電氣工程及其自動化控制中的PLC 技術(shù)應(yīng)用探討

馬建平

（新天綠色能源股份有限公司，河北 石家莊 050000）

1 電氣自動化控制系統(tǒng)

1.1 電氣自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)勢

電氣自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)具體來說主要有三個方面：第一，結(jié)合電氣自動化控制系統(tǒng)的含義，可以得知電氣自動化控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)督和控制電氣工程系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，降低電力工程系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的成本，提高電力工程系統(tǒng)的工作效率和安全性能。電氣自動化控制系統(tǒng)能夠在監(jiān)督電氣設(shè)備運(yùn)行的過程中查找設(shè)備中的潛在問題，并及時進(jìn)行檢修，防止了設(shè)備由于缺少檢修造成的損壞，延長了設(shè)備的使用壽命，為企業(yè)節(jié)約了設(shè)備采購和維修成本[1]。第二，電氣自動化控制系統(tǒng)在監(jiān)督過程中，能夠及時有效地發(fā)現(xiàn)所有的問題，然后將所有問題按照一定的特點(diǎn)進(jìn)行歸類，對同一類別的問題進(jìn)行解決，這樣解決問題是十分高效快捷的，能夠快速發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備中的問題并且維持電氣設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。第三，電氣自動化控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)無人操作，在一定程度上解放了雙手，并且機(jī)器能夠?qū)崿F(xiàn)全天候、全方位的監(jiān)測，能夠發(fā)現(xiàn)操作人員發(fā)現(xiàn)不了的問題，使得電氣設(shè)備能夠更加安全地運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.2 電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用

1.電氣自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。我國的工業(yè)已經(jīng)從快速發(fā)展的模式轉(zhuǎn)換為高質(zhì)量發(fā)展的模式，電氣自動化技術(shù)是非常受歡迎的，通常應(yīng)用于我國的各行各業(yè)中，因?yàn)殡姎庾詣踊夹g(shù)比較成熟，能夠節(jié)約工業(yè)生產(chǎn)的成本。傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)并沒有引入電氣自動化技術(shù)，導(dǎo)致工業(yè)需要投入大量的人力和物力，造成資源的浪費(fèi)，同時自動化程度不高，不能夠及時發(fā)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)中存在的問題，不利于工業(yè)的健康發(fā)展[2]。例如，電氣自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，最常見的模式就是智慧廠務(wù)的建設(shè)，電氣自動化控制系統(tǒng)能夠在生產(chǎn)線和工廠電力設(shè)施運(yùn)行方面實(shí)現(xiàn)控制，主要實(shí)現(xiàn)對全空調(diào)（AHU、MAU 等）系統(tǒng)、HV/PV 系統(tǒng)、廢氣系統(tǒng)、特氣系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)、大宗氣體系統(tǒng)、純水系統(tǒng)、PCW 系統(tǒng)、化學(xué)品系統(tǒng)、電力系統(tǒng)的綜合監(jiān)控管理等系統(tǒng)的監(jiān)控，根據(jù)生產(chǎn)要求，設(shè)定廠務(wù)各子系統(tǒng)的專業(yè)調(diào)度方案，以達(dá)到降低生產(chǎn)成本、提高能源利用率、提高生產(chǎn)效率，為企業(yè)在生產(chǎn)運(yùn)營中提供了良好的管理手段。

2.電氣自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)作為我國的第一產(chǎn)業(yè)得到了大力的重視和發(fā)展。隨著電氣自動化技術(shù)的發(fā)展，電氣自動化控制系統(tǒng)已經(jīng)逐漸運(yùn)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，能夠隨時監(jiān)督農(nóng)業(yè)在生產(chǎn)過程中的各種問題，并且針對問題進(jìn)行有效的解決。電氣自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，能夠提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械化水平[3]，提高糧食的產(chǎn)量，降低人工和設(shè)備的投入，能夠極大地降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。不僅僅是在糧食的生產(chǎn)中，在糧食的種植環(huán)節(jié)，電氣自動化控制系統(tǒng)同樣發(fā)揮著巨大的作用，自動化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)設(shè)備的自動化施肥，實(shí)現(xiàn)噴灌、滴灌技術(shù)，還能夠監(jiān)測糧食的生長過程，對生長現(xiàn)狀進(jìn)行自動化分析，并提出合理化的培育建議。

