PLC 技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

王一行

（水發(fā)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

1 PLC 系統(tǒng)介紹

PLC 技術(shù)是利用信號(hào)輸入與輸出的功能，提高電氣設(shè)備自動(dòng)化控制水平?？删幊踢壿嬁刂破魇荘LC 技術(shù)的實(shí)施載體，在確保電氣設(shè)備自動(dòng)化控制效果中發(fā)揮著重要價(jià)值。CPU、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、電源、存儲(chǔ)器、通信接口以及各種功能模塊是可編程邏輯控制器的重要組成部分（圖1）。可編程邏輯控制器功能作用的發(fā)揮離不開這些功能模塊。

圖1 PLC 系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)示意圖

根據(jù)可編程邏輯控制器的體積、重量的不同，可以將其劃分為小型可編程邏輯控制器、大型可編程邏輯控制器。前者的控制器的體積相對(duì)小，重量輕，而后者控制器的體積大，重量則比較重。正是如此，小型可編程邏輯控制器易于安裝，所以其被廣泛地應(yīng)用在社會(huì)生產(chǎn)生活中。另外，大型可編程邏輯控制器則不便于安裝，不過其功能強(qiáng)大，有助于滿足企業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需求，提高企業(yè)生產(chǎn)效率，促進(jìn)企業(yè)健康發(fā)展?；诖?，大型可編程邏輯控制器主要用于企業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)發(fā)展中。

2 PLC 技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

2.1 編程控制，可靠性強(qiáng)

PLC 技術(shù)是基于一定的編程形成的應(yīng)用系統(tǒng)。通過將PLC 技術(shù)應(yīng)用在電氣系統(tǒng)建設(shè)中，就容易增強(qiáng)系統(tǒng)的可控制，提高實(shí)際操作水平，更好地完成工作任務(wù)。以電氣數(shù)控車床的控制系統(tǒng)為例，電氣數(shù)控車床的控制系統(tǒng)是依托PLC 技術(shù)形成的電氣系統(tǒng)。在實(shí)際工作中，通過構(gòu)建與運(yùn)用電氣數(shù)控車床的控制系統(tǒng)就可以自動(dòng)化地完成操作指令，保證工作質(zhì)量。同時(shí)，還可以根據(jù)實(shí)際需求，在電氣數(shù)控車床的控制系統(tǒng)輸入合適的數(shù)據(jù)，從而強(qiáng)化自動(dòng)化控制效果，滿足工作需求。

2.2 功能完善，故障較少

邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、人機(jī)互動(dòng)、即時(shí)記錄等是PLC 技術(shù)的重要功能。通過將PLC 技術(shù)多種功能整合在一起，就可以更好地保證工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的順利推進(jìn)，提升工業(yè)生產(chǎn)水平。另外，還會(huì)在基于PLC 技術(shù)構(gòu)建信息系統(tǒng)時(shí)使用大量軟繼電器等抗干擾的部件。在這種情況下，信息系統(tǒng)的抗干擾能力將會(huì)大幅度提高。與此同時(shí)，還可以依托外部設(shè)置的預(yù)警系統(tǒng)，識(shí)別異常信息。在識(shí)別后，則會(huì)根據(jù)流程處理故障，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

2.3 流程簡(jiǎn)化，操作便捷

在運(yùn)用PLC 技術(shù)前，會(huì)對(duì)其設(shè)置一定的編程，以滿足實(shí)際需求。此后，PLC 技術(shù)就會(huì)在編程的作用下根據(jù)指令，進(jìn)行一系列的自動(dòng)化操作活動(dòng)。開關(guān)量控制、模擬量控制、運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)處理、通信與聯(lián)網(wǎng)操作是PLC 技術(shù)具備的功能模塊，而這些模塊有著專門的數(shù)據(jù)接口。在這種情況下，PLC 技術(shù)就可以更順利地推進(jìn)各項(xiàng)工作，提升自動(dòng)化操作水平，減少人力資源的使用。外界因素會(huì)對(duì)PLC 技術(shù)正常使用造成了一定的影響。不過，其在高速的運(yùn)轉(zhuǎn)節(jié)拍的作用下就能夠增強(qiáng)抗干擾能力，防止生產(chǎn)活動(dòng)受外界因素影響，保證生產(chǎn)操作的可靠性，進(jìn)而高效按照生產(chǎn)流程推進(jìn)生產(chǎn)活動(dòng)，從而提高生產(chǎn)水平。

