PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的運用分析

惠竹楓

（武昌工學院，湖北 武漢 430070）

0 引 言

信息技術已經在社會各個行業中廣泛使用，同時通過與各行業的深度融合，一定程度上改變了傳統的生產方式，提高了經濟的發展水平。PLC技術作為信息技術的一部分，在工業生產中廣為應用，大大提高了工業的智能化程度和自動化程度，極大推動了我國工業的發展。電氣工程作為我國重要的產業之一，不能止步于傳統的生產方式，因為傳統的生產方式已經不能滿足現代社會和經濟發展的需要。這就要求電氣工程必須與時俱進，在生產過程中積極應用PLC技術，不斷提高電氣工程的自動化程度和智能化程度，有效提升生產效率，以滿足社會和經濟各方面對于電力的需求。

1 PLC技術內涵

1.1 PLC技術定義

PLC技術的英文原意為Programmable Logic Controller，中文的意思是可編程邏輯控制器。這項技術可以對工業生產過程中產生的各種信息進行收集和加工處理，并根據處理后提供的信息及時解決各種在工業生產中可能出現的問題，為工業生產創造一個安全可靠的環境。要想使PLC系統能夠正常運行，首先要對其進行程序設計，然后設定邏輯運算規則，PLC系統會根據設定好的規則進行運算，從而實現對機械設備和電力設備的系統自行控制。在電力工程進行過程中，必然會涉及到大量電線的鋪設和安裝，要在眾多的線路中完成電力的傳遞和連接所需要完成的工作非常復雜和繁重，同時人工工作難免會出現一些失誤，導致線路之間的連接不合理，從而增加能源損耗，甚至會造成安全問題，引發事故。PLC技術可以在充分利用信息化技術的基礎上借助計算機工具深度融合接觸器控制技術，相比于機械觸電繼電控制設備，技術含量有著非常大的提高。利用計算機高速的運算能力，按照一定的邏輯進行計算，找出最佳的線路連接，可以在極短的時間內對繼電器設備進行控制，并且可以對控制的結果按照需求進行精確控制，取代了傳統繼電器設備的反饋機制。PLC技術是高度自動化的技術，能夠持續穩定的運行，不受一些人為或者自然因素的影響。例如，因為工作人員技術水平不夠或者工作人員在工作中注意力不集中而引發各種問題。PLC技術的使用非常簡單，只需要進行一些簡單的培訓就可以完成對PLC技術的操作和使用，應用前景十分寬廣。

1.2 控制技術

PLC系統一般是由電源系統、儲存系統、信息接收和輸出系統及中央處理器等結構組成。除了這些基礎的結構外，用戶可以根據自己的需要對對整個系統進行添加或者刪減，使PLC系統更加符合自身的需求。PLC系統通過電源系統提供能量運行，使用中央處理器對接收的信息進行編輯處理，然后輸出用戶所需要知道的信息，同時將有價值的信息保存在儲存系統中。在這個過程中，PLC系統可以根據既定的程序和算法對接收到的信息進行分析處理，按照用戶設定的程序將信息進行傳送或者控制。使用PLC系統時，技術人員必須要對整個系統有一個全面的掌握，能夠按照工作的需要對PLC系統進行準確的設置，提高獲得信息的準確性，同時根據得到的信息對相關工作進行控制和調整。在使用PLC系統中，要及時總結經驗，修正系統中不足的地方，對系統及時進行更新完善。

1.3 PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的優點

PLC技術可以通過一個系統對大量的繼變電設備進行控制，以前需要大量人力和時間完成的電力控制和連接工作現在通過PLC系統只需要少量的人通過簡單的操作就可以實現。PLC技術的功能非常強大，但是PLC技術的操作卻十分簡單和直觀，只需要對相關技術人員進行簡單的培訓就可以完全掌握[1]。同時，PLC技術的使用極大地降低了線路的連接數量，避免了以往因為線路連接數量過多導致的漏電串電問題，產生安全生產事故。同時，線路的減少也降低了后續電力工作的復雜程度。PLC技術的自動化程度較高，避免了因工作人員技術水平不夠、工作人員注意力不集中等人為因素影響產生的問題。PLC不同于傳統設備維修難度大、維修時間長的特點，所用設備的標準化程度很高，出現故障的概率很低，可以長時間持續運轉。在軟件方面，PLC系統可以對自身進行檢測，可以及時準確地發現自身系統中存在的運行問題，使技術人員能夠提前發現隱患，迅速解決故障，有效降低了系統的維護成本和維修成本。

2 PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的使用

2.1 在機床自動化中的應用

PLC技術在電氣工程自動化中可以應用的范圍很廣，在機床自動化中的應用就比較典型。傳統的機床自動運行過程中經常出現電氣和液壓之間的匹配時間過早或者過晚的問題。這個問題一旦出現就會引發整個機床的故障，技術人員需要大量的時間進行修復。PLC系統的應用，改變了傳統的實體接觸的方式，而是通過程序控制相關電氣元件。通過對PLC技術功能的設定，可以使機床的運行時間非常精確，最大限度地減少與電氣設備吻合操作的時間誤差，有效降低故障發生率，避免了因維修機床導致的長時間停產現象，提高電子機床的生產水平[2]。通過減少故障可以有效降低企業的維修成本和人力使用成本，保證了電子機床的正常運行。

