基于PLC機電一體化技術在電氣自動化中的應用

王軼群 張超

摘要：進入21世紀以來，在科技革新和經濟發展的驅動下，我國電氣自動化系統運行水平不斷提高，這得益于PLC機電一體化技術的發展和廣泛使用，PLC技術就是可編程控制系統，是當前電氣自動化工程中常用的控制系統。本文對PLC機電一體化技術在電氣自動化中的應用展開探討，僅供參考。

關鍵詞：機電一體化;PLC;電氣自動化;一體化

進入21世紀以來，在科技革新和經濟發展的驅動下，我國電氣工程自動化得到長足發展，隨著產業升級和技術迭代的頻率加快，行業對電氣工程自動化技術的研究也在不斷深入，結合PLC技術在電氣工程自動化控制中的合理應用，有助于促進電氣工程的快速發展，以及有助于推動電氣工程邁向自動化方向的發展道路，從而有效提升電氣設備的運行速度。

1PLC機電一體化概述

1.1PLC工作原理概述

在PLC的基本框架中，主要的組成部分有三個，第一是宏單元，第二是可編程形式的連線，第三是I/O輸入輸出模塊。在PLC技術中，宏單元屬于最基本的一個模塊，它所起到的是CPU作用，可實現最基本的邏輯控制。可編程形式的連線主要的作用是將信息在宏單元之間傳遞。I/O模塊的主要功能是對電氣的輸入和輸出特征進行控制。在PLC的具體應用過程中，其工作可以按照四個階段進行劃分。第一階段是內部處理，在這一階段中，主要是對可編程形式的控制器進行檢查，主要有內部硬件功能檢查、運行情況檢查、監控定時器是否能夠正常復位檢查等。第二階段是通信服務，在這一階段，控制器需要和其他形式的智能裝置之間相互通信，以此來響應編程器的鍵入命令，同時也需要進行顯示內容的更新。第三是輸入和輸出處理，在這一階段，控制器會將一切外部輸入電路接通狀態和斷開狀態輸入到映射寄存器內。第四階段是程序執行，在這一階段中，輸入到映射寄存器里的狀態通常不會因外部輸入信號發生變化而變化，所以在輸入信號發生變化的情況下，新狀態僅僅會在下個響應周期內的輸入處理這一階段才可以被讀入。

1.2電氣自動化設備中PLC控制的特點

正是由于PLC控制系統有傳統繼電器不具備的邏輯并且具有良好的安全性和可靠性優點，因此在電氣自動化設備中廣泛應用，此外，此技術的應用還有助于優化操作結構來實現設備運行成本的降低。具體地說，電氣自動化設備中PLC控制的特點：第一，具有反應迅速的特點。通過PLC中繼電器核心構件的應用可以節省其內部的部分導線，因此可以節省繼電器運行中的節點時間，同時也可以忽略返回系數，充分發揮其在數據處理中的優勢。第二，具有較高安全性的特點。通過PLC控制系統在電氣自動化設備中的應用，可以有效提升此類設備的抗干擾能力，保證其在復雜運行環境中具有較高的安全性和可靠性，保證此類設備的順利運行。第三，具有操作便捷的特點。由于PLC指令比較簡單且具有較強的直觀性，便于電氣自動化設備操作人員進行快捷操作，而且對操作人員的技術能力要求比較低。

2PLC控制技術在電氣自動化中的應用分析

2.1順序控制

隨著電氣自動化設備運轉時間越來越長，其系統能耗也會越來越大，經濟效益則會相應降低。隨著生態問題的日益嚴峻，在電氣設備的使用過程中，對其自動化控制要求也在不斷提升。電氣設備的自動化控制方式主要包括開關量控制以及順序控制兩種。順序控制過程中應用PLC技術，可有效優化電氣設備原有的繼電器控制方式，實現對電氣設備的單獨控制，從而防止由于控制順序混亂、控制反應時間過長而導致的各種運行問題。例如，當對人機接口的主站層以及遠程IQ站進行控制時，PLC技術可通過現象傳感器對站點進行優化控制，從而實現對電氣設備的自動化控制。這種控制方式，不僅能夠提升對電氣設備的控制效率，還可使得電氣設備的操作更加便捷[1]。