3.電氣自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用于服務(wù)行業(yè)中。隨著廣大人民群眾的物質(zhì)生活和精神生活日益豐富，推動了我國服務(wù)行業(yè)的發(fā)展，電氣自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用于服務(wù)行業(yè)中是不可避免的趨勢，利用電氣自動化技術(shù)能夠創(chuàng)新電子產(chǎn)品，為電子產(chǎn)品賦予更多的功能，從而滿足人們的需求，電氣自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用于電梯產(chǎn)品中，能夠提高電梯自動安全監(jiān)測功能，電氣自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用于銀行自動取款機(jī)設(shè)備中，能夠提高銀行的工作效率，為人們帶來便利[4]。

4.電氣自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用于電力行業(yè)中。電力行業(yè)的發(fā)展關(guān)乎國計民生，電氣自動化控制系統(tǒng)主要被應(yīng)用于電網(wǎng)的調(diào)度，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度的自動化水平，在供電過程中實(shí)現(xiàn)實(shí)時的監(jiān)控，當(dāng)發(fā)生問題時及時進(jìn)行解決，保障供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。電氣自動化技術(shù)相對來說發(fā)展得比較成熟，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化生產(chǎn)，在一定程度上降低了人力資源成本，同時作為一項比較成熟的技術(shù)，電氣自動化的應(yīng)用過程是十分安全的，能夠保證行業(yè)的安全性。

5.電氣自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用于交通行業(yè)中。隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，我國的交通行業(yè)實(shí)現(xiàn)了快速的發(fā)展，電氣自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用于交通行業(yè)中，能夠?qū)崿F(xiàn)道路橋梁的安全性，實(shí)現(xiàn)人流和車輛的調(diào)度和分流，確保交通的順暢。同時，自動化技術(shù)運(yùn)用于信號燈和路牌的設(shè)計中，能夠提高交通指揮的效率，保障交通的順暢。自動化技術(shù)運(yùn)用于汽車的設(shè)計中，能夠提升駕駛體驗(yàn)，同時提高駕駛的安全性。

1.3 電氣自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

電氣自動化的發(fā)展趨勢十分廣闊，因?yàn)殡姎庾詣踊陌l(fā)展已經(jīng)十分成熟了，在各行各業(yè)的應(yīng)用中具有重要的意義和優(yōu)勢，電氣自動化技術(shù)能夠降低人工成本，實(shí)現(xiàn)自動化控制，同時提高生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性，因此應(yīng)用范圍十分廣泛，隨著電氣自動化技術(shù)的不斷完善和進(jìn)步，該項技術(shù)的應(yīng)用范圍會更加廣泛，發(fā)展前景也會更加廣闊，電氣化技術(shù)要隨著各行各業(yè)的發(fā)展不斷進(jìn)行發(fā)展和創(chuàng)新，以贏得更廣泛的市場。隨著我國信息技術(shù)的發(fā)展，為電氣行業(yè)提供了技術(shù)支持。電氣自動化控制系統(tǒng)利用電力實(shí)現(xiàn)自動化控制，節(jié)約成本，提高工作效率。該系統(tǒng)是綜合性的，設(shè)計和應(yīng)用過程中需要多種門類的知識。因此，設(shè)計和應(yīng)用電氣自動化控制系統(tǒng)需要根據(jù)市場需求及時調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)長期發(fā)展目標(biāo)。

2 PLC 技術(shù)的相關(guān)概述

2.1 PLC 技術(shù)的含義

PLC 簡稱為可編程控制器，是一種適用于工業(yè)環(huán)境下的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC 技術(shù)也得到了快速的發(fā)展，PLC 技術(shù)的應(yīng)用范圍較為廣泛，在工業(yè)快速發(fā)展時期，PLC 技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了充分的應(yīng)用，推動了工業(yè)生產(chǎn)的效率和水平。隨著近些年P(guān)LC 技術(shù)的廣泛應(yīng)用和不斷創(chuàng)新，PLC技術(shù)是電氣化技術(shù)發(fā)展過程中需要用到的非常關(guān)鍵的一項技術(shù)，能夠促進(jìn)電氣化的發(fā)展和應(yīng)用，充分發(fā)揮電氣自動化技術(shù)的優(yōu)勢。PLC 技術(shù)與各個行業(yè)的融合，不僅推動了各行業(yè)的高效發(fā)展，而且也能夠提高PLC技術(shù)的創(chuàng)新能力，隨著PLC 技術(shù)的不斷創(chuàng)新和突破，其應(yīng)用領(lǐng)域會更加的廣泛。

