PLC技術(shù)在電氣工程及其自動化控制中的應(yīng)用

陳洪振 樊志鵬 姜子鵬

[摘? ? 要]文章在闡述PLC技術(shù)概念、特點以及具體應(yīng)用優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，從閉環(huán)控制、順序控制、開關(guān)量控制、數(shù)據(jù)控制、集中性控制等角度，對PLC技術(shù)在電氣工程及其自動化控制中的具體應(yīng)用展開全面分析，并就此提出應(yīng)用PLC技術(shù)的應(yīng)注意的關(guān)鍵問題，以不斷提高PLC技術(shù)應(yīng)用的科學(xué)性，推動相關(guān)領(lǐng)域的高質(zhì)量發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]PLC技術(shù);電氣工程;自動化控制;應(yīng)用

[中圖分類號]TP273 [文獻標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2022）04–00–03

Reflection on the Application of PLC Technology in

Electrical Engineering and its Automation Control

Chen Hong-zhen，F(xiàn)an Zhi-peng，Jiang Zi-peng

[Abstract]On the basis of expounding the concept， characteristics and specific application advantages of PLC technology， this paper discusses the application of PLC technology in electrical engineering and its automation control from the perspectives of closed-loop control， sequence control， switch control， data control， and centralized control. A comprehensive analysis of the specific application is carried out， and the key issues that should be paid attention to in the application of PLC technology are put forward， so as to continuously improve the scientificity of the application of PLC technology and promote the high-quality development of related fields.

[Keywords]PLC technology; electrical engineering; automation control; application

PLC作為一種可編輯邏輯控制器，其在電氣工程及其自動化控制中的應(yīng)用，具有穩(wěn)定性強、可靠性高、操作簡便等諸多優(yōu)勢，有著非常廣闊的應(yīng)用前景。但是在PLC技術(shù)的應(yīng)用過程中，仍存在諸多問題需要持續(xù)關(guān)注與探索。對此，本文通過對PLC技術(shù)在電氣工程及其自動化控制中具體應(yīng)用的全面梳理，立足PLC技術(shù)的發(fā)展前景，提出了應(yīng)用PLC技術(shù)所應(yīng)注意的相關(guān)事項。

1 PLC技術(shù)概述

1.1 定義

PLC又被稱為可編輯邏輯控制器，是Programmable Logic Controller的縮寫。從PLC的定義來看，該技術(shù)屬于控制器范疇，但與常規(guī)控制器在使用功能、適用范圍等方面存在較大差異。PLC技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)編程操作，并自動存儲相關(guān)信息，從而能夠有邏輯地對用戶指令進行運算。在此過程中，如需要系統(tǒng)與其他專業(yè)軟件的配合，同樣可通過PLC技術(shù)實現(xiàn)。此外，PLC技術(shù)在電氣工程自動化中的應(yīng)用，無須過多接線，只需對儲存器的主要程序進行調(diào)整即可。

1.2 特點

PLC技術(shù)的特點主要表現(xiàn)在以下幾點：①具有較強的靈活性、實用性，PLC技術(shù)在其應(yīng)用過程中，可通過不同的軟件達(dá)到預(yù)期控制目標(biāo)，而且該技術(shù)所占物理空間也相對較小，更容易發(fā)揮其應(yīng)用價值;②PLC控制系統(tǒng)的可編程控制器屬于標(biāo)準(zhǔn)格式，用戶在使用過程中，可根據(jù)自身需求，對其進行靈活設(shè)置;③具有較強的可靠性與安全性。在應(yīng)用PLC技術(shù)的過程中，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，其自動報警系統(tǒng)會在第一時間將故障碼反饋至工作人員，以確保系統(tǒng)運行的安全性。

1.3 PLC技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

1.3.1 I/O接口模塊較多

工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場往往涉及多個信號場域，如交流信號、直流信號、電流以及電壓等。這些信號錯綜復(fù)雜，對PLC系統(tǒng)自動化控制有著更加嚴(yán)格的要求。因此，在PLC系統(tǒng)中通常會設(shè)置較多的I/O接口模塊，且這些接口模塊大多操作簡單，能夠極大地幫助技術(shù)人員減輕工作壓力。

1.3.2 采取模塊化運行模式

為了有效滿足不同工業(yè)系統(tǒng)的控制需求，多數(shù)PLC控制系統(tǒng)所采取的都是模塊化運行模式，其系統(tǒng)內(nèi)部主要包括I/O接口模塊、CPU電源等不同模塊，然后通過電纜將各個模塊穩(wěn)定連接起來。在應(yīng)用過程中，技術(shù)人員可根據(jù)具體的工業(yè)生產(chǎn)需求以及系統(tǒng)運行的具體規(guī)模，對各個模塊進行組合、調(diào)整，從而有效提高PLC技術(shù)在電氣工程及其自動化控制中的應(yīng)用效率。