3 PLC 技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

3.1 PLC 技術(shù)在閉環(huán)控制中的應(yīng)用

電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的閉環(huán)控制指的是在對(duì)輸出信息進(jìn)行處理后將其返回至開端環(huán)節(jié)，從而對(duì)信息進(jìn)行閉環(huán)處理。由于電氣設(shè)備自動(dòng)化控制的啟停狀態(tài)會(huì)在很大的程度上影響閉環(huán)處理效果，所以工程人員需要了解該狀態(tài)。如果啟停異常，則需要尋找問題出現(xiàn)的原因，科學(xué)地優(yōu)化電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)，便于加強(qiáng)閉環(huán)控制。為提高PLC 技術(shù)在閉環(huán)控制中的應(yīng)用水平，工程人員需要在二次輸出后積極搜集、整理歸類、分析以及錄入數(shù)據(jù)信息，改進(jìn)控電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)。另外，連續(xù)變化的模擬量會(huì)影響閉環(huán)處理效果。如在溫度、壓力、流量、液位等連續(xù)變化的模擬量的作用下，就會(huì)導(dǎo)致控電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)問題，難以提高閉環(huán)處理水平。為解決該問題，需要借助PLC 技術(shù)中的A/D 和D/A 轉(zhuǎn)換模塊及控制算法程度，加大對(duì)模擬量的控制力度，從而保證閉環(huán)處理水平。

3.2 PLC 技術(shù)在開關(guān)量控制中的具體應(yīng)用

在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中運(yùn)用PLC 技術(shù)時(shí)，需要做好相關(guān)設(shè)備的開關(guān)量控制工作。其中，就可以將PLC 技術(shù)應(yīng)用在電接點(diǎn)壓力表、壓力開關(guān)、感應(yīng)開關(guān)等電氣設(shè)備中，從而控制開關(guān)量。之所以要做好相關(guān)設(shè)備的開關(guān)量控制工作，是因?yàn)樵谄溟_關(guān)量難以得到充分控制的情況下就容易增加能量消耗量，浪費(fèi)能源，同時(shí)也容易導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)短路故障，影響設(shè)備正常使用。為強(qiáng)化PLC技術(shù)在開關(guān)量控制中的應(yīng)用效果，需要做好下述工作。合理選擇開關(guān)量輸入單元接口和開關(guān)輸出單元接口是發(fā)揮PLC 技術(shù)在開關(guān)量控制中應(yīng)用價(jià)值的前提。所以，應(yīng)當(dāng)做好此項(xiàng)工作。在選擇開關(guān)量輸入單元接口時(shí)，需要了解工程建設(shè)需求、要求，科學(xué)選擇直流、交流輸入單元接口，便于提高開關(guān)量控制水平。在選擇開關(guān)輸出單元接口時(shí)，可以選擇繼電器型、晶體管型等，便于保證開關(guān)輸出效果。在這種情況下，就可以根據(jù)采集輸出、輸入信息，加大對(duì)開關(guān)量的控制力度。同時(shí)還可以掌握線路運(yùn)行情況，自動(dòng)地確定電氣設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)，從而起到節(jié)約能源、保護(hù)電氣設(shè)備的有效作用。

3.3 PLC 技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化順序控制中的應(yīng)用

順序控制是PLC 技術(shù)的基本功能，通過在基于PLC技術(shù)的信息系統(tǒng)中構(gòu)建順序控制模塊，就容易使電氣設(shè)備按照規(guī)定操作流程、順序，進(jìn)行自動(dòng)化控制，從而提高電氣設(shè)備操作水平，充分發(fā)揮電氣設(shè)備的價(jià)值。為實(shí)現(xiàn)上述效果，工程人員需要具體開展下述工作。首先，需要了解電氣設(shè)備用途、功能，把握電氣設(shè)備自動(dòng)化順序控制技巧，為順序模塊構(gòu)建工作的順利開展奠定基礎(chǔ)。其次，需要在上個(gè)步驟的基礎(chǔ)上，繪制功能圖表，明確順序控制流程、控制功能、控制特點(diǎn)、控制目的等。最后，需要以功能圖表以及順序控制細(xì)節(jié)作為依托，加強(qiáng)PLC 技術(shù)的順序控制，優(yōu)化PLC 技術(shù)的順序控制功能。而通過做好PLC 技術(shù)順序控制功能板塊構(gòu)建工作，就容易在PLC 技術(shù)的作用下共享數(shù)據(jù)，保證順序控制的精準(zhǔn)度，科學(xué)地把握控制過程，提高電氣設(shè)備的控制水平。

