PLC技術(shù)在電氣工程及其自動化控制中的應(yīng)用

鄭巨南

摘要：PLC技能的運用日益普遍，不斷進行技術(shù)創(chuàng)新，從而使得電氣工程自動控制的技術(shù)水平可以獲得有效提升。文章主要通過分析運用PLC技術(shù)，分別在電氣工程學(xué)與工業(yè)自動化管理中不同階段的技術(shù)進展情況，探討了電氣工程控制與智能化的技術(shù)發(fā)展趨勢，并分別針對現(xiàn)代制造業(yè)迅速發(fā)展的實際狀況，給出管理策略。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);電氣工程;自動化控制

一、引言

PLC即是可編程邏輯自動控制器，可編程自動控制器是電子計算機大家庭中的重要一部分，主要是為工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控應(yīng)用領(lǐng)域所產(chǎn)品設(shè)計制作的，伴隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，該自動控制器主要是使用其內(nèi)置記憶程式，進行邏輯計算，序列管理，時序控制器，算術(shù)運算等工業(yè)應(yīng)用的命令，利用數(shù)字或模擬輸出、輸入監(jiān)控各類機器及其生產(chǎn)流程。

二、 PLC應(yīng)用技術(shù)原理

（一）應(yīng)用程序原理

1.開關(guān)量的邏輯限制

它完全代替了原有的繼電器電路，同時完成了邏輯控制和程序控制功能。它不但能夠進行整套裝置的管理，也同時能夠進行各機組的管理和自動裝配[1]。

2.仿真量控制

在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)很多變化，如高溫電壓等級的模擬量。進行模數(shù)處理，要求A/D變換和模與數(shù)間的D/A變換。PLC是建模和數(shù)量關(guān)系的有效因素。

3.運動控制

PLC技術(shù)主要采用電子控制的圓周運動和直線運動。在控制機構(gòu)的設(shè)計中，開始時位置傳感器和啟動齒輪直接連接到“I/0模塊”，但現(xiàn)在通常使用專用的運動控制器模塊。

對環(huán)境溫度，流速、電壓等模擬規(guī)模的封閉監(jiān)控，又稱過程控制系統(tǒng)。PLC技術(shù)特點是能以實現(xiàn)對各類監(jiān)控算法的程序設(shè)計為優(yōu)點，實現(xiàn)封閉監(jiān)控。

（二）技術(shù)原理

1.輸入采樣階段

在這種處理過程中，PLC把所有提供適合自身的各種數(shù)據(jù)信息的個人狀態(tài)完全掃描后，再保存到映像領(lǐng)域的相關(guān)單元。由于輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)信息的變化，相對的圖像區(qū)域的單位狀態(tài)和數(shù)據(jù)類型也將會發(fā)生變化。進入就必須脈沖信號的長度大于安全周期，以確保百分之一百的安全性，方可讀出輸入信號。

2.輸出刷新階段

前階段工作完成后，PLC控制系統(tǒng)隨即步入自動輸出新階段。在此流程中，CPU將按照視頻區(qū)的相關(guān)數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，在恢復(fù)輸入輸出鎖定電路后，通過電路系統(tǒng)進行相應(yīng)的外部設(shè)備系統(tǒng)的驅(qū)動。屆時，PLC控制系統(tǒng)的實際輸入輸出刷新功能將全部實現(xiàn)。

三、PLC技術(shù)在電氣工程智能化過程中的運用

（一）降低輔助開關(guān)量

關(guān)鍵的電路元件儀器在控制電路的連接上也是非常關(guān)鍵的，尤其是在某些集成電路元儀器的工作中，因為監(jiān)控程序的自動化，會添加許多集成電路元儀器。但因為集成電路元儀器易碎，在具體使用流程中容易出現(xiàn)問題，也不利于整體控制器的穩(wěn)定性和健康可靠性。而PLC技術(shù)就是使用電氣自動控制來處理該問題，使用PLC技術(shù)能夠降低集成電路元器件的故障和問題產(chǎn)生頻率，并且在啟動電子繼電器的使用總量上明顯下降，因而使整體控制器的安全可靠和穩(wěn)定性極大地提高。維護流程也非常簡便。最為關(guān)鍵的是PLC的應(yīng)用，由于雙向控制器的使用總量大大減少，從而使得對信息的主動性集中管理，這就顯著增加了整體信息系統(tǒng)的監(jiān)控范圍，也因此提高了工作的速度和效能。