1.3.3 通用性強，便于操作

PLC技術(shù)本身有著極強的通用性，操作難度相對較小，操作人員即便不懂計算機編程技術(shù)，同樣可以對其進行操作與管理。另外，PLC自動控制系統(tǒng)的現(xiàn)場調(diào)試也比較簡單，無須拆除硬件就可以根據(jù)用戶需求，調(diào)整控制方案。在PLC控制系統(tǒng)運行期間，技術(shù)人員可通過對PLC系統(tǒng)中的I/O端與工程中的各項設(shè)備進行連接，就能夠直接投入生產(chǎn)運行。安裝流程簡便這一特點，為技術(shù)人員查找系統(tǒng)運行故障提供了極大便利。由于PLC控制系統(tǒng)采取的是模塊化運行模式，在其運行過程中，如果某個模塊發(fā)生故障，技術(shù)人員可以直接對其進行更換，從而使得系統(tǒng)快速恢復(fù)正常運行狀態(tài)。B222CED0-9C57-4D23-A1D8-A9FEB43EA343

2 PLC技術(shù)在電氣工程及其自動化控制中的應(yīng)用

2.1 在閉環(huán)控制中的應(yīng)用

所謂閉環(huán)控制，是指各項輸出信息在經(jīng)過數(shù)據(jù)處理之后，再次數(shù)據(jù)處理開端，使得信息處理流程形成閉環(huán)。根據(jù)閉環(huán)控制的特點，我們可以發(fā)現(xiàn)，它在很大程度上回受到反饋機制的影響。當(dāng)系統(tǒng)進行運行狀態(tài)，系統(tǒng)會自動有序輸出各項數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過二次輸出后，再將數(shù)據(jù)信息進行及時錄入，并最終經(jīng)過對數(shù)據(jù)信息的多次修正，達(dá)到預(yù)期的輸出效果。閉環(huán)系統(tǒng)由于自身的靈活性與高效性，而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。在應(yīng)用過程中，技術(shù)人員可根據(jù)控制對象的具體特點及其反饋機制，對自動化控制系統(tǒng)進行靈活調(diào)整。

電氣設(shè)備啟動方式主要包括自動啟動、手動啟動兩種。在電氣閉環(huán)控制中應(yīng)用PLC技術(shù)，能夠方便技術(shù)人員根據(jù)電氣設(shè)備的具體運行時間，對生產(chǎn)工具進行科學(xué)選擇以及對各項數(shù)據(jù)進行高效處理，并最終經(jīng)過對比，選擇生產(chǎn)效率最高的設(shè)備，從而有效提升自動化控制系統(tǒng)運行的安全性、穩(wěn)定性。此外，PLC技術(shù)的應(yīng)用，還可以將閉環(huán)控制與順序控制有效結(jié)合起來，從而使得電氣工程自動化控制系統(tǒng)的智能化水平得到進一步提升。

總之，PLC技術(shù)在閉環(huán)控制環(huán)節(jié)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對閉環(huán)數(shù)據(jù)的高效管理，并對閉環(huán)結(jié)構(gòu)順序進行有序調(diào)整，從而切實提升自動化控制系統(tǒng)的整體運行效率。而且PLC系統(tǒng)操作簡單、便捷，方便技術(shù)人員根據(jù)具體生產(chǎn)變化，對程序進行調(diào)試，以更好地滿足工業(yè)生產(chǎn)需求。

2.2 在順序控制中的應(yīng)用

隨著自動化控制技術(shù)的不斷升級與發(fā)展，PLC技術(shù)的應(yīng)用也是越來越廣泛，特別是在自動化系統(tǒng)的升級與改造過程中，PLC技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢更加顯著。在越來越多的領(lǐng)域，PLC作為一項順序控制技術(shù)，在多個領(lǐng)域都取得了良好的應(yīng)用效果。利用PLC技術(shù)對系統(tǒng)程序進行科學(xué)編排，能夠有效減少數(shù)據(jù)重復(fù)處理次數(shù)，提升程序控制效果，確保電氣自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

