PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的運(yùn)用

劉振兵

摘 要：作為電氣工程中最常見的PLC技術(shù)，通過該技術(shù)的運(yùn)用能夠有效地滿足自動(dòng)化電器工程的需求，提高生產(chǎn)效率。在科研水平不斷發(fā)展，對(duì)應(yīng)用需求越來越高的促進(jìn)下，PLC技術(shù)得到了更大的發(fā)展空間。隨著PLC技術(shù)的應(yīng)用程度越來越高，電氣化工程的控制能力越也來越強(qiáng)，對(duì)于電氣工程領(lǐng)域來說有著十分重要的促進(jìn)意義。故此，使用PLC技術(shù)時(shí)，有關(guān)工作者應(yīng)充分了解技術(shù)要求，掌握該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用方式以及效果，知曉如何將優(yōu)勢(shì)最大化，有效的促使電器工程行業(yè)發(fā)展進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);電氣工程及其自動(dòng)化;運(yùn)用

1PLC技術(shù)概述及發(fā)展?fàn)顩r

1.1 PLC技術(shù)概述

PLC技術(shù)是一種可編程邏輯控制技術(shù)，其主要根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際狀況設(shè)置相應(yīng)的控制模式。當(dāng)處于邏輯運(yùn)算和順序控制條件時(shí)，PLC技術(shù)借助終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)不同量值參數(shù)之間的邏輯控制，從而推動(dòng)電氣工程的飛速發(fā)展。在20世紀(jì)60年代初期階段，PLC技術(shù)可以存儲(chǔ)電氣工程自動(dòng)化控制操作的內(nèi)部程序，使得相關(guān)工作人員在實(shí)際應(yīng)用和檢查過程中更加便捷，同時(shí)為用戶提供便利的計(jì)算機(jī)運(yùn)算功能。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，PLC技術(shù)具有一定的智能化、數(shù)字化等優(yōu)勢(shì)，其能夠有效的識(shí)別用戶的指令，完成用戶相應(yīng)的工作任務(wù)，通過掃描數(shù)據(jù)、傳輸信息等一系列生產(chǎn)操作，有效推動(dòng)電氣工程的自動(dòng)化創(chuàng)新發(fā)展。

1.2 PLC技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

在20世紀(jì)60年代初期，美國(guó)汽車巨頭通用汽車（GeneralMotors）提出PLC技術(shù)理念，并在較短時(shí)間內(nèi)廣泛應(yīng)用至不同領(lǐng)域，同時(shí)受到世界不同國(guó)家的重視。在PLC技術(shù)的發(fā)展初期階段，其控制系統(tǒng)相對(duì)較為單一化，僅能夠?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單的順序控制。隨著更多研究人員不斷的研發(fā)和技術(shù)改革創(chuàng)新，在20世紀(jì)80年代，PLC技術(shù)的形態(tài)發(fā)生了顯著變化，同時(shí)其在控制功能上加入了函數(shù)運(yùn)算，使其能夠滿足更多領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用需求，其中以能源、化工、電氣制造為主。

在實(shí)際加工生產(chǎn)過程中，PLC技術(shù)的順序控制、開關(guān)量控制和閉環(huán)控制的應(yīng)用，其能夠在一定程度上有效的與不同企業(yè)的生產(chǎn)效率產(chǎn)生密切關(guān)聯(lián)，從而促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)效率的提升。在電氣工程自動(dòng)化的發(fā)展領(lǐng)域中，PLC技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)相對(duì)較為復(fù)雜的電氣設(shè)備控制工作，在此過程中其主要采取的控制模式為箱體式和模塊式，這兩種不同類型的控制模式在內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成和實(shí)際應(yīng)用方面均存在差異。對(duì)于箱體式的控制模式而言，其主要由CPU主板、內(nèi)存塊、顯示面板等組成，根據(jù)CPU的性能可劃分為不同的型號(hào)，在實(shí)際應(yīng)用過程中依照具體情況操作。對(duì)于模塊式的控制模式而言，其主要由PLC模塊、電源和模塊存儲(chǔ)器組成，在應(yīng)用過程中根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行擴(kuò)展。

2PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的具體應(yīng)用

2.1順序控制

電氣設(shè)備順序控制在整體自動(dòng)化控制中處于核心位置。PLC技術(shù)應(yīng)用于順序控制可實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)的優(yōu)化，從而在標(biāo)準(zhǔn)化和系統(tǒng)化的單一順序下展開針對(duì)性的生產(chǎn)工藝控制。隨著信息化水平的提高，PLC技術(shù)的信息模塊更為完善，可大幅度提高電氣設(shè)備自動(dòng)化控制水平。從順序控制的角度分析，PLC技術(shù)可借助通信總線完成控制室的內(nèi)部控制，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制站與主控制層的連接，從而實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備整體系統(tǒng)的控制。但是，由于電氣設(shè)備的使用要求逐漸精確，為更好地開展遠(yuǎn)程設(shè)備控制，應(yīng)借助控制站與設(shè)備傳感器實(shí)現(xiàn)有效連接，并在顯示屏的輔助下了解遠(yuǎn)程電氣設(shè)備情況，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程化監(jiān)控。此時(shí)，可由主控室工作人員下達(dá)指令，以保證在單一標(biāo)準(zhǔn)順序下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化功能控制。

此外，電氣設(shè)備順序控制受到運(yùn)行工序的影響，在PLC技術(shù)應(yīng)用下可極大保障電氣工程的穩(wěn)定性，為電氣設(shè)備安全運(yùn)行提供保障。隨著PLC技術(shù)的功能逐漸完善，可在順序控制階段實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，便于主控室工作人員結(jié)合不同設(shè)備運(yùn)行需求展開指令調(diào)節(jié)。甚至可結(jié)合電氣設(shè)備日常運(yùn)轉(zhuǎn)順序劃定階段，根據(jù)各階段特性執(zhí)行針對(duì)性任務(wù)，繼而結(jié)合階段執(zhí)行情況進(jìn)行工序的智能強(qiáng)化，從而在現(xiàn)有電氣設(shè)備自動(dòng)化控制基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)技術(shù)更新。

2.2開關(guān)量控制

傳統(tǒng)電氣設(shè)備控制主要借助繼電器實(shí)現(xiàn)。在元件復(fù)雜的繼電器控制下，電氣設(shè)備運(yùn)行緩慢，且受到繼電器長(zhǎng)時(shí)間通電反應(yīng)的限制，在繼電器運(yùn)行初期無法受到短路保護(hù)，從而降低了整體電氣設(shè)備的運(yùn)行效率。在PLC技術(shù)應(yīng)用下則可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)短路保護(hù)，并在編程系統(tǒng)和編輯控制器輔助下展開設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)，從而規(guī)避短路問題。此過程中，PLC技術(shù)的應(yīng)用并不阻礙繼電器的常規(guī)運(yùn)轉(zhuǎn)，即在保障運(yùn)行效率穩(wěn)定提升的同時(shí)，兼顧開關(guān)量控制的優(yōu)化。實(shí)際電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中，因受開關(guān)點(diǎn)眾多的影響，PLC在自動(dòng)控制系統(tǒng)中需同時(shí)對(duì)接十幾個(gè)開關(guān)量控制點(diǎn)，甚至在高峰時(shí)期可連接上百個(gè)控制點(diǎn)。在PLC技術(shù)的保障下，眾多控制點(diǎn)基于互聯(lián)網(wǎng)與電氣系統(tǒng)云平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一處理，并可根據(jù)不同控制系統(tǒng)與機(jī)電設(shè)備類型實(shí)現(xiàn)分化控制，從而有效規(guī)避復(fù)雜指令造成的不利影響。

