現代電氣控制及PLC應用技術研究

于博洋

摘要：隨著電氣工程系統越來越復雜，對于電氣控制的要求也逐漸提高，在將PLC控制技術應用在電氣控制之中，可以有效提升其整體性能。本文對現代電氣控制技術進行研究，并著重分析了PLC控制技術，對PLC控制系統在電氣控制系統中應用方法以及應用特點進行分析，旨在提升電氣控制系統的綜合性能。

Abstract： With the increasing complexity of electrical engineering systems， the requirements for electrical control are gradually increasing. The application of PLC control technology in electrical control can effectively improve its overall performance. This paper studies the modern electrical control technology， and analyzes the PLC control technology. It analyzes the application method and application characteristics of the PLC control system in the electrical control system， aiming to improve the comprehensive performance of the electrical control system.

關鍵詞：電氣控制技術;PLC控制技術;電氣工程

Key words： electrical control technology;PLC control technology;electrical engineering

中圖分類號：TM76? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）24-0228-02

0? 引言

隨著科學技術的不斷發展，越來越多的控制技術出現在電氣工程之中，電氣工程現代化電氣控制將成為目前社會發展的主要標志。針對現代電氣工程的復雜性，利用電氣控制技術時對電力系用進行有效控制對于社會的發展具有重要的意義，所以相關企業要加強對現代控制技術以及PLC控制技術的研究。

1? 現代電氣控制技術

1.1 智能控制技術

智能控制技術主要指集中化、全面化的對收集到各種數據信息進行處理，從而對電氣系統中各個設備的運行狀態進行監測和控制，是目前各個國家重點發展的技術。通過智能控制技術可以發現電氣系統運行過程中的故障問題，并可以采取相應的措施對故障進行處理。在利用智能控制技術時，需要將電氣系統中的電氣設備進行一定的優化處理。在此基礎上，分析電氣設備的精度和自適應能力，從而保證整個電氣系統的靈敏度以及適應性。借助這些智能控制系統，可以有效提升電氣工程系統對自身故障的診斷能力。

1.2 電氣系統模糊控制技術

現階段，大部分電機中通過PID控制技術可以對系統運行的結果進行精準的測量和判斷，但是還會出現各種控制誤差，這時采用電氣系統模糊控制技術可以充分反映電氣系統運行過程各種狀態，在電力產品設計中，應用模糊控制技術可以實現精準化控制，并使整個設計過程具有更多的靈活性。在實際控制過程中需要對收集到的信息進行判斷，之后對判斷的信息進行轉換，并將轉換后的信息傳輸到各個處理系統之中，通過調節一個系數縮短控制的時間，提升系統響應的精度。

1.3 非線性控制技術

在傳統的電氣工程系統之中，往往利用各種線性化控制技術和控制理論進行控制，但是電氣系統隨著科技的快速發展，實現特高壓交直流并網，線性化控制技術已經不能滿足目前的電氣工程系統，而非線性控制技術和理論應用越來越廣泛。在電氣產品中應用非線性控制技術，可以提高控制精度，而且還能保證發動機電壓滿足系統運轉的要求，利用各種綜合性參數滿足動態品質，而且可以滿足整個系統動態電壓的需求。

2? 現代電氣控制技術的應用特點

2.1 建設完整的控制系統

在電氣工程中應用電氣控制技術可以有效的連接系統中的各個單元和數據，而且在連接過程中，能夠利用現代化的控制技術對各種電氣設備的功能進行調試和修改。具體方式是在各種電氣設備中裝置監控設備對整個系統的運行狀態進行監測，并對其狀態進行記錄、整理，保存在數據庫之中，通過這樣的辦法可以及時發現系統運行中存在的問題。

2.2 科學選擇控制設備

電力工程控制系統隨著計算機技術和網絡技術的快速發展有了更多的便利，在實際的控制過程中存在很多的問題，針對不同的問題選擇適合的控制設備和控制技術對于提升電氣工程運行穩定性具有重要的意義。與此同時，在控制系統還需要具有信息收集、信息分析、信息分析等多種功能，在分析數據之后要進行數據整合工作，并將整合后的數據上傳到數據管理庫之中，這都對電氣控制設備提出比較高的要求[1]。

2.3 加強電氣工程環境管理

電氣工程系統在運行過程中容易受到內部環境以及外部環境的影響，為保證整個電氣工程系統運行的安全性和穩定性，需要重點監測系統外部環境以及內部環境，而利用各種技術手段對各種環境數據驚醒監督管理正是現代化控制技術的重點內容，而且其管理方面特別廣，不論是電流大小、電壓高低、有效功率水平等系統內部運行情況，還是設備所處的空氣濕度、溫度等外部環境進行監督管理，各種監測數據都可以在短時間之內監測出來，而且各種檢測數據也會在不同條件下出現明顯的變化。

3? PLC控制系統概述

目前在現代化電氣控制系統之中常用的控制技術是PLC控制系統，這種系統與計算機有很多相似的地方，但是在編程方式和語言輸出方面有很大的差異性。PLC控制系統主要由電源組件、儲存器組件以及輸出組件組成，電源組件組件的主要作用是將外部電源轉化成符合系統運行要求的電源，從而保證PLC控制系統的正常工作;儲存器組件是PLC控制系統的核心，由于控制系統的不同，所使用的儲存器組件也各不相同，但通常選用統一標準的生產芯片;輸出組件可以保證PLC控制系統在不同的環境下都能夠保持穩定的運行狀態[2]。