順序控制在電氣工程及其自動化控制系統(tǒng)中占據(jù)著重要地位，順序控制模塊主要包括遠(yuǎn)程控制模塊、現(xiàn)場傳感模塊以及主次戰(zhàn)模塊。在順序控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用過程中，技術(shù)人員可以通過相關(guān)模塊，實現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)部各個程序的遠(yuǎn)程控制，從而切實提高對電器設(shè)備的管理、控制效率。此外，為了切實保障PLC技術(shù)在順序控制系統(tǒng)中的應(yīng)用效果，技術(shù)人員需要根據(jù)電氣工程以及系統(tǒng)化系統(tǒng)的具體特點，科學(xué)編寫、調(diào)適控制程序。

2.3 在開關(guān)量控制上的應(yīng)用

實踐表明，電氣工程及其自動化控制系統(tǒng)中的開關(guān)控制將直接關(guān)系到系統(tǒng)運行效果。如果開關(guān)數(shù)量較多，不僅會消耗更多電力資源，還會導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)短路問題。而PLC技術(shù)的應(yīng)用，則能夠使得這一問題得到有效解決。PLC技術(shù)在電氣工程及其自動化開關(guān)量控制環(huán)節(jié)的應(yīng)用，能夠有效保證所編輯信息更好地滿足電氣運行需求，提高電氣系統(tǒng)運行的安全性、可靠性。與此同時，PLC技術(shù)的應(yīng)用，還可以有效縮短繼電器在控制程序中的響應(yīng)時間，從而提高能源利用率，較少能源浪費。

PLC技術(shù)的應(yīng)用，雖然能夠在一定程度上使得電氣工程及其自動化控制效率得到提升，但是其缺陷也是不容忽視，在具體的應(yīng)用過程中，技術(shù)人員需要結(jié)合電氣工程及其自動化系統(tǒng)的運行特點，發(fā)現(xiàn)其運行缺陷與不足，并借助其他技術(shù)，對電氣工程及其自動化控制系統(tǒng)進行優(yōu)化，以不斷提升生產(chǎn)效率。

2.4 在數(shù)控和反饋中的應(yīng)用

在電氣工程及其自動化控制中，數(shù)據(jù)處理是極其關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。將PLC技術(shù)應(yīng)用于電氣工程及自動化控制，系統(tǒng)可以通過初步編程，對其中的各類數(shù)據(jù)信息進行有效篩選，然后通過掃描設(shè)備，高效獲取各類數(shù)據(jù)信息，并結(jié)合程序的具體運行要求，對各類數(shù)據(jù)信息進行高效處理。PLC技術(shù)在數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)的應(yīng)用，能夠有效降低數(shù)據(jù)計算步驟的復(fù)雜程度，有效提升系統(tǒng)的運行效率。

進入數(shù)字化時代，保障電氣工程各項數(shù)據(jù)信息的安全性是至關(guān)重要的。這就需要相關(guān)技術(shù)人員根據(jù)數(shù)據(jù)信息的具體內(nèi)容與特點，對其進行針對性管理。在電氣工程中，其數(shù)據(jù)控制主要包括控制與被控制兩部分。其中，控制程序主要負(fù)責(zé)采集各項數(shù)據(jù)信息，然后對其進行決策、輸出與報警等處理。技術(shù)人員則可以通過編程，通過對數(shù)據(jù)信息進行統(tǒng)計，完成對數(shù)據(jù)信息的高效處理。PLC技術(shù)在其中的應(yīng)用，能夠有效簡化電氣系統(tǒng)的控制流程，確保自動化口令的順利實施、穩(wěn)定運行，切實保證數(shù)據(jù)信息的安全性、準(zhǔn)確性。

2.5 集中性控制系統(tǒng)

在標(biāo)準(zhǔn)的計算機控制系統(tǒng)，通常由功能強大的中央控制系統(tǒng)以及其他多個設(shè)備組成，整個設(shè)備具有顯著的中央集成化特點。此外，在此系統(tǒng)中，不同的設(shè)備有著各自的運行順序，PLC技術(shù)的應(yīng)用，能夠根據(jù)電氣工程及其自動化系統(tǒng)的具體特點，科學(xué)編制系統(tǒng)程序?？梢?，中央集成式的控制系統(tǒng)具有運行效率高、應(yīng)用成本低等一系列優(yōu)勢。但是，這種控制方式同樣存在其固有缺陷，當(dāng)需要對其中某個控制對象的程序進行更改時，就需要停止運行整個自動化控制系統(tǒng)。

