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

張曉艷

摘 要：PLC技術(shù)是現(xiàn)代高新信息化技術(shù)發(fā)展至今的重要成果，它在電氣工程及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用能夠發(fā)揮許多優(yōu)勢(shì)，對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展尤其是工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。本文主要對(duì)PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)中的幾類實(shí)際應(yīng)用方式和工作原理作出簡(jiǎn)要探討，以期尋求優(yōu)化當(dāng)前應(yīng)用效果的有效策略。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù) 電氣工程及其自動(dòng)化控制 閉環(huán)控制 順序控制

PLC技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)高速發(fā)展的支撐下，成為能夠與計(jì)算機(jī)技術(shù)高度融合應(yīng)用的可編程控制器，當(dāng)被應(yīng)用于電氣工程及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)中時(shí)，能夠?qū)ΜF(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的效率和質(zhì)量提升發(fā)揮重要的推動(dòng)作用?，F(xiàn)階段，PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究主要集中在閉環(huán)控制，順序控制和開(kāi)關(guān)控制等方面，在遵循科學(xué)設(shè)計(jì)形式，安全性應(yīng)用原則以及低成本高效率的基本原則的前提下，PLC技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)十分突出，尤其是在提高工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量方面。本文首先對(duì)PLC技術(shù)簡(jiǎn)要做出概述，在此基礎(chǔ)上針對(duì)當(dāng)前PLC技術(shù)的幾類實(shí)際應(yīng)用方式作出簡(jiǎn)要分析，以此探求創(chuàng)新性的優(yōu)化應(yīng)用效果的策略。

1 PLC技術(shù)概述

1.1 工作形式

PLC技術(shù)在工作時(shí)主要是通過(guò)微處理器存儲(chǔ)器以及輸入和輸出的端口在智能化的工作模式下實(shí)現(xiàn)對(duì)其他大型機(jī)器的智能控制工作。由于PLC技術(shù)可以通過(guò)前端的編程修改，實(shí)現(xiàn)后端控制的變化，因此又稱為可編程控制技術(shù)。在實(shí)際工作中，PLC技術(shù)對(duì)已經(jīng)輸入的信號(hào)進(jìn)行分析和處理，經(jīng)過(guò)邏輯化分析的信號(hào)，以特定形式從輸出端口傳輸?shù)叫枰M(jìn)行控制的機(jī)器上，并實(shí)現(xiàn)控制操作。

1.2 發(fā)展歷程

現(xiàn)階段在我國(guó)科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的背景下，PLC技術(shù)與繼電器，接觸器以及相應(yīng)的開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)的部件的有機(jī)結(jié)合實(shí)現(xiàn)了對(duì)電路系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制的一整套固定控制系統(tǒng)，這種控制系統(tǒng)能夠在串聯(lián)并聯(lián)等多種連接形式下產(chǎn)生合理的邏輯關(guān)系?；仡橮LC技術(shù)的發(fā)展歷程，最早在20世紀(jì)初期PLC技術(shù)就已經(jīng)初步展現(xiàn)了雛形，在多種零部件的邏輯組合關(guān)系下通過(guò)小電流控制大電流。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生產(chǎn)模式發(fā)生翻天變化的背景下，為適應(yīng)這種變化PLC技術(shù)的發(fā)展也出現(xiàn)了相應(yīng)的完善過(guò)程，例如在傳統(tǒng)的PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中，繼電器和開(kāi)關(guān)熔斷器等存在較大的局限性，而發(fā)展至今，這一遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)已經(jīng)充分適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，繼電器的運(yùn)行也受到了時(shí)間和溫度的限制，當(dāng)達(dá)到一定臨界值時(shí)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)關(guān)，有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)模式下的簡(jiǎn)單接線無(wú)法做到的對(duì)某一機(jī)器的具體控制。此外，傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)還存在使用成本高，連通性較差，以及檢修困難等缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)的存在使得人們對(duì)PLC技術(shù)在新時(shí)代的應(yīng)用投入了大量的研究精力。

當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得相對(duì)成熟，且作為新時(shí)代的標(biāo)志性技術(shù)，許多其他行業(yè)都開(kāi)始融入計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性的應(yīng)用，PLC技術(shù)也不例外。電氣控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合使得可編輯邏輯控制器的研發(fā)和投入使用存在可能性，顯著提升了傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的工作效果。一方面，可編程邏輯控制器在新時(shí)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)和其他現(xiàn)代化信息技術(shù)的支撐下不斷升級(jí)，另一方面，組成該控制器的元件的生產(chǎn)水平也大大提升，因此可編程邏輯控制器的控制能力更不斷精確，數(shù)據(jù)傳輸水平也越來(lái)越高，工作效率和質(zhì)量都實(shí)現(xiàn)了滿足現(xiàn)代社會(huì)人們生活和生產(chǎn)的需求。

