基于PLC技術的電氣工程自動化控制應用

趙梵喆 秦英歌 焦凱 楊永琪

摘要：本文探討了PLC技術簡介，分析了PLC技術在電氣工程自動化中的控制功能，研究了PLC發展趨勢。

關鍵詞：PLC技術;電氣工程;自動化控制

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）02-0004-01

0 引言

科技水平的突破創新營造了良好的自動控制技術研發環境，電氣工程對于控制系統技術提出更高的標準與要求，需要革新以往手動控制低效率工作模式[1]。為此，PLC技術在電氣工程自動化控制領域得到普及與推廣。PLC技術應用于電氣工程自動化控制領域是必然趨勢，其功能在于延續了傳統電氣工程技術的應用、優化了電氣工程技術的自動化水平。

1 PLC技術簡介

PLC是可編程邏輯控制器的簡稱，是先進的電子系統，也可視其為具有編程能力的存儲器，設計意圖是解決工業生產中電氣控制問題。PLC技術為滿足應用者需求應運而生，以存儲器為載體計算使用者發布的任務，包括邏輯計算、數學計算等等，生產系統的自動操作則是應用這些計算功能實現，模擬操作控制機器生產的數據，以數字化指令的方式控制機器完成生產工作[2]。工業是使用PLC技術最為頻繁的領域，PLC技術的工業運算即通過可控制的自動化計算機實現。該計算機的硬件設備和普通計算機相似之處為：都具備輸出設備、輸入設備、存儲器、硬盤、控制器等等;在工業生產中PLC技術是一種控制系統，系統化操作與控制工業生產設備。PLC技術控制電氣工程的可靠性與穩定性較優，對工作環境的適應能力強、要求低，抗干擾能力強，很少發生運行故障。

PLC技術實現了數字操控應用與信息反饋應用，PLC技術數字操控功能在第一時間檢測出電氣設備運行故障，并自動進行電氣設備檢修，恢復系統運行，實現一體化故障檢測與修復;對于信息反饋方面PLC技術能力相對完善，及時查看設備運行狀態并作出正確的反饋，為技術人員提供全面的系統運轉信息，便于技術管理人員快速掌握電氣設備運行情況，有針對性的解決問題。

2 PLC技術在電氣工程自動化中的控制功能

2.1 減少輔助開關量

電氣自動化接線需要大量的電路元件，一些電氣系統實現自動化控制功能需要增加一部分電路元件，由于電路元件具有脆弱性，經常引起電氣運行故障，嚴重降低系統運行穩定性與可靠性。PLC技術應用于電氣自動化控制領域有助于減少電路元件的使用量，由此電磁繼電器動作的頻率顯著下降，有效增強系統運行性能與安全系數。一些干擾問題隨著電路元件的減少得到消除，降低維護工作的難度，同時輔助開關量明顯減少，以集中的方式管控系統運行，拓展系統使用領域的同時優化生產效率。

2.2 邏輯控制與模擬變量控制

（1）邏輯控制。電氣工程自動化控制中，邏輯控制是PLC 技術的核心、是電氣自動化正常運轉的基本條件，為優化自動化控制系統效率提供技術支撐。PLC技術的基本功能是進行邏輯控制，并在該領域應用廣泛。PLC技術通過邏輯控制與順序控制改變繼電器電路，邏輯控制的優勢既可以同時控制多機群，又能獨立操控單臺設備;邏輯控制是包裝生產線、印刷機、電鍍流水線等生產領域的常用技術，能夠實現流水線生產的全自動控制，極大降低人員操作失誤帶來的經濟損失，提高產品生產的合格率，輔助電氣工程在有限的時間創造高更多的經濟價值。（2）模擬變量控制。溫度、壓力、速度是工業生產中使用頻率較高的變量，是PLC技術主要模擬控制的對象。PLC技術成功模擬變量的前提是實現模擬量與數字量之間的A/D轉換和D/A轉換。所以A/D轉換模塊和D/A轉換模塊往往為配套生產，便于PLC技術應用，優化PLC技術模擬變量的精準度。

