PLC技術(shù)在電氣工程及其自動化控制中的應(yīng)用研究

鄧積東

摘要：隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，其在電氣工程及其自動化控制中的應(yīng)用也更加廣泛，本文將從PLC的技術(shù)運行原理和應(yīng)用優(yōu)勢開始闡述，分析其在電氣工程自動化中對數(shù)據(jù)控制、閉環(huán)控制、開關(guān)量控制和順序控制中具體運用研究，僅供參考。

關(guān)鍵詞：PLC;電氣工程;自動化

引言：現(xiàn)階段，我國的PLC技術(shù)應(yīng)用水平已經(jīng)逐步趨于成熟，在電氣工程自動化中的運用也是必然的趨勢，而且PLC技術(shù)在電氣工程中有著無與倫比的優(yōu)勢和無可限量的前景，讓無數(shù)研究人員對其的實踐應(yīng)用、拓展研究投入前所未有的激情，實現(xiàn)PLC技術(shù)在電氣化工程及其自動化控制中的充分運用，進(jìn)一步發(fā)揚(yáng)其優(yōu)點。

1PLC技術(shù)概述

1.1運行原理

PLC是一種專業(yè)應(yīng)用于工業(yè)的計算機(jī)，全稱是可編程控制器。它是由四個部分組成，分別是CPU運算和控制中心（由控制器、運算器和寄存器組成）、存儲器（分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶存儲器）、輸入/輸出接口（由輸入接口、輸出接口和用來輸入/輸出模擬電流信號和高速脈沖信號的特殊結(jié)構(gòu)組成）、編程器（分為手持編程器和通過RS232口與計算機(jī)相連，通過鍵盤直接編程）。

其工作過程分為三個階段，分別是：輸入采樣、用戶執(zhí)行、輸出刷新。執(zhí)行完三個階段就完成一個掃描周期，在其基礎(chǔ)運行的期間，就是以一定的掃描周期執(zhí)行這三個階段，如此循環(huán)往復(fù)，直至停止運行。

1.2應(yīng)用優(yōu)勢

PLC技術(shù)在電氣工程及其自動化控制中的應(yīng)用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在三個方面。首先，它具有較強(qiáng)的通用性，編程語言簡單，學(xué)習(xí)及開發(fā)時間短，現(xiàn)場調(diào)試簡易，便于技術(shù)人員的實踐操作。在實際運用過程中，需要更改程序或方案，可以不需要拆裝硬件，降低工作強(qiáng)度。PLC產(chǎn)品的體積普遍偏小，便于攜帶和使用。其次，PLC的內(nèi)部電路采用了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的的可靠性。PLC自身的軟件功能可以代替繼電器控制中的某些元件，降低接線數(shù)量，同時也就降低了線路故障發(fā)生率[1]。最后，PLC的使用領(lǐng)域幾乎滲透到了位置控制、溫度控制、CNC控制等各種工業(yè)控制中，還有其通訊及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，讓PLC極其容易組成各種各樣的控制系統(tǒng)。

2PLC技術(shù)在電氣工程自動化的具體應(yīng)用

2.1數(shù)據(jù)控制

由于PLC主要用于現(xiàn)場控制，所以采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)是一項非常重要的功能。將PLC與計算機(jī)相連接就可以實現(xiàn)對PLC進(jìn)行終端數(shù)據(jù)采集與控制，實時自動地為電氣工程管理部門提供及時真實的數(shù)據(jù)，并且能對大數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總與分析處理，讓管理層與執(zhí)行層的信息交流無障礙，下達(dá)準(zhǔn)確的操作及維護(hù)指令，從而降低了運維的成本。PLC還有另外一個特點是自檢信號多，可以利用其特點實現(xiàn)白診斷式監(jiān)控，減少系統(tǒng)的故障，提高可靠性。由于PLC遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控的普及，對數(shù)據(jù)傳輸保存的保密性和安全性儼然成了一個不可回避的問題，我們在充分利用其便利和優(yōu)勢的同時，也要加強(qiáng)數(shù)據(jù)信息的標(biāo)準(zhǔn)化管理。