4? PLC在電氣控制中的應用特點

4.1 系統結構較小

與傳統的計算機控制系統相比，PLC控制系統具有體積更小、內存更大的特點，這就使小型PLC控制器體積更小、重量更小，而且易于移動和安裝，在電氣工程系統中應用可以有效提升其各種功能。大型PLC控制系統的面積較大，但是同時具有功能強大、計算速度快的優點。根據電氣工程系統自動化、工業化和生產的實際要求，可以選擇不同的PLC體系結構，從而促進電氣工程的快速發展。

4.2 操作簡單

PLC控制系統具有直觀的用戶頁面，能夠利用圖形符號、梯形圖編輯語言進行表達，具有很強的實用功能，而且由于梯形圖語言的圖形符號和表達方式與繼電器線路圖比較接近，通過少量的開關量邏輯控制指令就可以使繼電器電路發揮本有的功能，這樣即使不熟悉電子電路以及不懂計算機原理和編輯語言的技術人員，都可以直接進行操作，具有很多便利性。

4.3 具有較強的抗干擾能力

電氣設備的可靠性是保證電氣系統穩定運行的關鍵，而再利用PLC控制系統之后，在電氣系統之中運用了大量現代大規模集成技術以及嚴格的生產工藝，這樣做成的內部電路具有先進的抗干擾能力。在使用PLC控制技術的電氣工程系統中，運行時間在兩萬小時之內不會出現故障問題[3]。

4.4 轉換維護簡單

與傳統的控制系統相比，PLC控制系統應用存儲邏輯代替接線邏輯，這樣控制設備減少了很多外部接線，明顯減少了整體工程的設計時間和施工時間。另外，PLC控制系統具有自我診斷能力，能夠對系統出現的故障進行檢查，并利用警報裝置將故障報告給技術人員，技術人員可以迅速檢查判斷出現故障的原因，并及時采取相應的措施進行解決。

5? PLC在電氣控制中的應用

5.1 進行PLC系統設計

為實現對電氣工程系統的控制，在進行設備設計時，要將PLC技術的功能進行不斷的拓展，使電氣控制系統能夠滿足電氣工程穩定運行的設計要求，從而提升電氣工程實際生產的質量，這樣才能生產出具有高質量的電力產品。所以進行PLC控制系統設計時，要了解被控對象的實際要求，設計師應該根據圖紙對工作現場進行勘察，收集現場資料，同時設計師要與操作技術人員保持密切的交流，通過共同協商，找尋最適合電氣工程系統的控制方案，并對可能出現的控制問題進行分析，并采取一定的預防措施，在發生問題后要雙方共同解決。在進行PLC自動控制系統設計時要充分考慮其實用性，以便保證電氣控制的可靠性[4]。

5.2 集中控制

在電氣工程之中，PLC控制系統具有較強的中央控制功能，有利于實現對不同電氣設備的集中控制。電氣設備都具有一定的自動化功能，這樣就可以將電氣集中在一個設備之中進行控制，而且電氣設備工作轉態與PLC控制系統的相似性，為PLC控制系統的集中控制提供了一定的理論基礎。在電氣工程系統中，所有電氣設備都可以利用PLC控制系統進行集中控制，這樣既可以提高監控效率，還可以促使電氣工程系統進行升級。

5.3 開關量邏輯控制

PLC控制系統最基本的功能是開關量邏輯控制功能，PLC控制系統可以利用其強大的邏輯運算能力，對電氣工程運行的各種狀態進行邏輯運算，比提供出與、或、非等各種控制指令，對各種繼電器串聯、并聯、串并聯等各種連接方式的開關進行控制。相較于傳統的繼電器控制系統，利用PLC控制系統可以對電氣系統中所有光電開關、接近開關等開關進行邏輯控制。為了方便PLC控制系統的修改和維修，PLC控制程序直接在接入模塊、輸入模塊、輸出模塊中的檢測元件信號以及輸出信號中建立中間變量，將硬件輸入、輸出測點轉換成數據塊中的“位”，實現輸入、輸出測點與數據塊中“位”一一對應的關系，增加了PLC系統的可讀性和維修的簡便性。通過開關量邏輯控制功能，可以實現對電氣工程系統中所有電氣設備的控制[5]。

5.4 模擬量控制

在PLC控制系統中有大量智能模擬量輸出、輸入模塊，這些模塊可以收集電壓信息、電流信息、電阻信息等系統運行信息，之后通過模數轉換之后送到中央處理器進行處理，經由中央處理器處理后的數字結果，通過數模轉換成模擬量對被控裝置進行控制，進行模擬量控制對相關技術人員的綜合能力要求比較高，只有這樣才能夠及時處理模擬的各種問題。

6? 結語

綜上所述，PLC控制系統具有易用性、適應性、簡便性、安全性、抗干擾能力強的優點，在電氣工程系統中應用PLC控制系統可以顯著提高電氣工程系統的生產效率和電氣系統運行安全。相關企業要不斷優化和完善PLC技術，充分發揮其價值，推動我國電氣工程控制的快速發展。

參考文獻：

[1]程維湖.電氣自動控制中PLC技術的應用[J].山東工業技術，2019（18）：155，185.

[2]白維奇，姜姍.PLC控制技術在電氣控制中的應用分析[J].湖北農機化，2019（10）：84.

[3]馬立勇，梁建明，李杰.《現代電氣控制及PLC應用技術》開放課程建設研究[J].電子測試，2017（15）：116，59.

[4]魏岸若.現代控制技術在電氣工程系統中的應用[J].產業與科技論壇，2016，15（13）：48-49.

[5]溫昌鍵.淺談現代控制技術在電氣工程系統中的應用[J].技術與市場，2016，23（05）：190，192.