基于PLC技術的電氣工程及其自動化控制理論分析

陳蘊博

摘 要：隨著科學技術的不斷進步，相關技術人員繼續研究和提高PLC技術。本文從PLC技術的發展概述出發，分析了在電氣工程及其自動化控制中的運用策略、實踐應用及發展趨勢。希望PLC技術更好地應用在電氣工程自動化控制中，促進電氣工程的快速發展，為相關企業生產提供堅實的技術支撐。

關鍵詞：電氣工程 自動化 PLC技術 控制

中圖分類號：TM921 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）10（a）-0011-02

科學技術的快速發展，促進了PLC技術的高效性和穩定性顯著提高，為此，PLC技術在電氣工程系統中也被廣泛地應用。通過應用PLC技術，能夠大大提高電氣工程系統自動化控制的有效性，對推動電氣行業的發展具有重要的意義。

1 PLC技術概述

PLC全稱為Programmable Logic Controller，即可編程邏輯控制器，該技術可以通過對生產工作數據的模擬和編程達到優化工業安全環境的目的。PLC系統內的存儲器具有邏輯運算功能，可以運用一些常規的模擬量和數字量實施inlet和outlet來控制設備運轉。電氣工程中的傳統控制系統內部接線相對復雜，可靠性偏低而且能源消耗偏大，以計算機技術和接觸器控制技術為基礎的PLC應用輔助繼電器取代機械觸電繼電器，以PLC的應用邏輯關系取代傳統的連接導線，而且這類繼電器的節點變位時間可以無限接近于零，也無需像傳統繼電器那樣考慮返回系數問題。PLC控制可以抵抗強大的外干擾，在復雜環境中能夠保持穩定運轉。其控制系統采用的指令簡單明了，操作起來方便快捷。也正是PIC技術的這些優勢，才使得該技術取代了傳統應用技術而應用于電氣工程系統之中。

PLC控制系統是由中央處理器、儲存介質、輸入輸出接口、電源等部件構成，生產用戶可以根據需求狀況添設輔助控制等設備，系統結構如圖1所示。在進行PLC控制系統設計時需要遵循的原則是：（1）PLC控制系統的安全性和可靠性需得到保障，并且還要滿足控制對象的需求。（2）在確保PLC控制系統正常運轉的情況下，盡量縮小成本投入，提高生產商的經濟效益，同時還要繼續進行系統的擴展開發，以便系統升級或者再次開發操作。（3）PLC控制系統下生產出的產品不僅需保證質量還需保證安全性。

2 PLC技術在電氣工程及其自動化中的運用策略

早在電氣工程智能化建設的起步階段，PLC技術就已經在電氣工程領域有了一定的應用，最具代表性的是電氣工程自動化控制對信息技術的利用。近年來，計算機技術的發展促進PLC技術理論逐步完善，其技術應用在電氣工程自動化控制中發揮著越來越重要的作用。現今，為了更好地將PLC技術應用于電氣工程及其自動化控制之中，筆者認為應采取以下措施。

2.1 深入開展PLC技術在電氣工程及其自動化控制中應用研究

為了給PLC技術的應用提供思路，必須從電氣工程建設的實際需求出發，鼓勵人們通過大量實踐案例進行PLC技術在電氣工程自動化控制中的理論研究，不斷地對PLC技術進行深度開發。

2.2 積極開展專業技術培訓工作

PLC技術控制設計人員綜合素質偏低是影響PLC技術在電氣工程自動化控制中應用的主要因素，因此要加強技術人員專業技術培訓，確保其科學掌握PLC技術。

2.3 加快健全PLC技術的標準與規范

在廣泛應用PLC技術時，標準與規范至關重要。因此我們要建立健全相應的技術標準與規范，同時還有必要推行其成為行業標準，以為電氣工程自動化控制的信息化發展奠定夯實的基礎。