在實(shí)現(xiàn)PLC技術(shù)自動(dòng)控制應(yīng)用時(shí)，可結(jié)合設(shè)備功能展開邏輯控制，并采用特定組合時(shí)序的方式進(jìn)行設(shè)備開關(guān)量的調(diào)整。此時(shí)，相關(guān)工作人員可借助人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)多個(gè)開關(guān)點(diǎn)的靈活操作，既可滿足設(shè)備個(gè)體控制的需求，又可有效提升電氣設(shè)備控制的效率，以實(shí)現(xiàn)整體化電氣設(shè)備系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，彰顯PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

2.3閉環(huán)控制

在PLC技術(shù)應(yīng)用背景下，可借助模擬量完成電氣設(shè)備系統(tǒng)的閉環(huán)控制?；赑LC模擬量閉環(huán)系統(tǒng)，可圍繞被控制量多種指標(biāo)變化實(shí)現(xiàn)針對(duì)性的控制，如設(shè)備流量、壓力、轉(zhuǎn)速以及溫度等主要元素控制量。其中，變頻器和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥為閉環(huán)控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在此閉環(huán)過程中需配合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)外界被控制量數(shù)據(jù)的技術(shù)捕捉，同時(shí)將所獲取設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)傳輸至設(shè)備集中處理中心，并將其信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娏骱椭绷麟妷盒盘?hào)。系統(tǒng)利用PID控制模塊將所轉(zhuǎn)化的信號(hào)重新轉(zhuǎn)化成數(shù)字量，此時(shí)數(shù)字量已傳遞至電氣設(shè)備控制中心，可在系統(tǒng)編程作用下進(jìn)行數(shù)字量判斷，并根據(jù)判斷結(jié)果下達(dá)設(shè)備操作指令，以實(shí)現(xiàn)PLC技術(shù)下的電氣設(shè)備閉環(huán)控制。

目前，電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)中常采用泵類啟動(dòng)模式，主要包括機(jī)旁手動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)化啟動(dòng)以及現(xiàn)場(chǎng)控制箱手動(dòng)啟動(dòng)等。其中，自動(dòng)化啟動(dòng)最先進(jìn)，但操作難度較高。在PLC技術(shù)作用下，可實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)與自動(dòng)化啟動(dòng)的有效融合，形成現(xiàn)代化電氣設(shè)備新型控制模式，并實(shí)現(xiàn)PLC技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)的補(bǔ)充與優(yōu)化。新型控制模式下，閉環(huán)控制可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安全化和可靠化轉(zhuǎn)變，有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)自動(dòng)化啟動(dòng)的缺陷，從而極大地提高了工作效率，為電氣設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

結(jié)束語：

綜上所述，國(guó)內(nèi)的機(jī)械行業(yè)已經(jīng)達(dá)到了全球領(lǐng)先的水平。在自動(dòng)化技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，電氣工程獲得了飛速發(fā)展，在世界工業(yè)領(lǐng)域中得到了更好發(fā)展空間。隨著電氣自動(dòng)化的水平提升，PLC的重視重視程度也越來越高。有效的應(yīng)用PLC技術(shù)不但能提高生產(chǎn)效率為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益，還能促進(jìn)自動(dòng)化行業(yè)設(shè)備研究的蓬勃發(fā)展，對(duì)任何一個(gè)與機(jī)械相關(guān)的生產(chǎn)行業(yè)來說。都有著非常重要的發(fā)展意義。如此，有關(guān)工作一定要提高對(duì)于PLC技術(shù)應(yīng)用的重視，提高對(duì)于PLC技術(shù)核心思想的掌握，促進(jìn)行業(yè)更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡敏.電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電氣工程與自動(dòng)化控制的PLC應(yīng)用技術(shù)[J].冶金管理，2020（21）：55-56.

[2]王志杰.智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用分析[J].冶金管理，2020（21）：98-99.

[3]楊龍.智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用策略研究[J].南方農(nóng)機(jī)，2020，51（20）：167-168.

[4]焦世平，孫園園，李偉.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].中國(guó)金屬通報(bào)，2020（10）：247-248.