電氣工程及其自動(dòng)化控制理論探析

劉宙

[中圖分類號(hào)] TP273;TM76

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號(hào)]2095-6487 （2021） 02-0106-02Discussion on Electrical Engineering and Automation Control Theory of PLC Technology

Liu Zhou

[ Abstract] Electrical engineering automation control is widely used in all levels of society. PLC technology is the core technology of electricalengineering control. Based on PLC technology， electrical engineering can be more reliable and efhcient in the operation process. Through in-depth researchand discussion of PLC technology， it can provide strong support for the improvement of electrical engineering control ability.

[ Keywords] PLC technology; electrical engineering; automatic control; system operation

PLC技術(shù)對(duì)電氣工程的全而控制具有顯著的作用，利用PLC技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，可以使電氣工程運(yùn)行過程能夠被全面有效地控制，并基于程序編輯和調(diào)整來提高電氣工程運(yùn)行靈活性，提高電氣工程領(lǐng)域的發(fā)展動(dòng)力，并能夠基于PLC技術(shù)模塊完成各種作業(yè)任務(wù)。通過PLC技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化中的順序控制、開關(guān)控制、閉環(huán)控制、數(shù)據(jù)控制、集中控制以及分散控制。

1 PLC技術(shù)概述

1.1 PLC技術(shù)原理

PLC技術(shù)是一種基于電子邏輯控制原理的技術(shù)方式，PLC技術(shù)目前在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用非常廣泛。PLC技術(shù)以邏輯控制器為基礎(chǔ)，通過建立邏輯程序指令來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制狀態(tài)下的電氣設(shè)備運(yùn)行。PLC技術(shù)的控制指令是通過邏輯運(yùn)算器來應(yīng)用，在電子元器件形成的功能結(jié)構(gòu)中，將電氣工程自動(dòng)化控制所需要的各種指令進(jìn)行設(shè)計(jì)與存儲(chǔ)。PLC技術(shù)能夠在各條邏輯指令中建立一個(gè)序列，在電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)按照既定的順序調(diào)取這些指令，這些指令可以基于電子元器件形成數(shù)據(jù)傳輸鏈路，電氣工程中的各個(gè)設(shè)備內(nèi)部具有預(yù)先設(shè)定的接收裝置，當(dāng)接收裝置受到基于PLC技術(shù)的指令后，就可以自動(dòng)操作電氣設(shè)備完成生產(chǎn)運(yùn)行。PLC技術(shù)形成的邏輯指令信號(hào)是電力工程自動(dòng)化控制的基礎(chǔ)，在電氣運(yùn)行中可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)工作。電氣工程控制過程中，PLC技術(shù)通過指令傳輸完成對(duì)電動(dòng)機(jī)、變頻器的控制，使電氣系統(tǒng)可以有序運(yùn)行。應(yīng)用PLC技術(shù)時(shí)，可以通過電氣系統(tǒng)的控制面板進(jìn)行指令修改，控制面板可以為電氣系統(tǒng)控制人員提供人機(jī)交互界而，基于控制面板可以進(jìn)行程序編輯、參數(shù)設(shè)定等，這樣可以對(duì)邏輯控制器中存儲(chǔ)的指令予以增減和調(diào)整，使其能夠按照電氣系統(tǒng)控制要求完成既定的任務(wù)。

