是一種非常常見的工序控制應(yīng)用形式。在順序控制過程中，一般都會(huì)采用分層式的控制形式，通過主站控制模塊以及自動(dòng)控制模塊等多種模塊的協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)工具的自動(dòng)化控制。比如，在火力發(fā)電廠的設(shè)備工作過程中，能夠通過PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)整個(gè)發(fā)電過程中爐渣和飛灰的有效處理，同時(shí)還能夠通過良好的遠(yuǎn)程控制以及現(xiàn)場傳感控制等，建立整個(gè)控制的一體化形式，有效地減輕電氣運(yùn)行的負(fù)擔(dān)，提高順序控制的穩(wěn)定性。

4.3開關(guān)量的控制

PLC中開關(guān)量控制作為最基本的功能，也是可編程控制器技術(shù)的重要內(nèi)容之一。開關(guān)量控制的實(shí)現(xiàn)主要通過控制電磁繼電器的通斷進(jìn)行[3]。在現(xiàn)代工業(yè)中，采用PLC開關(guān)量控制具有較多優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，PLC結(jié)構(gòu)簡單，因此在接線、維修方面都有較大優(yōu)勢，而且還能通過PLC實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的啟動(dòng)和停止，能夠減少操作失誤概率;第二，PLC開關(guān)控制量具有較大提升空間，可以滿足更對多發(fā)展需求，能夠減少系統(tǒng)更新的時(shí)間和人力，避免出現(xiàn)設(shè)備過早、過快耗損情況，還能降低線路被他人修改的可能性;第三，具有較為廣泛的應(yīng)用空間，現(xiàn)在的PLC開關(guān)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到工業(yè)自動(dòng)化流水線控制當(dāng)中，是現(xiàn)代化工業(yè)產(chǎn)業(yè)必不可少的重要技術(shù)。

4.3閉環(huán)控制

在電氣工程及其自動(dòng)化控制中，閉環(huán)控制也是過程控制，主要是對溫度、壓力和流量等模擬量的控制。傳統(tǒng)的電氣工程領(lǐng)域，人工方式的啟停難以保證安全性和可靠性，不利于提高生產(chǎn)效率。PLC技術(shù)則能起到很好的輔助作用。閉環(huán)控制在熱處理、鍋爐控制等場合都有應(yīng)用，能夠與其他技術(shù)組合形成自動(dòng)智能控制系統(tǒng)。常見的閉環(huán)控制系統(tǒng)有電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)和平臺(tái)流量、液位、溫度及壓力等控制系統(tǒng)。一般閉環(huán)控制系統(tǒng)有單個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)和多個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)兩種。鑒于控制變量的比例系數(shù)之間的絕對值非常重要，在控制同步設(shè)備速度時(shí)會(huì)采用單個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。利用PLC技術(shù)能夠快速反映相關(guān)階段中由閉環(huán)系統(tǒng)控制技術(shù)呈現(xiàn)出的連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，從而全面監(jiān)視閉環(huán)的綜合控制系統(tǒng)功能。

4.4集中控制

在電氣工程中，中央控制將通過自動(dòng)控制系統(tǒng)（包括PLC）實(shí)現(xiàn)，設(shè)備的狀態(tài)和所有中央控制設(shè)備的整個(gè)操作非常重要的鏈接。PLC技術(shù)在中央控制系統(tǒng)中的應(yīng)用將有助于操作程序的方便，工廠內(nèi)部通過PLC技術(shù)的應(yīng)用能夠大幅度的壓降電氣控制系統(tǒng)所產(chǎn)生的工作量，將控制微機(jī)串級控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)集中控制的有力措施，也能夠使其控制更加精準(zhǔn)。在操作過程中，收集的輸送帶設(shè)備、機(jī)械、煤炭儲(chǔ)存設(shè)備、膠帶機(jī)和設(shè)備之間的綜合利用，如緊密依托于人工，在技術(shù)交割設(shè)備防盜檢測系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)PLC的應(yīng)用，將其加入到遠(yuǎn)程控制過程中，切實(shí)提高了控制的效率，在PLC組建的集中控制系統(tǒng)中，可以在很大程度上簡化處理一些復(fù)雜的任務(wù)，降低了人工成本，降低了傳輸過程中的誤動(dòng)率，切實(shí)有效地降低了在運(yùn)輸系統(tǒng)的維護(hù)和維修工作，可以能夠?qū)崿F(xiàn)PLC的集中控制[4]。

4.5程序編譯

PCL技術(shù)是使用短語安排掃描操作，繼續(xù)服務(wù)于工作中的順序電路，從一個(gè)公司的PCL計(jì)算機(jī)處理器根據(jù)良好的應(yīng)用程序的發(fā)展，指導(dǎo)和跟蹤用戶，根據(jù)掃描過程在掃描過程中，地址周期的波形更新，以輸出更新中的采樣信號的狀態(tài)，并按照控制器的工作順序執(zhí)行。電氣工程控制與自動(dòng)化系統(tǒng)中PLC技術(shù)的轉(zhuǎn)換與應(yīng)用是必不可少的。PLC技術(shù)能夠切實(shí)有效地降低手工操作中可能發(fā)生的不同種類的錯(cuò)誤，而且可以在某種程度上改進(jìn)電氣工程行業(yè)的現(xiàn)狀，促進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展。

結(jié)束語

綜上所述，電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)也有越來越廣泛，為了完善系統(tǒng)應(yīng)用模式，需要充分發(fā)揮PLC技術(shù)的優(yōu)勢，提高控制系統(tǒng)的靈敏度，提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率，縮短了產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)間，減少了生產(chǎn)的成本費(fèi)用投入。其未來的發(fā)展前景比較廣闊，將大幅度改善工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)狀況。

參考文獻(xiàn)：

[1]周逸文.淺論電氣工程及其自動(dòng)化控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2020（01）：200-201.

[2]毛曉娟.PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的應(yīng)用分析[J].世界有色金屬，2020（01）：296+298.

[3]沈志君.淺析智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用[J].信息通信，2019（12）：169-171.

[4]郭嬋.PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的運(yùn)用分析[J].科學(xué)咨詢（科技·管理），2019（12）：88