2.4 為設計單位與使用單位建立有效溝通的機制

有效的溝通機制可以確保系統設計目標和實際生產需求相一致，系統設計單位和使用單位也可及時針對設計或實際使用過程中存在的問題進行交流溝通。

3 PLC技術在電氣工程及自動化中的應用

3.1 在順序控制上的應用

PLC技術作為順序控制器應用在生產工作程序中已經成為常態化，例如運用PLC技術清理電氣工程鍋爐中的灰渣。在順序控制進行過程中，如果電氣工程自動化系統在工作生產時出現故障，生產效率會變低。PLC技術在順序控制上的應用主要包括遠程控制、現場傳感、主站層三部分，要求使用者在進行自動化設計時保證科學性和合理性，以充分發揮PLC技術在順序控制方面的工作性能。

3.2 在開關量控制上的應用

PLC技術應用于電氣工程及其自動化控制中可以憑借可編程存儲器的身份參與到虛擬繼電器運行中。在對繼電器進行開關電源控制時，控制系統往往會需要一定時間的反應過程，這意味著繼電器難以在短路保護間歇得到有效控制。解決這一缺陷問題的方法是把PLC技術與電氣工程的自動切換系統結合運用，這樣不僅可以改變控制系統反應慢的缺點還可以控制系統高效運作，這正是PLC技術在開關量方面的應用。

3.3 在數據控制上的應用

在電氣工程自動化控制中，數據控制是一種根本的控制方法。數據控制的常規方法是數學控制和統計控制。應用PLC技術以后，可以提高數據控制高速處理效應。利用PLC編程以后，可以分析處理電氣工程自動化系統中的數據，按照電氣工程自動化系統的運轉要求對數據進行控制，實現一系列的電氣工程自動化口令的執行。

3.4 在分散控制上的應用

PLC技術應用于分散控制主要是指在分散控制系統中單獨放置PLC技術裝置，這種方式在電氣工程及其自動化的流水線上經常使用。例如PLC裝置在每一條生產線上的每一個生產環節上都設置，每個生產環節的控制在該環節上發生作用，這就是分散控制的具體表現，使得PLC技術作用能夠獨立的發揮出來，采用分散控制的方式能夠大大保障生產的效益。

3.5 在集中控制上的應用

PLC技術在采用分散控制的同時也采用集中控制的方式，目的是將所有電氣工程及其自動化控制設備都包括在統一的控制系統之內。這樣利用電氣控制的相互關系，實現PLC技術的集中控制。還可以利用PLC技術加載監控系統，在相同狀況下運用監控，可以根據生產工作實際情況調節控制因素。

4 PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的發展趨勢

4.1 進一步提高PLC控制系統的可靠性和抗干擾性

在電磁場過于強烈干擾的環境里，PLC控制系統在運算過程中極易出現偏差，甚至會出現因分析錯誤導致的生產秩序紊亂。因此，進一步提升PLC控制系統的可靠性是PLC技術的未來發展方向。在這一方向指導下，我們需要技術攻關提升PLC控制系統在惡劣環境及電磁信號密集環境下的抗干擾能力，盡最大可能減少系統設計、安裝與使用過程中各類因素所產生的影響。

4.2 推動PLC技術向網絡化、數字化方向發展

自1975年DCS技術問世以來，電氣工程自動化控制系統的應用及技術研發水平日益成熟，但是目前由于提升的空間有限，漸漸出現了后勁不足的情況。PLC技術與DCS技術的充分融合促進了一種全新的控制系統的產生并且在電氣工程自動化系統中得到了廣泛的應用，即FCS控制系統。這將使得進一步綜合與強化的應用在系統內數字化、自動化、智能化的控制得以實現。在不久的將來，FCS控制系統技術還將進一步擴展其在電氣工程生產中的廣泛應用，同時還會繼續得到完善和更新。

5 結語

應用PLC技術對電氣工程系統進行自動化的控制，具有十分明顯的技術優勢。PLC技術具有許多先進的控制理念，對傳統的生產方式進行有效的改造，隨著人們對科學技術的不斷探索，PLC技術將會給生產企業帶來更多的便利，促進生產方式向著更為快捷、方便的方向發展。

參考文獻

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