1.3 設(shè)計(jì)原則

現(xiàn)代化PLC技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用不但提高了傳統(tǒng)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，還對(duì)控制流程實(shí)現(xiàn)了全方位的監(jiān)管，有效保障了遠(yuǎn)程控制的工作質(zhì)量。綜合這兩點(diǎn)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，PLC技術(shù)在生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用為現(xiàn)代化生產(chǎn)的發(fā)展提供巨大便利。因此，為保持這一應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，PLC技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中需要始終堅(jiān)持以下三點(diǎn)設(shè)計(jì)原則：結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況選擇適宜的設(shè)計(jì)形式;在生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用時(shí)要始終堅(jiān)持質(zhì)量原則和經(jīng)濟(jì)效益原則;不論在哪個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用PLC技術(shù)，始終都要堅(jiān)持進(jìn)行創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)模式，不斷提高整體控制系統(tǒng)完善程度。

2 PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的實(shí)際應(yīng)用

2.1 閉環(huán)控制應(yīng)用

適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的PLC技術(shù)，不但具備較高水平的自動(dòng)化和智能性特征，而且在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中對(duì)于外界的干擾有較強(qiáng)的抵抗能力，因此 PLC技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域。當(dāng)PLC技術(shù)在閉環(huán)控制中應(yīng)用時(shí)，相對(duì)于傳統(tǒng)的利用人工進(jìn)行啟動(dòng)和開(kāi)關(guān)的控制模式，使用PLC技術(shù)對(duì)電氣工程系統(tǒng)進(jìn)行全程自動(dòng)化控制，在不改變生產(chǎn)流程和生產(chǎn)設(shè)備的前提下大大提高了整體生產(chǎn)能力。其中，PLC對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化控制的工作模式為閉環(huán)控制，即可以在短時(shí)間內(nèi)通過(guò)調(diào)節(jié)電氣系統(tǒng)內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)整體的穩(wěn)定運(yùn)作。PLC技術(shù)在閉環(huán)控制模式下發(fā)揮作用，具體是通過(guò)與電機(jī)動(dòng)力泵等機(jī)器相結(jié)合，對(duì)該電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集和分析，在分析結(jié)果的基礎(chǔ)上對(duì)動(dòng)力泵的使用情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，這一系列操作都是在計(jì)算機(jī)程序中實(shí)現(xiàn)，從而有效確保電氣工程系統(tǒng)在生產(chǎn)過(guò)程中連續(xù)無(wú)間斷的運(yùn)行。

2.2 順序控制應(yīng)用

PLC技術(shù)最初投入使用時(shí)采用的控制模式即為順序控制，盡管這種控制模式相對(duì)簡(jiǎn)單，但是由于融入了先進(jìn)的PLC技術(shù)，同樣對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)備能源消耗問(wèn)題進(jìn)行了有效地控制，從而整體提高了生產(chǎn)領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)效益，是當(dāng)前許多生產(chǎn)企業(yè)傾向于使用PLC技術(shù)的控制模式之一。在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，PLC在順序控制中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在包括清理火電廠鍋爐內(nèi)的殘留廢渣等，如果應(yīng)用不當(dāng)，就無(wú)法完全清理各類廢渣，從而導(dǎo)致火電廠整體的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益降低，此時(shí)需要對(duì) PLC技術(shù)已經(jīng)設(shè)定好的邏輯順序進(jìn)行重新編輯，以確保能夠?qū)U渣進(jìn)行完全清理。應(yīng)用順序控制模式的PLC技術(shù)，通常是結(jié)合實(shí)踐的順序編寫(xiě)相關(guān)的程序，按照生產(chǎn)的需求執(zhí)行相關(guān)的指令，從而確保整體電氣控制系統(tǒng)，能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)領(lǐng)域的高質(zhì)量和高效率發(fā)展。

2.3 開(kāi)關(guān)控制應(yīng)用

PLC技術(shù)的應(yīng)用在現(xiàn)代信息技術(shù)的支撐下，為電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了更高的自動(dòng)化和智能化水平，因此逐漸被廣泛地運(yùn)用于越來(lái)越多不同的領(lǐng)域。尤其是在當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)大范圍普及的背景下，PLC技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合應(yīng)用成為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的必然的趨勢(shì)，并且這兩種技術(shù)的高質(zhì)量結(jié)合，在許多領(lǐng)域的應(yīng)用都凸顯了特有的控制優(yōu)勢(shì)。其中，在現(xiàn)代化的電氣工程及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，采用PLC技術(shù)進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制的實(shí)際案例越來(lái)越多，涉及的控制類型也在不斷豐富，相對(duì)于傳統(tǒng)的采用斷路器直接進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制的方式，采用PLC技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行的開(kāi)關(guān)控制，縮短了開(kāi)關(guān)的反應(yīng)時(shí)間，避免由于反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)導(dǎo)致的安全事故的發(fā)生，有效保障了人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，并且有利于開(kāi)關(guān)設(shè)備的日常養(yǎng)護(hù)工作的順利開(kāi)展，因此應(yīng)用了PLC技術(shù)的開(kāi)關(guān)控制逐漸成為現(xiàn)代化電氣工程行業(yè)發(fā)展的必然選擇。