1.2 PLC技術(shù)特征

PLC技術(shù)之所以能夠在電氣工程領(lǐng)域有著如此廣泛地應(yīng)用，主要是由于PLC技術(shù)具有非常顯著的自動(dòng)化控制優(yōu)勢(shì)特征。PLC技術(shù)的通用性特征，使得這種控制技術(shù)能夠被應(yīng)用于不同的電氣系統(tǒng)運(yùn)行過程中。電氣工程系統(tǒng)的自動(dòng)控制任務(wù)在不同運(yùn)行環(huán)境中，往往有不同的需求。PLC技術(shù)可以按照電氣運(yùn)行的具體要求進(jìn)行靈活的程序編輯，并基于邏輯控制器和存儲(chǔ)器來進(jìn)行相應(yīng)的程序響應(yīng)和支持。當(dāng)電氣系統(tǒng)需要完成新的任務(wù)時(shí)，傳統(tǒng)的電氣工程繼電器就會(huì)難以進(jìn)行技術(shù)調(diào)整和支持，除非進(jìn)行繼電器更換，這樣會(huì)增加運(yùn)行成本。而PLC技術(shù)則可以在使用原有邏輯控制器的前提下，僅僅通過重新編寫和輸入新任務(wù)的程序，就可以起到新的控制效果。PLC技術(shù)應(yīng)用過程中具有顯著的可靠性特征，PLC技術(shù)的邏輯指令一經(jīng)完成，除非技術(shù)人員主動(dòng)予以更改，否則就會(huì)不斷地執(zhí)行下去，因此在PLC技術(shù)的電氣工程自動(dòng)化控制中，運(yùn)行指令控制效果非常穩(wěn)定。此外，PLC技術(shù)具有良好的自檢功能，電就是在程序指令運(yùn)行過程中，實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)反饋和對(duì)比，如果程序指令與最終的電氣系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果存在偏差，PLC技術(shù)就會(huì)進(jìn)行自動(dòng)問題診斷，對(duì)于邏輯性指令錯(cuò)誤予以及時(shí)糾錯(cuò)，從而能夠最大限度地維護(hù)電氣系統(tǒng)的安全有效運(yùn)行。PLC技術(shù)還具有良好的適應(yīng)性特點(diǎn)，這種技術(shù)可以應(yīng)用于各種不同的電氣運(yùn)行環(huán)境，即便是環(huán)境條件較為惡劣，PLC技術(shù)也能夠安全穩(wěn)定地執(zhí)行相應(yīng)的邏輯控制程序。目前的電氣工程土要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，而這種環(huán)境中極易出現(xiàn)各種因素干擾，PLC技術(shù)自身性質(zhì)能夠有效對(duì)抗這些干擾，如電磁波干擾等。PLC技術(shù)在應(yīng)用中易于維護(hù)，這土要是由于PLC技術(shù)使用方而較為簡(jiǎn)單，只要邏輯控制器保存完好，并且正確編輯邏輯控制程序，電氣工程自動(dòng)化控制目標(biāo)就可以實(shí)現(xiàn)，在日常維護(hù)中主要是通過監(jiān)測(cè)和檢查來有效維護(hù)PLC技術(shù)的實(shí)施。2 PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的應(yīng)用途徑

2.1 電氣工程順序控制中應(yīng)用PLC技術(shù)

PLC技術(shù)在電氣工程運(yùn)行中，可以被應(yīng)用于順序控制方面。順序控制一般為具有較強(qiáng)邏輯順序的一組指令，按照電氣工程要求以此來控制相關(guān)的電氣設(shè)備，進(jìn)而能夠高效地完成一整套工作內(nèi)容。順序控制過程中，PLC技術(shù)可以形成多步控制目標(biāo)的整合，電就是基于PLC技術(shù)來設(shè)計(jì)程序指令，這些程序指令的輸出是按照嚴(yán)格順序的，程序之間具有較強(qiáng)的銜接性，當(dāng)一條程序執(zhí)行完畢后，只有與其具備順序聯(lián)系的程序才會(huì)被電氣系統(tǒng)調(diào)用和執(zhí)行。PLC技術(shù)的順序控制功能，一般應(yīng)用于對(duì)邏輯步驟要求極為嚴(yán)格的電氣工程領(lǐng)域。如電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，需要對(duì)電力系統(tǒng)電壓進(jìn)行輸變電調(diào)配，才能被輸出至相應(yīng)的線路中。利用PLC技術(shù)可以建立起一個(gè)電氣自動(dòng)控制流程，基于邏輯指令存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，來進(jìn)行多步驟的程序輸出控制。利用PLC技術(shù)可以加強(qiáng)對(duì)電氣系統(tǒng)運(yùn)行過程的監(jiān)控，一旦具體環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障問題后，可以基于邏輯順序快速找到故障點(diǎn)，這就使得順序控制成為電氣運(yùn)行的重要保障和基礎(chǔ)。

2.2 電氣工程開關(guān)控制中應(yīng)用PLC技術(shù)