3.4 PLC 技術(shù)在渦輪螺旋槳調(diào)速控制中的應(yīng)用

渦輪螺旋槳式水輪發(fā)電機(jī)屬于一種電氣設(shè)備，常被運(yùn)用于生產(chǎn)活動(dòng)中。其中，就被應(yīng)用在中低水頭電站中。為提高渦輪螺旋槳式水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行水平，需要對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)化控制。由于渦輪螺旋槳式水輪發(fā)電機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)涉及水位變化的情況，工程人員可以根據(jù)其應(yīng)用情況，科學(xué)地優(yōu)化電氣的參數(shù)，科學(xué)控制渦輪螺旋槳的速度，滿足實(shí)際使用需要。另外，工程人員還需要了解渦輪螺旋槳式水輪發(fā)電機(jī)應(yīng)用的特殊情況，合理地做好自動(dòng)化控制工作。其中，渦輪螺旋槳式水輪發(fā)電機(jī)在實(shí)際應(yīng)用的過程中會(huì)受到水頭聯(lián)合作用的影響。為保證其運(yùn)行水平，可以運(yùn)用手工組合葉片，增強(qiáng)對(duì)特殊情況的適應(yīng)能力。另外，還可以調(diào)整PLC 單元，獲得最佳的曲線組合，加大對(duì)渦輪螺旋槳速度的控制力度，強(qiáng)化渦輪螺旋槳式水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行效果。

3.5 PLC 技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化中的應(yīng)用

電力自動(dòng)網(wǎng)格系統(tǒng)有助于提高電網(wǎng)調(diào)度水平，滿足人們對(duì)電力資源的需求。主要表現(xiàn)在：在電力自動(dòng)網(wǎng)格系統(tǒng)的作用下，就容易在發(fā)電廠、電網(wǎng)中心以及下屬變電站區(qū)域，保證眾多設(shè)備進(jìn)行科學(xué)有效的連接，便于順利開展電網(wǎng)調(diào)度活動(dòng)。由于以上電網(wǎng)調(diào)度是自動(dòng)化進(jìn)行的，所以就能夠減少人工操作，降低人力資源成本。隨著PLC 技術(shù)發(fā)展，PLC 技術(shù)被逐漸地運(yùn)用在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化控制中。而通過運(yùn)用PLC 技術(shù)，就容易進(jìn)一步強(qiáng)化電網(wǎng)調(diào)度效果。究其原因，在電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中運(yùn)用了PLC 技術(shù)后，就可以確保各大設(shè)備更好地傳遞信號(hào)，進(jìn)而按照既定的程序、要求等進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)度。為充分發(fā)揮PLC 技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用價(jià)值，還需要做好抗干擾工作，防止PLC 技術(shù)受到外界因素的影響。其中，需要了解干擾PLC 技術(shù)正常運(yùn)行的因素，將其進(jìn)行分類。研究發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)電干擾、柜內(nèi)干擾、接地系統(tǒng)混亂干擾等這些干擾類別會(huì)影響PLC 技術(shù)正常運(yùn)行。所以，就需要根據(jù)干擾類別，構(gòu)建抗干擾方案，盡最大可能避免PLC技術(shù)在運(yùn)行的過程中受到干擾。其中，可以通過原理干擾源的方式，防止強(qiáng)電干擾影響PLC技術(shù)正常使用。同時(shí)，還可以分PLC 輸出和輸入地走線，設(shè)置隔離變壓器等，以此起到抗干擾的效果。