3 優(yōu)化PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用策略

3.1 優(yōu)化操作環(huán)境

隨著PLC技術(shù)的不斷完善和功能的豐富為適應(yīng)各行各業(yè)的發(fā)展需求，凸顯多樣化功能的實(shí)際作用，PLC技術(shù)的應(yīng)用需要緊密結(jié)合實(shí)際的電氣工程產(chǎn)品。這就要求電氣工程產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)人員分別在其工作領(lǐng)域改善PLC技術(shù)應(yīng)用時(shí)的操作環(huán)境，為提高PLC技術(shù)應(yīng)用效能提供助力。同時(shí)在進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用之前，需要由特定的現(xiàn)場(chǎng)操作人員對(duì) PLC技術(shù)即將應(yīng)用的作業(yè)環(huán)境進(jìn)行檢查和審核，確保該環(huán)境符合相關(guān)作業(yè)要求，包括環(huán)境溫度和濕度等指標(biāo)，只有保證PLC技術(shù)的應(yīng)用始終維持在特定指標(biāo)范圍內(nèi)，才能有效保障其應(yīng)用效果。

3.2 構(gòu)建技術(shù)網(wǎng)絡(luò)

當(dāng)PLC技術(shù)被應(yīng)用于電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中時(shí)，通常是與工業(yè)領(lǐng)域的其他專業(yè)技術(shù)之間有機(jī)結(jié)合，兩者或多者共同發(fā)揮作用的，因此在PLC技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的工作人員可以就各自擅長(zhǎng)的專業(yè)技術(shù)進(jìn)行相互溝通，共同構(gòu)建一張緊密聯(lián)系的專業(yè)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)，為PLC技術(shù)的高效應(yīng)用提供硬件支撐。技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建與強(qiáng)化能夠有效將PLC技術(shù)與其他專業(yè)技術(shù)，利用數(shù)字化計(jì)算程序聯(lián)系在一起，并且對(duì)其應(yīng)用效果進(jìn)行高精度地事先預(yù)估，對(duì)其中可能存在的風(fēng)險(xiǎn)因素，利用人為干預(yù)手段進(jìn)行削弱甚至是完全消除。這樣，PLC技術(shù)在各行各業(yè)的應(yīng)用都能夠表現(xiàn)得更加成熟，為現(xiàn)代社會(huì)的整體發(fā)展?fàn)I造良好的外部環(huán)境。

3.3 提高適應(yīng)性能

如上文所述，PLC技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中與其他設(shè)備之間存在緊密的聯(lián)系性，并且 PLC技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)部的應(yīng)用通常都很少受到外界的干擾?；谶@一前提條件，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，PLC技術(shù)對(duì)于電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)生故障的可能性也會(huì)造成一定的影響，對(duì)于系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性起到了很好的保障作用。但是當(dāng)前全世界的科學(xué)信息技術(shù)都在高速發(fā)展和變化，在此大背景下，PLC技術(shù)的應(yīng)用也呈現(xiàn)出越來(lái)越復(fù)雜的趨勢(shì)，其中可能出現(xiàn)某些無(wú)法及時(shí)被捕捉的應(yīng)用漏洞，因此，提高PLC技術(shù)在復(fù)雜系統(tǒng)中工作時(shí)的抗干擾能力也是當(dāng)前該領(lǐng)域研究的重點(diǎn)內(nèi)容。

4 結(jié)語(yǔ)

PLC技術(shù)從出現(xiàn)到發(fā)展至今，在電氣工程及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用始終發(fā)揮關(guān)鍵作用，是保障電氣工程系統(tǒng)整體安全平穩(wěn)運(yùn)行的重要影響因素。 PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在閉環(huán)控制，順序控制，以及開(kāi)關(guān)控制等多種控制模式方面，利用與其他專業(yè)領(lǐng)域技術(shù)相結(jié)合的技術(shù)網(wǎng)絡(luò)支撐為我國(guó)生產(chǎn)領(lǐng)域的工作效率提供重要保障作用，是推動(dòng)我國(guó)現(xiàn)代生產(chǎn)發(fā)展的關(guān)鍵所在。

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