2.6 在工程整體運行管理中的應(yīng)用

在電氣工程及其自動化控制系統(tǒng)運行期間，相關(guān)技術(shù)人員要認(rèn)真履行崗位職責(zé)，發(fā)揮崗位作用，確保系統(tǒng)管理工作的高效開展，同時還要注重工作經(jīng)驗的不斷積累，以不斷提升自身的工作水平，保障PLC技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用。在電氣工程及其自動化控制工作的具體開展過程中，技術(shù)人員需要充分考慮PLC技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)實情況，并做好與相關(guān)崗位工作人員的溝通、協(xié)調(diào)工作，以不斷優(yōu)化對電氣工程及其自動化控制系統(tǒng)運行過程管理，使得PLC技術(shù)能夠更好地服務(wù)于電氣工程及其自動化控制系統(tǒng)，充分發(fā)揮其應(yīng)用價值，提升電子工程運行效率。

3 應(yīng)用PLC技術(shù)應(yīng)注意事項

3.1 注重與計算機技術(shù)的融合

PLC技術(shù)在電氣工程及其自動化控制中的應(yīng)用，需要注重與計算機技術(shù)之間的深度融合。具體來說，PLC技術(shù)的應(yīng)用，需要以信息化平臺為依托，充分發(fā)揮PLC技術(shù)數(shù)據(jù)信息在電氣工程自動化系統(tǒng)中的作用。技術(shù)人員可以通過信息化平臺，有效監(jiān)控、合理分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)，在此過程中如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常問題，就需要及時與對應(yīng)區(qū)域的管理人員取得聯(lián)系，并共同分析異常數(shù)據(jù)，從而最終使得問題得到有效解決。B222CED0-9C57-4D23-A1D8-A9FEB43EA343

3.2 注重優(yōu)秀專業(yè)人才的培養(yǎng)

當(dāng)前，人才緊缺是限制PLC技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵因素。PLC技術(shù)的廣泛應(yīng)用，需要大量的專業(yè)人才從事電氣系統(tǒng)的框架構(gòu)建工作。因此，為加強PLC技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)人才的培養(yǎng)，需要做好以下工作：①加強專業(yè)人才引進，電氣企業(yè)人力資源管理部門應(yīng)根據(jù)企業(yè)自身具體發(fā)展情況，通過提高人才待遇、完善保障機制等路徑，吸引更多人才，以不斷提高企業(yè)PLC技術(shù)團隊專業(yè)水平;②加強對現(xiàn)有技術(shù)人員的培訓(xùn)，確保相關(guān)崗位人員能夠切實發(fā)揮崗位作用，提高工作效率，保障PLC技術(shù)的有效應(yīng)用;③加強校企合作，為高校相關(guān)專業(yè)學(xué)生提供實習(xí)、實踐崗位，并通過現(xiàn)代學(xué)徒制、老帶新等方式，幫助學(xué)生更好地適應(yīng)工作環(huán)境;④完善激勵機制，充分調(diào)動相關(guān)崗位人員的工作熱情，使其能夠更加積極地投入PLC技術(shù)的應(yīng)用、研發(fā)工作中，從而切實提升PLC技術(shù)的應(yīng)用效率。

3.3 注重PLC技術(shù)的挖掘與拓展

現(xiàn)階段，PLC技術(shù)在機械生產(chǎn)、工業(yè)生產(chǎn)、建筑工程等領(lǐng)域都得到了非常廣泛的應(yīng)用。實踐表明，PLC技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用，的確有著提升設(shè)備運行穩(wěn)定性、提高生產(chǎn)效率等優(yōu)勢?？梢灶A(yù)見，PLC技術(shù)在未來有著非常廣闊的發(fā)展前景，其在電氣工程及其自動化控制中的應(yīng)用，能夠有效提高電氣工程的智能化、自動化水平。此外，PLC技術(shù)在未來會以更快的運行速度，更小的物理空間，更好地滿足各個領(lǐng)域的個性化應(yīng)用需求。為推動PLC技術(shù)更加高效的應(yīng)用，相關(guān)研究技術(shù)人員應(yīng)加快對PLC技術(shù)的進一步挖掘與開發(fā)，提升PLC技術(shù)應(yīng)用的穩(wěn)定性，為其的應(yīng)用與發(fā)展提供更多可能性。

4 結(jié)束語

PLC技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以提升系統(tǒng)運行效果和電氣工程的生產(chǎn)效率，也可以推動電氣工程的自動化與智能化發(fā)展。為保障電氣工程的穩(wěn)定發(fā)展，技術(shù)人員要改變傳統(tǒng)的管理觀念，加強學(xué)習(xí)，積累經(jīng)驗，切實提升自己的管理水平，使得PLC技術(shù)可以更好地發(fā)揮其應(yīng)用價值，并通過實現(xiàn)計算機技術(shù)與PLC技術(shù)的融合、培養(yǎng)優(yōu)秀的專業(yè)人才等方式提升管理工作的有效性，實現(xiàn)電氣工程的現(xiàn)代化、自動化與智能化發(fā)展。

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