3.6 PLC 技術(shù)在電力自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的電力自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主要使用CAD等設(shè)計(jì)軟件，開展磨具設(shè)計(jì)工作，便于開展生產(chǎn)活動(dòng)。不過，電氣設(shè)備并不能夠完全根據(jù)設(shè)計(jì)軟件預(yù)定的方案，打磨磨具的細(xì)節(jié)，以致影響生產(chǎn)水平。如果將PLC技術(shù)應(yīng)用在電力自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，就可以避免出現(xiàn)上述問題。主要是因?yàn)樵谶\(yùn)用了PLC 技術(shù)后，就可以在設(shè)計(jì)模型時(shí)轉(zhuǎn)變成多維模型。然后，就會(huì)運(yùn)用可視化軟件，將控制程序與系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)化匹配設(shè)計(jì)。同時(shí)，還需要用科學(xué)設(shè)置CAD 等設(shè)計(jì)軟件，使設(shè)計(jì)軟件更好地做好模具細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)工作，從而保證最終的模具設(shè)計(jì)方案能夠更好地適應(yīng)系統(tǒng)，提高磨具生產(chǎn)水平。在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，我國(guó)5G 技術(shù)的發(fā)展水平不斷提高。為提高PLC 技術(shù)在電力自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用水平，還可以引入5G 技術(shù)，從而科學(xué)地利用物聯(lián)網(wǎng)控制電力自動(dòng)化系統(tǒng)，更好地借助PLC 技術(shù)做好電力自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。

4 PLC 技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的應(yīng)用前景分析

在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的背景下，PLC 技術(shù)的發(fā)展水平不斷提高，有助于保證電氣設(shè)備自動(dòng)化控制效果。因此，越來越多的電氣設(shè)備應(yīng)用了PLC 技術(shù)。雖然通過在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中運(yùn)用PLC 技術(shù)起到了良好的效果，但是也存在一定的應(yīng)用問題。如在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中運(yùn)用了PLC 技術(shù)后，就能夠更好地提升電氣設(shè)備抗干擾能力，確保電氣設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。不過，PLC 技術(shù)的抗干擾性能還需進(jìn)一步提升。如在惡劣的生產(chǎn)環(huán)境下，PLC 技術(shù)的抗干擾能力并不高，以致提高生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。未來，還需要優(yōu)化PLC 技術(shù)，不斷提高PLC 技術(shù)的抗干擾能力，為電氣設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。除此以外，在完善與優(yōu)化PLC 技術(shù)的過程中還可以吸收借鑒其他技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，科學(xué)地發(fā)展PLC 技術(shù)。如DCS 技術(shù)的性能就比較好。為提高PLC 技術(shù)發(fā)展水平，就可以深入地研究DCS 技術(shù)，了解DCS 技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，清楚DCS 技術(shù)的作用原理，從而升級(jí)PLC 技術(shù)。另外，還可以將PLC技術(shù)與PLC 技術(shù)相融合，形成新的控制系統(tǒng)，即FCS 系統(tǒng)。在這種情況下，就容易更好地發(fā)揮FCS 系統(tǒng)的作用，保證電氣設(shè)備自動(dòng)化控制效果。PLC 技術(shù)的完善、優(yōu)化以及升級(jí)離不開工程人員的智慧。對(duì)于工程人員來講，其有必要積極地學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，深化對(duì)技術(shù)應(yīng)用原理、應(yīng)用方式等的認(rèn)識(shí)，從而科學(xué)地運(yùn)用知識(shí)指導(dǎo)實(shí)踐工作，使PLC 技術(shù)進(jìn)入新的發(fā)展階段。另外，工程人員還需要掌握技術(shù)應(yīng)用技巧，積極地改進(jìn)PLC 技術(shù)。相信，PLC技術(shù)終將會(huì)獲得良好的發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，自動(dòng)化控制是電氣設(shè)備發(fā)展的重要方向。在智能化時(shí)代，有必要科學(xué)地將PLC 技術(shù)應(yīng)用在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中，增強(qiáng)電氣設(shè)備自動(dòng)化控制能力，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。為強(qiáng)化PLC 技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的應(yīng)用效果，還需要不斷升級(jí)改進(jìn)PLC 技術(shù)，提升PLC 技術(shù)性能，保證PLC 技術(shù)更好地適應(yīng)復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境，從而推動(dòng)工業(yè)發(fā)展。