PLC技術在電氣工程及其自動化控制

馮永濤，郗子瑞，李嘉鵬

（東北林業(yè)大學,黑龍江哈爾濱，150040）

0 引言

科學技術的變革促進了生產(chǎn)模式的轉變，不僅優(yōu)化了生產(chǎn)方式，也提升了生產(chǎn)效率和工藝水平。PLC技術的應用讓自動化控制更加成熟，讓電氣工程具備智能化和自動化特點。在技術應用過程中，應全面分析PLC技術的優(yōu)勢和特點，發(fā)揮這種技術的價值和作用。

1 關于PLC技術的概述

PLC技術屬于可展開的編程控制器，屬于融合了計算機技術的先進技術。在具體應用中，能構成自動化控制器，提升電氣工程的自動化程度。當前的PLC技術發(fā)展速度較快，能結合用戶的要求進行自動化控制。根據(jù)預先設計的順序和命令，能完成控制任務。這種技術采用了邏輯控制運算和梯形圖語言編程模式，能實現(xiàn)自動化控制、機械設備智能化控制等，在工業(yè)生產(chǎn)中有著重要地位。PLC技術的系統(tǒng)構造有兩種模式：第一，模塊式結構。包括控制模塊、網(wǎng)絡模塊、CPU控制主板、電源、I/O模塊等。第二，箱式結構。這種模式下，主要包括主板、電池、控制面板。

2 PLC技術的特點

第一，應用簡單便捷。在自動化控制設備中應用PLC技術，并不需要連接電氣設備和可編程控制器。不僅操作便捷，而且控制效果良好。PLC操作界面簡單明了，控制指令明確，所以操作人員能快速掌握操作方法，操作失誤率也比較低?？删幊炭刂破髂芙o出故障提示，如果發(fā)現(xiàn)設備或者系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題，能立即給出提示。這種模式下，包括較多的控制模塊，只需要更換出現(xiàn)故障問題的模塊，就能快速解決問題，并且恢復設備和系統(tǒng)的正常運行。

第二，具有較高的可靠性。在自動化控制領域應用PLC技術，主要使用了集成電路，實際抗干擾能力比較強。不管是輸出單元和輸入單元，都有相對獨立的接口，因此硬件設備在運行過程中的抗干擾能力比較強。同時，內(nèi)部電源使用了穩(wěn)壓和屏蔽等保護技術，可靠性也比較強。針對可編程控制器進行防振處理、接地處理、密封處理，能使其適應各種惡劣的工作環(huán)境，避免外部因素影響到控制器的正常運行。

3 PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的應用

3.1 在機床電氣中的應用

對于電氣工程企業(yè)來說，機床電氣設備是加工生產(chǎn)的重要設施。機床電氣設備的零部件較多，包括機械主體結構、電力運行裝置和液壓裝置。在加工生產(chǎn)時，如果控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題和故障，不僅影響到生產(chǎn)進度，浪費了原材料，還會導致機床停止運轉。在機床加工環(huán)節(jié)中應用PLC技術，能提升控制效果。在以往的設備控制中，采用了以接觸器為主的控制方法。應用了PLC技術的自動化控制中，使用數(shù)據(jù)信息存儲器進行控制，能只能控制機床電氣設備的停止時間、運轉時長和開啟時間。利用這種方式，能保障機床設備的工作效率，同時顯著降低了機床故障的發(fā)生率。PLC技術有數(shù)字控制和掃描功能，能監(jiān)控機床電氣設備在運行過程中的狀態(tài)，分析設備是否處于正常狀態(tài)，為技術人員傳遞關鍵數(shù)據(jù)。技術人員能借助相關數(shù)據(jù)進行維護和保養(yǎng)，及時更換陳舊的零件和磨損的設備，避免設備出現(xiàn)嚴重問題，進而影響到企業(yè)的經(jīng)營生產(chǎn)。

3.2 在工業(yè)機器人中的應用

在電氣生產(chǎn)和加工中，使用了較多的工業(yè)機器人，提升了機器設備維修、零部件加工和產(chǎn)品生產(chǎn)的效率。在電器工業(yè)機器人中使用PLC技術，能發(fā)揮良好的效果。工業(yè)機器人的控制管理人員，能結合零部件、產(chǎn)品生產(chǎn)加工的需求，在PLC系統(tǒng)中輸入加工指令，讓工業(yè)機器人自動運行。在加工生產(chǎn)過程中，技術人員使用監(jiān)控設備控制生產(chǎn)過程，在中央控制室實時監(jiān)控機器設備的運轉狀態(tài)，定期檢查電器工業(yè)機器人的運行狀態(tài)。如果發(fā)現(xiàn)工業(yè)機器人出現(xiàn)故障，能及時停止生產(chǎn)過程并且進行維護，能保障產(chǎn)生生產(chǎn)效率和質(zhì)量。使用PLC系統(tǒng)，能快速定位出現(xiàn)故障的部位，利用修改運行指令或者停止工業(yè)機器人運行的方式進行補救。

