基于PLC技術(shù)的電氣工程及其自動(dòng)化控制分析

詹明化

（金肯職業(yè)技術(shù)學(xué)院，南京 211100）

隨著我國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展，科技和信息的更新速度日益加快。在這個(gè)背景下，各種各樣的電子設(shè)備應(yīng)用程度逐漸加深。人們利用先進(jìn)的信息技術(shù)研究電氣設(shè)備自動(dòng)化控制，催生了可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）技術(shù)，且在發(fā)展中逐漸完善。PLC技術(shù)能夠幫助相關(guān)行業(yè)的專業(yè)人員實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備自動(dòng)化更好的控制，有效提升了工業(yè)生產(chǎn)效率。在電氣自動(dòng)化控制過程中，利用PLC技術(shù)有利于減少生產(chǎn)控制設(shè)備方面的成本，對(duì)企業(yè)的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展具有重要作用，應(yīng)用優(yōu)勢(shì)顯著[1]。

1 PLC技術(shù)的主要內(nèi)容

在我國(guó)現(xiàn)代社會(huì)的不斷發(fā)展過程中，電子技術(shù)日益完善，電子設(shè)備愈發(fā)先進(jìn)。人們對(duì)計(jì)算機(jī)相關(guān)領(lǐng)域的研究不斷精進(jìn)，其中PLC技術(shù)就是在現(xiàn)代電子信息科技不斷發(fā)展過程中出現(xiàn)的一項(xiàng)新型技術(shù)，已經(jīng)被普遍應(yīng)用。目前，PLC技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，使汽車的控制技術(shù)得到了良好發(fā)展，促使汽車形成了中央處理器（Central Processing Unit，CPU）、主板、顯示板、內(nèi)存和電源等融為一體的全面、整體的系統(tǒng)。通過應(yīng)用PLC技術(shù)，計(jì)算機(jī)發(fā)展水平不斷提高，不僅在一定程度上提高了汽車領(lǐng)域的應(yīng)用水平，而且逐漸應(yīng)用于其他領(lǐng)域，并朝著多模塊方向發(fā)展。改善PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化中的操作方式，是目前相關(guān)技術(shù)發(fā)展的主要任務(wù)[2]。

為了更好地提高電氣工程自動(dòng)化控制的水平，PLC技術(shù)通常利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能。在實(shí)際應(yīng)用過程中，PLC技術(shù)需要嚴(yán)格控制電源的穩(wěn)定程度，保證電源穩(wěn)定，否則一旦發(fā)生停電故障，電氣自動(dòng)化控制設(shè)備將無法工作，影響整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)。此外，PLC技術(shù)在應(yīng)用過程中對(duì)環(huán)境要求不高，具有良好的適應(yīng)性。PLC技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)控制中的應(yīng)用前景良好，對(duì)其進(jìn)行研究是一項(xiàng)重要內(nèi)容。

2 PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中應(yīng)用的具體內(nèi)容

PLC技術(shù)的應(yīng)用對(duì)整個(gè)電氣自動(dòng)化控制道路的發(fā)展起到了良好的推動(dòng)和促進(jìn)作用。它的應(yīng)用通常體現(xiàn)在3方面，分別為輸入采樣、程序執(zhí)行和系統(tǒng)輸出。在這3個(gè)方面，PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制采用的方式存在一定的差異，但是彼此并不是孤立存在的，而是一個(gè)相互聯(lián)系的整體。例如，在輸入采樣方面，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)搜集、分析并存儲(chǔ)相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步執(zhí)行數(shù)據(jù)輸入，使系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的數(shù)據(jù)指示。待程序執(zhí)行完指示后，輸出最終的執(zhí)行結(jié)果。此時(shí)，計(jì)算機(jī)的處理器結(jié)合之前搜集的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析。執(zhí)行電路的具體要求和存儲(chǔ)方式通過整個(gè)系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備執(zhí)行具體指令。在不斷的研究和應(yīng)用過程中，PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用水平越來越高，有利于提高生產(chǎn)效率，加快生產(chǎn)速度，具有良好的便捷性和安全性[3]。

3 PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

隨著現(xiàn)代科技發(fā)展進(jìn)程越來越快，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)中表現(xiàn)出良好的應(yīng)用價(jià)值。各種先進(jìn)的技術(shù)在各行各業(yè)中實(shí)現(xiàn)了有效應(yīng)用，提高了各行各業(yè)的發(fā)展水平。PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的優(yōu)勢(shì)日益明顯，通過現(xiàn)代先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的結(jié)合，加快了工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展速度，提高了其智能化水平，促進(jìn)了電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展。

PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用具有諸多優(yōu)勢(shì)。首先，電氣自動(dòng)化控制中應(yīng)用PLC技術(shù)，使得操作方式更加靈活。這主要是由于PLC技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了完美融合，使整個(gè)信息編程具有更加完善的邏輯能力，且能夠結(jié)合實(shí)際情況做出相對(duì)應(yīng)的調(diào)整，防止由于計(jì)算機(jī)存在問題而導(dǎo)致工業(yè)生產(chǎn)停滯不前。其次，PLC技術(shù)應(yīng)用過程能源消耗程度低，操作更加方便快捷。PLC屬于集成化設(shè)備，是目前電氣自動(dòng)化控制應(yīng)用相關(guān)設(shè)備中的升級(jí)內(nèi)容，具有更加優(yōu)秀的操作性和便捷性。最后，PLC技術(shù)應(yīng)用對(duì)環(huán)境要求低，適應(yīng)性更強(qiáng)。PLC技術(shù)采用系統(tǒng)化和模塊化設(shè)計(jì)概念，在應(yīng)用過程中能夠充分結(jié)合實(shí)際環(huán)境的不同進(jìn)行調(diào)整和改變，具有強(qiáng)大的功能性[4]。