電氣工程自動(dòng)化控制中，要對(duì)整個(gè)電氣系統(tǒng)實(shí)施有效地控制，就要基于指令信號(hào)進(jìn)行開關(guān)控制。基于PLC技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)開啟和關(guān)閉的指令執(zhí)行，也就是能夠提高電氣系統(tǒng)運(yùn)行效率。電氣系統(tǒng)運(yùn)行中，由于很多任務(wù)之間具有間隔性，如果沒有一個(gè)靈敏的開關(guān)控制，就會(huì)造成在無作業(yè)狀態(tài)下的電氣工程系統(tǒng)空轉(zhuǎn)，不僅浪費(fèi)了能耗，同時(shí)也增加了電氣系統(tǒng)的不必要磨損。在PLC技術(shù)支持下，開關(guān)功能可以通過程序編輯來實(shí)現(xiàn)，程序中會(huì)增加對(duì)電氣系統(tǒng)運(yùn)行的。同時(shí)判斷程序，當(dāng)電氣系統(tǒng)中沒有作業(yè)任務(wù)時(shí)，關(guān)閉功能的程序就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行跳轉(zhuǎn)運(yùn)行，也就是從邏輯存儲(chǔ)器中進(jìn)行調(diào)取，此時(shí)電氣系統(tǒng)就可以停止運(yùn)行。當(dāng)電氣系統(tǒng)中開始有作業(yè)任務(wù)時(shí)，開啟功能的程序就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行跳轉(zhuǎn)運(yùn)行，也就是從邏輯存儲(chǔ)器中進(jìn)行調(diào)取，此時(shí)電氣系統(tǒng)就可以自動(dòng)運(yùn)行。開關(guān)控制讓電氣工程運(yùn)行更為合理，降低能耗的同時(shí)延長(zhǎng)系統(tǒng)壽命。

2.3 電氣工程閉環(huán)控制中應(yīng)用PLC技術(shù)

電氣系統(tǒng)運(yùn)行過程中，由于會(huì)遇到一些特殊情況，需要采用手動(dòng)方式進(jìn)行控制，因此就需要電氣工程自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)中，基于PLC技術(shù)進(jìn)行雙重控制模式下的閉環(huán)控制操作，將手動(dòng)控制與自動(dòng)控制進(jìn)行關(guān)聯(lián)。PLC技術(shù)方式下的控制模式改變，需要保證電氣系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，不能因?yàn)楦目刂品绞皆斐上到y(tǒng)運(yùn)行停止，這就需要基于閉環(huán)控制方式，將控制方式進(jìn)行無縫銜接。PLC技術(shù)可以穩(wěn)定維持不同控制狀態(tài)下的電氣工程運(yùn)行，如電氣系統(tǒng)中各種設(shè)備運(yùn)行速率、電氣壓力等，都可以基于PLC技術(shù)來維持，直至控制模式更換完畢。PLC技術(shù)閉環(huán)控制中，土要利用動(dòng)力泵裝置，在動(dòng)力泵運(yùn)行過程中輸入！實(shí)踐延續(xù)指令，動(dòng)力泵可以在運(yùn)行中來判斷指令情況，進(jìn)而自動(dòng)轉(zhuǎn)變控制運(yùn)行或者停止等。

2.4 電氣工程數(shù)據(jù)控制中應(yīng)用PLC技術(shù)

電氣工程自動(dòng)化控制過程中，會(huì)基于PLC技術(shù)產(chǎn)生一系列的指令，這些指令會(huì)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)形式進(jìn)行傳輸，因此PLC技術(shù)可以很好地運(yùn)用于電氣系統(tǒng)數(shù)據(jù)控制當(dāng)中。數(shù)據(jù)是一種基于電子元件和程序編輯產(chǎn)生的控制單元，人量數(shù)據(jù)根據(jù)一定的編輯規(guī)則形成指令或者電氣系統(tǒng)運(yùn)行信息，這些數(shù)據(jù)的控制也是電氣工程功能實(shí)現(xiàn)的基本控制。在PLC技術(shù)應(yīng)用中，數(shù)據(jù)控制電可以基于控制原理劃分為統(tǒng)計(jì)控制或者數(shù)字控制。通過對(duì)各種數(shù)據(jù)的控制，可以完成數(shù)據(jù)指令的形成、修改等，同時(shí)在電氣系統(tǒng)運(yùn)行中，PLC技術(shù)可以高效傳輸數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以更好地發(fā)揮其作用，如基于數(shù)據(jù)控制進(jìn)行電氣系統(tǒng)運(yùn)行I監(jiān)控、故障分析、作業(yè)任務(wù)執(zhí)行等。