2.2 PLC 技術(shù)應(yīng)用于電氣工程及其自動化控制中的意義

1.反應(yīng)迅速。PLC 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)電氣自動化系統(tǒng)較快的反應(yīng)速度，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高效運(yùn)行，將PLC 技術(shù)應(yīng)用于電氣工程及其自動化控制中，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化控制的實(shí)時反應(yīng)，這對于自動化控制系統(tǒng)是十分關(guān)鍵的，在電氣自動化控制系統(tǒng)中，需要全天候地對電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)督和控制，在發(fā)現(xiàn)問題時，能夠及時、有效地進(jìn)行處理，當(dāng)電氣自動化控制系統(tǒng)中采用PLC技術(shù)，能夠提高自動化控制系統(tǒng)的反應(yīng)速度，快速發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的問題，然后迅速解決問題，確保電力設(shè)備不發(fā)生較大的故障，保障用電的安全和穩(wěn)定。

2.應(yīng)用過程安全性高。電氣設(shè)備自動化控制系統(tǒng)需要較高的安全性，只有這樣才能夠保證不發(fā)生大的故障，因?yàn)殡姎庾詣踊刂葡到y(tǒng)發(fā)生故障的后果是十分嚴(yán)重的。PLC 技術(shù)應(yīng)用于電氣自動化控制系統(tǒng)中，能夠保障系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，防止發(fā)生較大的安全事故，無論是面對內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜的系統(tǒng)還是干擾性較強(qiáng)的環(huán)境，PLC 技術(shù)都能夠保障系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。同時，PLC 技術(shù)對系統(tǒng)的操作要求不高，只需要簡單的操作步驟就可以完成系統(tǒng)的操作[5]。

3.為系統(tǒng)提供多種功能。PLC 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)多種功能，該項技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了非常成熟的水平，在電氣化中的應(yīng)用是十分成熟的，因此能夠充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢和作用，實(shí)現(xiàn)電氣化系統(tǒng)更好的發(fā)展，這樣在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中能夠?qū)崿F(xiàn)完善的功能性，確保系統(tǒng)的功能完善，從而實(shí)現(xiàn)各種監(jiān)控、信息處理等職能。

4.實(shí)用性較高。PLC 技術(shù)的實(shí)用性較高，能夠應(yīng)用于部分電氣自動化控制系統(tǒng)中，PLC 技術(shù)在使用之前，可以通過專業(yè)的翻譯處理轉(zhuǎn)化為計算機(jī)編程語言，實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)中的操作，同樣PLC技術(shù)能夠與系統(tǒng)相互兼容，具有較高的開放性，能夠?qū)崿F(xiàn)多種模式下的運(yùn)行和管理，不需要通過復(fù)雜的解碼和轉(zhuǎn)換過程才能夠使用，使用的過程是十分便捷和高效的。

3 電氣工程及其自動化控制中的PLC 技術(shù)應(yīng)用

3.1 PLC 技術(shù)在數(shù)據(jù)控制中的應(yīng)用

PLC 是工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的核心。它可以控制和監(jiān)測各種工業(yè)設(shè)備和過程，如生產(chǎn)線、機(jī)器人、輸送帶等。PLC 可以根據(jù)預(yù)設(shè)的邏輯和條件，自動執(zhí)行各種操作，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。電氣工程及其自動化控制技術(shù)需要對復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，引入PLC 技術(shù)后，系統(tǒng)對數(shù)據(jù)控制的功能會大大加強(qiáng)，能夠提高數(shù)據(jù)控制的質(zhì)量和水平，增強(qiáng)數(shù)據(jù)分析的能力。當(dāng)電氣自動化控制系統(tǒng)引入PLC 技術(shù)后，PLC 技術(shù)利用編程程序，獲取設(shè)備內(nèi)部的構(gòu)造圖，通過對內(nèi)部構(gòu)造圖的全面掌握，找到有用的信息和數(shù)據(jù)，整個過程不會漏掉任何的數(shù)據(jù)和信息，同時也減少了數(shù)據(jù)處理的時間。在信息化快速發(fā)展的今天，面對大量的數(shù)據(jù)，PLC 技術(shù)需要做的就是從海量的數(shù)據(jù)中快速地獲取數(shù)據(jù)并處理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的有效控制。

3.2 PLC 技術(shù)在順序控制中的應(yīng)用

順序控制是電氣自動化控制系統(tǒng)中不可缺少的功能，順序控制能夠篩選出重要的數(shù)據(jù)并且排在靠前的位置，讓系統(tǒng)有限處理重要信息，提高系統(tǒng)對信息的控制能力。PLC 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的順序控制，PLC 技術(shù)具備自動化順序器的功能，能夠有效地編排順序，減少數(shù)據(jù)的擁堵，按照信息的重要程度進(jìn)行排序，實(shí)際有效地處理重要的數(shù)據(jù)，為設(shè)備及時提供有效的數(shù)據(jù)。