2.2開關量控制

在電氣工程自動化控制的過程中，為了減少不必要的工作程序，可以將PLC技術應用于其中并且建立相對應的編程工作，實現工程的虛擬運行，并且采用實踐的方式發現電氣工程在推進過程中存在的故障以及漏洞并展開修補優化。例如在實驗的過程中經常出現的問題是電氣系統的繼電器在通電之后存在反應時間過長，間接證明了繼電器在電氣工程系統推進的過程中一旦發生短路，那么會不受控制，一旦遇到這種情況，可以將PLC技術應用于其中對于這一部分的數據展開全面地分析，并且提出相對應的改善措施。通過將自動切換系統與控制系統進行結合也能夠有效改善電氣系統推進過程中由于短路出現反應慢的情況，同時提高電氣系統運行的質量以及效率[2]。

2.3自動切換控制

PLC控制系統在具體的應用中，除了能夠實現電氣自動化設備的自動切換控制外，還能在充分滿足電氣自動化設備運行標準和要求的基礎上，盡可能達到其他相關操作的標準和規范，從而不斷地增強電氣自動化設備的運行性能。例如：通過將自動投入方式應用到PLC控制系統內部電源中，可以自動控制相關指令和程序。同時，也可以充分利用電氣自動化設備相關信號，確保PLC控制系統內部電源能夠自動啟動和關閉，為實現電源開關的自動化切換控制，保證PLC控制系統操作的規范性和標準性提供有力的保障。因此，這種模式的應用受到了業內人士的廣泛支持和青睞。

2.4閉環控制

閉環控制主要指的是輸出信息進行有效處理后再返回到處理開端環節，這個流程就形成了閉環，通過對閉環控制主要特點的認真分析和研究，反饋機制對閉環控制具有非常強烈的影響。當電氣系統開始啟動的時候，按照系統程序運行要求將各類數據信息進行有序、高效的輸出，經過二次輸出后做好各類數據錄入工作，然后，為了達到預期的輸出效果，需要對各類數據進行有效修正。閉環控制在工業生產中起到至關重要的應用效果，主要是因為閉環系統具備了一定的靈活性與高效性，這也是閉環系統所具備的重要優勢，所以使閉環控制在工業生產中得到了廣泛的應用，而且專業技術人員能夠根據閉環系統所具備的特點等實際情況及時對系統進行合理的調整，能夠有效保障系統的穩定運行[3]。

3PLC電氣自動化控制未來發展方向

隨著科學技術的不斷發展，未來PLC技術會向著連續生產過程控制方向發展，完成越來越雜亂的操控使命、開展工程設計的自動化和智能化。一是能夠適應向小型化個性化發展的需要，使PLC系統的體積更小、速度更快，性價比更高。二是向速度快、容量大、技術成熟的方向發展。為了使PLC技術逐漸適應各個領域，近幾年開發了很多新的模塊和組件并應用在了PLC中，如智能輸入輸出模塊、溫度自動控制模塊、故障快速檢測模塊等，新型模塊應用，可以大大提升PLC技術穩定性。隨著人們對數據信息和傳輸需求的不斷變化，多種編程語言的共存和互補是PLC的一大發展趨勢，相信隨著科技的發展，PLC變成語言的順序功能語言、指令語言、圖形語言等功能會不斷豐富和完善，向更加先進的方向發展。

結語

綜上所述，為了充分利用和發揮PLC控制系統的應用價值，提高電氣設備的自動化水平，相關領域技術人員在應用PLC控制系統的過程中，還需要強化PLC技術應用分析，結合實際情況加強PLC技術創新與應用，充分發揮PLC技術優勢，創造更高的經濟效益。

參考文獻：

[1]肖鋒.PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的應用[J].電子技術與軟件工程，2020（17）：115-116.

[2]張鐸，郭仲堯.PLC技術在電氣設備自動化控制中的應用[J].現代工業經濟和信息化，2020，10（08）：70-71.

[3]李洪波.智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用探討[J].南方農機，2020，51（16）：168-169.

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