2.2 對系統順序化控制

任何設備的運行都需要電力提供能源，電氣工程自動化系統在運行過程中也需要消耗大量的能源，運行的時間越長所需要使用的電力就越多，巨大的能源損耗會提高企業的運行成本。PLC技術可以有效控制設備的使用順序。這需要按照實際的工作情況對PLC系統進行設置，設置完成后在生產過程中需要首先運行的電氣設備，PLC系統會提前打開對應設備的開關，使設備運行。PLC系統就是通過使用設備的開關系統來控制各個設備之間的運行順序。PLC系統還可以控制電氣工程中多個部分的不同設備的運行順序，并可以保證開關順序在很短的時間內精確完成。以往一般使用人工進行各設備的關閉運行，這容易使設備運行混亂導致設備發生故障，影響企業的正常運轉，提升企業的維護成本，甚至引發事故。PLC技術主要通過對現場的信息及時反饋以及遠程的控制來實現，技術人員在設置順序控制程序時應科學合理進行程序設置，充分發揮PLC技術的作用。在電氣自動化系統中，電機的開啟方法有很多種，可以設置好時間自動啟動系統，也可以由人工手動開啟電源啟動系統，也可以現場進行人工啟動。PLC系統在電機控制應用運行的過程中，可以通過對系統不斷的調整逐漸使系統更加完善，可以更加有效地調節電機控制器，更為精確地測算電機轉數。在電機自動啟動的操作中可以使用PLC技術，在使用動力泵時及時計算泵機的運行時間，并將時間數據反饋給工作人員。工作人員就可以對動力泵自動開啟和關閉的過程進行全程的監控，并將開啟和關閉的時間與動力泵運行時間相比對，檢查自動開閉的時間是否合理，如果在時間上出現問題，工作人員可以及時介入進行手工調整，確保自動順序控制運行到位。

2.3 對開關量控制

開關量在電氣工程自動化系統運行中具有重要的作用，是自動化控制系統中的重要控制手段。電磁型繼電器在傳統自動化控制系統廣泛使用，但是隨著目前技術的不斷提高，電磁型繼電器增加了自動化控制系統的復雜程度，同時在使用過程中也經常會出現使用問題，導致自動化控制系統無法有效的使用，影響整個電氣工程的正常運行，降低了企業的效益。在開關量中使用PLC技術，不但可以使傳統自動化系統中存在的問題不再發生，通過程序的編輯和設置可以模擬繼電器的功能，通過使用虛擬繼電器可以有效提升整個電氣工程的效率[3]。虛擬繼電器通過數據進行控制，它對指令的反應時間比傳統的繼電器要快很多，如果出現問題可以被更快地發現，極大地提升開關量的控制效率，同時出現故障的概率非常低，可以省去購買機器繼電器的費用。

3 PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的應用措施

3.1 加強技術改進

在PLC技術的應用過程中，必須不斷加強技術的先進性，才能確保電氣工程及其自動化系統高速發展。雖然PLC技術非常先進，功能豐富，操作簡便，但是其在一些特定的情況下也會出現問題。例如，在電磁波比較強的環境中，電磁波對電子元件的影響非常大，會導致部分電子元件無法正常運行，PLC技術的使用需要應用到大量的電子元件，在這種環境下的PLC系統的邏輯計算能力和數據處理能力會受到很大的影響，導致在邏輯運算和數據處理時出現誤差，降低其最終輸出數據的準確度，從而導致數據人員對數據的使用出現失誤，影響對整個系統運行過程的判斷。因此，在PLC系統的使用過程中，要不斷加強新技術的應用，更新PLC系統中所使用的電子元件，使用抗干擾性更強的電子元件進行替代，不斷提高PLC系統運行的穩定性[4]。

3.2 完善技術控制和管理

社會和科技的不斷發展導致對PLC技術的各種需求越來越多。這就要求人們對PLC技術必須進行深入的掌握和開發，不斷提高PLC技術的應用能力，同時在開發中要積極借鑒先進的自動化系統使用經驗，根據在使用過程中的各種反饋情況對PLC技術進行不斷的完善和更新，使其能夠滿足不斷變化的需求，為其廣泛應用提供條件。對PLC技術相關工作人員進行培訓，提升工作人員的業務素質和工作質量，使工作人員可以更好地利用PLC系統進行生產。同時，制定嚴格的規章制度，嚴格控制PLC系統使用中的各項標準，對工作完成質量進行驗收檢查，對于工作質量不符合標準的工作人員進行適當懲戒，提高工作人員的重視程度。建立長效化的監督檢查機制，在主動進行檢查的同時多鼓勵工作人員對發現的問題及時上報，對于及時上報的工作人員給予一定的獎勵，激發工作人員積極性，提高電力工程的質量管控。

3.3 明確發展方向

必須持續不斷地提升PLC技術的穩定性，使PLC技術能夠在各種環境中穩定運行。這就要求在今后的發展過程中，有針對性地加強PLC技術的抗干擾能力，從而進一步提升電化工程的自動化水平。在如今的信息化社會中，要不斷加強PLC技術和網絡的結合程度，將此作為PLC技術發展過程中的重點改進項目，通過使用大數據、人工智能等先進技術改進PLC技術中的技術不足，對PLC技術進行完善和提高，從而提高PLC技術的自動化程度和智能化程度。

4 結 論

PLC技術在電氣工程及其自動化控制中有效應用對電力事業的發展有著重要的作用，因此人們要采用科學合理的措施，不斷強化PLC技術的先進性。同時，完善PLC系統的技術控制和人員管理，不斷提高對PLC技術的掌握程度，推動PLC技術廣泛應用于多個領域。此外，需提升相關人員的業務素質和工作質量，減少人為原因產生的問題，充分發揮PLC技術的作用，不斷提升電氣工程及其自動化控制的智能化程度，促進經濟和社會的不斷發展。