4 PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

PLC技術(shù)在電子自動(dòng)化控制中的應(yīng)用廣泛且水平較高。結(jié)合目前社會(huì)發(fā)展的實(shí)際情況，PLC技術(shù)主要應(yīng)用在順序控制、開關(guān)量控制和閉路控制等方面。

4.1 PLC技術(shù)在順序控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

尤其是針對(duì)目前的時(shí)代發(fā)展情況，PLC技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，成為實(shí)際應(yīng)用中的一項(xiàng)主流技術(shù)。在PLC技術(shù)的應(yīng)用過程中，它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的有效控制，還能夠提高工業(yè)生產(chǎn)中生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。例如，在煤炭開采過程中，輸煤系統(tǒng)中的PLC技術(shù)應(yīng)用到順序控制中能夠有效控制系統(tǒng)，直接影響煤炭開采的開采率。良好的順序控制還能夠提高煤炭的開采效率，對(duì)煤炭企業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。煤炭是社會(huì)發(fā)展十分重要的能源，具有不可再生性。因此，在煤炭開采過程中應(yīng)當(dāng)具有一定的計(jì)劃性，以保證煤炭開采過程的安全性和穩(wěn)定性，進(jìn)一步提高煤炭開采效率。此外，PLC技術(shù)在實(shí)際順序控制系統(tǒng)中的應(yīng)用具有更加智能化的特點(diǎn)。它能夠通過計(jì)算機(jī)和監(jiān)控系統(tǒng)控制工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況，不需要更多的人力進(jìn)行操作，有利于實(shí)現(xiàn)更好的資源配置，節(jié)省人工成本。PLC技術(shù)在現(xiàn)代電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠幫助相關(guān)企業(yè)提高生產(chǎn)效率，減少生產(chǎn)成本，為企業(yè)帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益[5]。

4.2 PLC技術(shù)在開關(guān)量控制中的應(yīng)用

針對(duì)電氣自動(dòng)工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)來說，傳統(tǒng)的控制過程通常都是電磁繼電器。電磁繼電器和其他繼電器相比具備一定的省力性，能夠?yàn)槠髽I(yè)節(jié)省相關(guān)的人力成本，但是在安全性方面存在較大的問題。圖1為PLC技術(shù)代替繼電器的控制電路。繼電器的使用中很容易會(huì)發(fā)生觸電現(xiàn)象，對(duì)整個(gè)電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定產(chǎn)生較大影響。電磁繼電器接線情況比較復(fù)雜，實(shí)際安裝和后期維護(hù)難度較大。PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)了良好突破，除了利用虛擬繼電器取代傳統(tǒng)的電子繼電器，還能縮短整個(gè)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間，應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯[6]。例如，針對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，PLC技術(shù)代替繼電器的控制電路能夠良好地改善斷路器的控制程度，反應(yīng)更加速度，可在較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器的控制，如圖1所示。此外，PLC技術(shù)應(yīng)用于自動(dòng)切換系統(tǒng)，能夠利用其快的反應(yīng)速度更好地保護(hù)相關(guān)的器材和設(shè)備，具有安全穩(wěn)定的特點(diǎn)。PLC技術(shù)在應(yīng)用過程中還具有更加優(yōu)秀的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存能力[7]。

圖1 PLC技術(shù)代替繼電器的控制電路

4.3 PLC技術(shù)在閉路控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中閉路控制系統(tǒng)的應(yīng)用，可將閉路系統(tǒng)的啟動(dòng)方式分為自動(dòng)、現(xiàn)場(chǎng)控制箱手動(dòng)和機(jī)旁屏手動(dòng)啟動(dòng)3種。泵機(jī)啟動(dòng)主要是通過PLC自動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)，能夠充分結(jié)合泵機(jī)的使用情況和相關(guān)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。機(jī)旁屏手動(dòng)啟動(dòng)方式能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)設(shè)備開關(guān)進(jìn)行調(diào)試，方便工作人員結(jié)合泵機(jī)的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，從而良好地控制泵機(jī)的工作內(nèi)容和時(shí)間，防止泵機(jī)長(zhǎng)時(shí)間工作導(dǎo)致其自身質(zhì)量下降而影響運(yùn)行[8]。需要注意，在機(jī)旁屏手動(dòng)啟動(dòng)操作過程中，將控制開關(guān)調(diào)到手動(dòng)位置在現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展過程中最普遍。使用的操作控制方式是PLC技術(shù)和常規(guī)的控制系統(tǒng)相結(jié)合的操作控制方式。常規(guī)控制系統(tǒng)作為對(duì)PLC技術(shù)應(yīng)用的一種補(bǔ)充，能夠有效保證泵機(jī)的工作穩(wěn)定性，使泵機(jī)處于一個(gè)相對(duì)安全的工作環(huán)境，防止PLC控制系統(tǒng)自身出現(xiàn)問題影響到泵機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，從而保障整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的順利[9]。

5 結(jié)語

目前，我國(guó)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)科技的發(fā)展已經(jīng)具有較高的水平。針對(duì)電氣自動(dòng)化控制來說，它在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用水平越來越高。PLC這種新型電氣控制自動(dòng)化技術(shù)能夠有效解決傳統(tǒng)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)存在的不足，提高電氣工程自動(dòng)化的控制水平。實(shí)際上，針對(duì)PLC技術(shù)在順序控制系統(tǒng)、開關(guān)量控制系統(tǒng)、閉路控制系統(tǒng)中的有效應(yīng)用，能夠使相關(guān)設(shè)備更快適應(yīng)環(huán)境，為企業(yè)節(jié)省生產(chǎn)成本，帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益。