2.2閉環(huán)控制

PLC閉環(huán)控制是指根據(jù)控制對象的輸出反饋來進(jìn)行校正的控制方式，它是在測量實際與計劃發(fā)生偏差時，按定額或者標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行糾偏的，整個工作過程形成了一個完整的閉環(huán)。在這個閉環(huán)運行過程中，很容易受到反饋機(jī)制的影響，在啟動電氣系統(tǒng)時，要做好數(shù)據(jù)的錄入和修正工作，確保信息的有序輸出，保證其輸出效果。在控制系統(tǒng)中應(yīng)用自動化技術(shù)進(jìn)行控制，對現(xiàn)場控制箱的啟閉、手動啟閉和自動啟閉等各個種類的電機(jī)啟閉進(jìn)行科學(xué)的自動化控制，滿足其程序運轉(zhuǎn)的合理性需求。由于閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)自動控制，并且具備很強(qiáng)的靈活性和高效性，因此，在電氣工程領(lǐng)域及其他各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，并獲得了良好的應(yīng)用效果。

2.3開關(guān)量控制

PLC的開關(guān)量控制是指在電氣控制過程中PLC的輸入與輸出。開關(guān)有兩種狀態(tài)：接通和閉合。基于PLC技術(shù)對開關(guān)量的控制步驟為：根據(jù)控制功能，讓其輸入信號和輸出信號間建立起邏輯函數(shù)關(guān)系并實現(xiàn)其函數(shù)關(guān)系，編寫控制指令、作出I/O分配，得到相應(yīng)的梯形圖。PLC根據(jù)編寫的控制指令實現(xiàn)邏輯開關(guān)有效開啟和閉合。PLC的開關(guān)量控制通過編輯信息存儲系統(tǒng)，使其更好地融入虛擬電機(jī)的運行，其應(yīng)用在我國電氣工程自動化過程中優(yōu)勢更為突出。隨著PLC的數(shù)據(jù)處理功能越來越強(qiáng)大，對于邏輯問題某些時候使用數(shù)據(jù)處理指令比單純的邏輯指令造作要簡單，但是大部分的邏輯設(shè)計很難直接使用到與數(shù)據(jù)處理相關(guān)的PLC程序中，這也是PLC控制中有待突破的一環(huán)。

2.4順序控制

PLC順序控制是指按照預(yù)先規(guī)定的順序，在各個輸入信號指令作用下，在其運行過程中各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動而有序進(jìn)行操作。順序控制作為較常用的自動化控制程序，主要由主程序模塊和功能模塊組成。PLC技術(shù)具有強(qiáng)大的順序器自動化智能化控制功能，其操作避開了出現(xiàn)重復(fù)性操作的步驟，簡化了操作流程，減少了時間損耗，從而有效地保證了自動化系統(tǒng)的可靠性和高效性[2]。

2.5未來發(fā)展

PLC技術(shù)是20世紀(jì)60年代開始誕生與發(fā)展，至今使用已有60多年的歷史，它憑著通透性強(qiáng)、可靠性高、適應(yīng)惡劣的環(huán)境，操作簡單，易學(xué)易用，成本少體積小等一系列優(yōu)勢，廣泛運用于各個行業(yè)的控制系統(tǒng)，尤其是在自動化領(lǐng)域，它已成為加工業(yè)自動化的三大支柱之一，運用的前景將是無可限量的，未來的PLC技術(shù)為滿足社會科技水平提出的高要求，在適應(yīng)其高強(qiáng)度高精度的工業(yè)水平中更加精準(zhǔn)安全和可靠，并且與各個信息平臺的交流更加智能化，朝著更小、更快、更強(qiáng)、更好地方向不斷努力著。

結(jié)論：自從PLC技術(shù)在電氣工程及其自動化控制中得到充分應(yīng)用后，電氣工程行業(yè)得到了質(zhì)的飛躍，在其使用過程中，要科學(xué)、合理地運用適宜的技術(shù)方案，制定好其安全管理制度，讓PLC的技術(shù)在電氣工程自動化控制工作中得到更好、更快的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]于兆磊.PLC技術(shù)在電氣自動化控制中的運用[J].中國設(shè)備工程，2021（1）：227-229.

[2]陳吉平.PLC技術(shù)在電氣工程及其自動化控制中的運用分析[J].現(xiàn)代制造技，2021（2）：181-186.

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