2.3 順序控制功能

PLC技術在順序控制器中的應用得到推廣普及。工業生產中的電氣自動化設備一般需要長時間運作，消耗大量電能源與資金成本。PLC技術由數個功能模塊和主程序構成，技術人員只需在操作端遠程統一控制各個環節的電氣設備，靈活完成電氣設備的開關，這種集成管理方式有效減少人工控制工作量。PLC技術的順序控制切實降低了自動化設備電能源消耗，對于獲取社會效益、經濟效益具有積極作用[3]。PLC技術應用于順序控制時要充分發揮其作用和特點，協調好其在遠程控制、現場傳感控制、主站層控制三個環節中的側重點，控制人員需要嚴格遵守PLC技術應用標準、保障技術應用的科學合理性。PLC計數功能取代了傳統繼電器，用軟件形式進行工作，一定程度上避免系統生產事故發生，加快系統運行速度。

3 PLC發展趨勢

3.1 深化PLC技術的集成度

深化集成度是PLC技術實現深層次技術革新的重要著力點，實踐路徑如：（1）提升電氣設備的兼容性是PLC技術高精度實現電氣工程自動化集成管控的前提條件，所以要注重操作系統電氣接口的選取，使用相同的接口有助于系統的集成管理;（2）在統一管控平臺中開發操作系統可加強系統之間的聯動性，提高PLC技術的集成度。

3.2 增強PLC技術的數字化水平

信息時代數字化技術、互聯網技術是傳遞信息的主要技術路徑，PLC技術汲取了計算機技術、通信技術、自動化技術的技術優勢，PLC技術在電氣工程自動化控制中實現突破需要加深其數字化水平。增強PLC技術的數字化水平，對于電氣工程設備運作精準度、靈敏度來說是極大提升，為生產企業創造更多經濟價值。

3.3 提升PLC技術智能應用水準

未應用PLC技術之前，電氣設備由人工操作管理比重較大，缺乏與時代共同進步的智能化元素。PLC技術在電氣工程自動化中的應用大幅提升其智能化水平。PLC技術判斷電氣運行狀態的依據為對比預設狀態值與實際狀態值，快速獲取電氣設備運行情況。未來PLC技術發展更加注重智能化，PLC技術可與物聯網技術、5G技術、人工智能技術交叉合作，取長補短，借助高水準科學技術充分釋放自動化控制優勢。

3.4 加強PLC技術的應用管理

電氣工程依賴PLC技術實現了自動化控制的多重目標，創造了生產領域自動運作的良好環境。PLC技術對于電氣自動化技術的控制優點在于降低人為失誤程度，自動控制工作模式減少了技術人員工作負擔，有利于管理人員對生產運行環境的遠程監控。在未來的發展中，PLC技術要繼續發揮其在電氣工程自動化控制中的優勢，以加強PLC控制技術應用管理為突破口，加強技術人員專業知識、技術標準的培訓，在儲備大量專業嘗試的基礎上充分發揮PLC控制技術的效果。

4 結語

總之，完善自動化控制技術管理體制、加大自動化科研力度是未來PLC技術重點發展方向，彌補傳統工業發展的技術缺陷。但是PLC技術自身仍存在諸多不足，在實際運用過程中，應全面掌握PLC技術的優勢與不足，制定針對性的優化措施，保障PLC技術的高質量運行，實現PLC技術與電氣工程自動化技術的同步發展。PLC技術的逐步完善，必將成為電氣工程領域的主流技術。

參考文獻

[1] 鮑日洋.淺析PLC技術在電氣工程自動化控制中的應用[J].電子測試，2019（6）：128-129+113.

[2] 彭宏.電氣工程自動化控制中PLC技術的應用[J].山東工業技術，2017（2）：200.

[3] 周燕.基于PLC技術的電氣工程自動化控制設計[J].通信電源技術，2018（2）：153-154+157.

Application of? Electric Engineering Automation Control Based on PLC Technology

ZHAO Fan-zhe， QIN Ying-ge， JIAO Kai， YANG Yong-qi

（Shandong University of? Science and Technology Department of? Electrical Information， Jinan? Shandong? 250031）

Abstract：This paper discusses the brief introduction of PLC technology， analyzes the control function of PLC technology in electrical engineering automation， and studies the development trend of PLC.

Key words：PLC technology; electrical engineering; automation control