3.3 應用于閉環(huán)控制中

在電氣工程的電機啟動環(huán)節(jié)中應用PLC技術，能保障機械設備運轉、電力運行和產(chǎn)品生產(chǎn)的順利進行。PLC技術技術有存儲數(shù)據(jù)信息和發(fā)布設備運轉指令的功能，實現(xiàn)了電機啟動的自動化。對于電氣工程企業(yè)來說，使用基于PLC技術的控制系統(tǒng)，能自動化控制電流調(diào)節(jié)裝置、電力輸出和輸入裝置。電力工程工作人員在數(shù)據(jù)信息存儲器中輸入目標指令，進而控制電機啟動，讓設備自動完成閉環(huán)和開啟動作。在閉環(huán)控制中應用PLC技術，能實現(xiàn)順序控制的目的，快速計算動力泵的運轉時長，結合計算結果來調(diào)整動力泵的運行狀態(tài)，選擇實用性較強和質(zhì)量較高的動力泵。技術人員能使用手動開啟和提前輸入運行指令的控制模式，使用動力泵機械裝置旁邊的電子屏幕進行控制。

3.4 應用于立體倉庫

當前信息技術背景下，人們普遍通過網(wǎng)絡來購物，這促進了跨區(qū)域物流服務和網(wǎng)上購物平臺的發(fā)展，為人們的生活和工作提供了便利，促進了物流行業(yè)的進步和發(fā)展。在物流行業(yè)應用PLC技術，能顯著是提升貨物的轉運和分配速度，是物流行業(yè)信息化發(fā)展的重要基礎。立體倉庫的形式拓展了貨物的存儲空間，包括縱橫挪移式貨物存儲、圓形來回旋轉式貨物存儲、垂直式貨物存儲。在立體倉庫的控制環(huán)節(jié)中應用PLC技術，能遠程控制貨物運輸，加快了在倉庫中擺放貨物的速度，降低了物流過程中的人力成本，有利于提升物流企業(yè)的經(jīng)濟利潤。在使用PLC技術來管理和控制立體倉庫的過程中，能實現(xiàn)閉環(huán)自動化控制，在設備中輸入運行指令，系統(tǒng)能在規(guī)定時間向物流立體倉庫的設備發(fā)送停止運行和運轉的指令，這樣能提升立體倉庫電力系統(tǒng)的運行效率，節(jié)省人力資源的投入。

3.5 邏輯運算中的應用

PLC技術有著控制效果好和操作簡單的特點，所以適合應用于邏輯運算中。邏輯運算對邏輯清晰度和運算準確性的要求比較高，其中的信息編程數(shù)據(jù)比較重要，需要盡可能簡明扼要，不能有多余的操作。PLC技術有著簡潔的特點，利用這種新型計算機控制方法，能讓傳統(tǒng)的網(wǎng)絡變成簡單化，使用控制器進行自動化控制，結合PLC技術進行邏輯計算。一方面降低了失誤率，另一方面提升了精度。PLC技術能進行反復運算，同時借助于自我檢測能力能進行再運算，進一步分析和采集數(shù)據(jù)，能提升控制效果。

3.6 在控制順序中的應用

在順序控制器中能應用PLC技術，有著理想的效果。比如，在火力發(fā)電廠廣泛應用了PLC技術，能有效清理火力發(fā)電廠的飛灰和爐渣，保障火電廠的穩(wěn)定運行。在控制過程中，可能受到多方面因素的影響，會降低生產(chǎn)效率。通過應用PLC技術，能采用遠程控制和現(xiàn)場傳感來提升控制效果。合理布置控制系統(tǒng)，優(yōu)化排列組合方式，能發(fā)揮PLC技術的作用和功能，保障順序控制的效果。此外，這種技術還能顯著降低順序控制的費用成本，在使用方面有較強的靈活性。PLC設備能把模擬信號進行轉化為正常信號，實現(xiàn)自動化控制。

4 結論

在電氣工程自動化控制中，PLC技術有著較大的應用價值，能提升生產(chǎn)和加工效率。本文概述了PLC技術的特點，探討了PLC技術在多個領域的應用。利用PLC技術能滿足當前集成生產(chǎn)和高效生產(chǎn)的需求，在閉環(huán)控制、數(shù)據(jù)處理和開關控制方面有著不可替代的作用。