2.5 電氣工程集中控制中應(yīng)用PLC技術(shù)

電氣工程運(yùn)行過程中，需要對(duì)多個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一集中的控制，利用PLC技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)這種集中控制H的。PLC技術(shù)具有良好的數(shù)據(jù)交互性質(zhì)，能夠在電氣子系統(tǒng)之間建立一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)子系統(tǒng)可以單獨(dú)設(shè)置PLC技術(shù)支持下的邏輯編輯控制器，但在電氣工程總系統(tǒng)中，可以設(shè)置一個(gè)能夠集中控制各個(gè)子編輯器的裝置。如無須進(jìn)行集中控制時(shí)，各個(gè)子電氣系統(tǒng)會(huì)獨(dú)立完成相應(yīng)的任務(wù)，而當(dāng)需要在同一指令下完成電氣工程作業(yè)任務(wù)時(shí)，總系統(tǒng)的PLC程序就會(huì)下達(dá)到各個(gè)子系統(tǒng)的邏輯存儲(chǔ)器當(dāng)中，并實(shí)現(xiàn)指令上的優(yōu)先執(zhí)行。基于PLC技術(shù)集中控制功能，可以使電氣系統(tǒng)各條運(yùn)行線路實(shí)現(xiàn)高度的統(tǒng)一調(diào)度和運(yùn)行。

2.6 電氣工程分散控制中應(yīng)用PLC技術(shù)

電氣工程自動(dòng)化控制過程中，會(huì)出現(xiàn)多個(gè)程序模式共同執(zhí)行的情況，這就需要利用PLC技術(shù)的分散控制功能，通過將一個(gè)電氣工程整體進(jìn)行分割處理。電氣系統(tǒng)所而對(duì)的作業(yè)任務(wù)較多，并且這些作業(yè)任務(wù)不具有同質(zhì)性時(shí)，就需要在一個(gè)統(tǒng)一的電氣系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行功能劃分，按照具體的電氣系統(tǒng)作業(yè)內(nèi)容進(jìn)行分散控制。PLC技術(shù)既具有集中性，又具有分散性，可以適用于不同的電氣工程控制需求。在分散控制過程中，使用PLC技術(shù)進(jìn)行多個(gè)邏輯編輯器和存儲(chǔ)囂設(shè)置，在每個(gè)子系統(tǒng)中進(jìn)行獨(dú)立的作業(yè)運(yùn)行。由于PLC技術(shù)可以支持不同的任務(wù)，因此各個(gè)子系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)相互影響的情況。在分散控制狀態(tài)下，電氣工程能夠發(fā)揮更加靈活的效果，可以有助于電氣運(yùn)行的分別管理。在PLC技術(shù)支持下，電氣工程可以被應(yīng)用于不同方而，只需要進(jìn)行獨(dú)立的程序編輯和存儲(chǔ)即可，為電氣工程領(lǐng)域發(fā)展和完善奠定了基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語

PLC技術(shù)是一種先進(jìn)的電氣工程控制技術(shù)，通過使用PLC技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)的全而操控和監(jiān)督。PLC技術(shù)結(jié)合電子元器件，可以進(jìn)行自由靈活的邏輯程序編輯，這些邏輯程序存儲(chǔ)于電氣系統(tǒng)當(dāng)中，在電氣系統(tǒng)運(yùn)行過程中被調(diào)用，從而完成各種任務(wù)。PLC技術(shù)帶給電氣工程領(lǐng)域極強(qiáng)的支持力度，隨著PLC技術(shù)日趨完善和優(yōu)化，必將推動(dòng)電氣自動(dòng)化控制的快速發(fā)展。

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