3.3 PLC 技術(shù)在閉環(huán)控制中的應(yīng)用

閉環(huán)控制是一種控制系統(tǒng)，其輸出信息經(jīng)過處理后再次輸入系統(tǒng)中，通過反饋機(jī)制進(jìn)行修正，以達(dá)到預(yù)期效果。在工業(yè)生產(chǎn)中，該項技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛，具體應(yīng)用于電氣設(shè)備的啟動方式中，包括手動啟動和自動啟動。PLC 技術(shù)能夠科學(xué)合理地預(yù)測生產(chǎn)的時間和進(jìn)度，幫助生產(chǎn)過程中合理選擇生產(chǎn)工具，也能夠準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，在科學(xué)的選擇中，合理的生產(chǎn)設(shè)備也能夠促進(jìn)生產(chǎn)的高效和質(zhì)量，因此該項技術(shù)在閉環(huán)控制中的應(yīng)用能夠從根本上提高電氣自動化技術(shù)優(yōu)勢的發(fā)揮，提高生產(chǎn)效率，提高電氣化技術(shù)應(yīng)用的質(zhì)量和水平，實(shí)現(xiàn)電氣化系統(tǒng)的發(fā)展。

3.4 PLC 技術(shù)在開關(guān)量控制中的應(yīng)用

在自動化控制系統(tǒng)中，經(jīng)常會用到開關(guān)控制功能，但是在實(shí)際的操作過程中，由于開關(guān)功能使用較為頻繁，會出現(xiàn)暫時的短路情況，開關(guān)功能需要較大的功率和時間才能夠完成，在自動化系統(tǒng)中關(guān)于開關(guān)控制的問題是一項較為復(fù)雜的問題，將PLC 技術(shù)引入自動化控制系統(tǒng)中，能夠有效縮減繼電器響應(yīng)的時間，縮短開關(guān)耗費(fèi)的時間的功率，避免了短路現(xiàn)象，控制了潛在的不安全因素。

3.5 PLC 技術(shù)在數(shù)控機(jī)床控制中的應(yīng)用

PLC 技術(shù)在數(shù)控機(jī)床控制中的應(yīng)用，能夠改變傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床控制模式，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床從單一的機(jī)械控制功能向液壓控制與機(jī)械控制雙重控制模式的轉(zhuǎn)變，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的自動化和智能化，提高生產(chǎn)效率。PLC 可以控制數(shù)控機(jī)床的各個軸的運(yùn)動。通過PLC 的編程，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動軌跡和運(yùn)動模式。PLC 可以控制數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給軸，實(shí)現(xiàn)工件的進(jìn)給運(yùn)動。通過PLC的編程，可以實(shí)現(xiàn)不同的進(jìn)給速度和進(jìn)給方式，如恒速進(jìn)給、變速進(jìn)給和插補(bǔ)進(jìn)給。PLC 可以監(jiān)測數(shù)控機(jī)床的各個部件的狀態(tài)，并進(jìn)行故障診斷。通過PLC 的編程，可以實(shí)現(xiàn)故障的檢測、故障的報警和故障的排除。

4 總結(jié)

綜上所述，PLC 技術(shù)能夠促進(jìn)電氣化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，在電氣自動化系統(tǒng)中運(yùn)用PLC 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制和監(jiān)測功能，提高生產(chǎn)的質(zhì)量和水平。很多計算機(jī)技術(shù)可以與PLC 技術(shù)兼容，能夠充分發(fā)揮兩者的共同優(yōu)勢，兩者能夠共同實(shí)現(xiàn)各行各業(yè)的發(fā)展和生產(chǎn)，提高生產(chǎn)的效率和安全性，同時生產(chǎn)的發(fā)展又對技術(shù)提出了更高的要求，進(jìn)一步促進(jìn)PLC 技術(shù)的發(fā)展。PLC 技術(shù)對于人機(jī)交互有很大的幫助，也推動了人工智能的發(fā)展。因此，要加強(qiáng)對PLC 技術(shù)的應(yīng)用，還要積極創(chuàng)新PLC 技術(shù)和電氣自動化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)PLC技術(shù)在電氣自動化系統(tǒng)中更好的應(yīng)用，這樣不僅可以促進(jìn)電氣工程的順利發(fā)展，還可以推動PLC 技術(shù)的發(fā)展，將兩者更好地融合，能夠?qū)崿F(xiàn)各自優(yōu)勢的充分發(fā)揮，更好地應(yīng)用于各行各業(yè)的生產(chǎn)中，提高生產(chǎn)效率。