（二）自動切換

從很多實際應(yīng)用的大數(shù)據(jù)分析和對比結(jié)果中，可以很容易看出這個現(xiàn)象的電控系統(tǒng)如果發(fā)生了故障，就必須花費比較長的時間去處理故障問題，使控制系統(tǒng)正常地工作下去。在這個階段，故障問題可以無限擴展，甚至在很大的情形下，也會給控制系統(tǒng)帶來無法挽回的損失。PLC也包含在應(yīng)用程式中，如果控制系統(tǒng)發(fā)生了故障，首先作用的PLC就會自行解析出發(fā)生故障起因，并把結(jié)果及時通知給操作者 也會有效提高了電氣系統(tǒng)安全工作的運行穩(wěn)定和安全。

（三）流程控制

為更好地管理電氣工程自動化，工廠管理人員往往使用了各種控制技術(shù)，也同時增加了管理所需生產(chǎn)成本。PLC技術(shù)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)電氣自動化控制，使電氣系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)過程中更便于管理，而使用操作更為簡單的PLC技術(shù)，在生產(chǎn)工作全過程中可以大大地提高資源使用率，從而降低成本。

四、 PLC技術(shù)的模式構(gòu)建應(yīng)對策略

（一）構(gòu)建系統(tǒng)設(shè)計與系統(tǒng)應(yīng)用之間的協(xié)調(diào)體系

我們必須盡力量構(gòu)建一個長期有效的溝通協(xié)調(diào)機制。政府有關(guān)部門才能更準確掌握電氣自動化控制的應(yīng)用特點，以便于有針對性地開展設(shè)計研究與應(yīng)用，從而促進了PIC技術(shù)與電力智能化控制系統(tǒng)技術(shù)的深入發(fā)展[2]。

（二）實現(xiàn)對系統(tǒng)順序化控制

過去，我國傳統(tǒng)的電氣自動化控制在系統(tǒng)穩(wěn)定性方面表現(xiàn)不佳。一旦控制系統(tǒng)工作時間過長，很容易出現(xiàn)控制系統(tǒng)能耗過大等問題，企業(yè)生產(chǎn)成本會增加。PLC大大提高了電氣自動化控制的工作穩(wěn)定性，實現(xiàn)了電氣自動化控制系統(tǒng)工作順序的合理調(diào)節(jié)。同時可以降低能耗。

（三）加強了PLC技術(shù)在開關(guān)及控制系統(tǒng)方面的運用

信息科技的蓬勃發(fā)展，也更加完善了PLC技術(shù)的開關(guān)管理。PLC技術(shù)具有與電腦同樣強大的管理功能，特別是對開關(guān)控制系統(tǒng)方面而言，優(yōu)越性尤為突出。相比于傳統(tǒng)的開關(guān)控制系統(tǒng)方法，現(xiàn)在的通過PLC技術(shù)的開關(guān)控制系統(tǒng)不僅工作穩(wěn)定性更強，還明顯提升了工作效能，同時，也延長了使用壽命，大大減少了開發(fā)成本因此，在以后的產(chǎn)品開發(fā)過程中，將加大PLC技術(shù)在開關(guān)控制系統(tǒng)方面的運用。

五、結(jié)論

PLC技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用，一方面提高了管理功能，另一方面可以有效降低能耗，從而降低成本，提高安全性和穩(wěn)定性，是一種比較靈活的測試故障方式，隨著通訊網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)圖形顯示的發(fā)展，使PLC技術(shù)向著工業(yè)信息處理和PLC控制連續(xù)生產(chǎn)等方面的進一步發(fā)展。在過程中，使用的技術(shù)方向也一步一步地向今后在新科技作用下工業(yè)生產(chǎn)的高智能化發(fā)展前進。目前，我們大約有30多家PLC的制造商。需求量、生產(chǎn)定做、成本費用、售后服務(wù)和反饋速率都是我們國內(nèi)企業(yè)發(fā)展的強大競爭力。PLC多樣、廣泛地應(yīng)用于鋼材、油田、化學(xué)工業(yè)、發(fā)電、建筑、機械生產(chǎn)、車輛、輕工和紡織、交通、環(huán)境、企業(yè)文化體育等國內(nèi)外全行各業(yè)。

參考文獻：

[1]基于虛擬仿真技術(shù)的電氣控制與PLC教學(xué)改革研究[J]. 朱思思. ?科技經(jīng)濟市場. 2020（11）.

[2]PLC編程技術(shù)在電工電子實驗中的應(yīng)用[J]. 孔憲林. ?電子技術(shù)與軟件工程. 2020（21）.

[3]杜吉雅， 王生杰. PLC技術(shù)在電氣工程及其自動化控制中的應(yīng)用分析[J]. 自然科學(xué)（文摘版）.