PLC技術(shù)在電氣自動化控制中的運用

楊曉東

摘要：電氣設(shè)備自動化控制集數(shù)學(xué)基礎(chǔ)理論、自動控制理論和反饋理論為一體，主要通過一定設(shè)備控制特定對象。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，PLC技術(shù)實現(xiàn)了突破，在工業(yè)自動化進程中發(fā)揮了重要作用。實際應(yīng)用中應(yīng)將PLC技術(shù)與電氣設(shè)備進行融合，并以電氣設(shè)備自動化控制為切入點，全面促進電氣行業(yè)的自動化和智能化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);電氣自動化;運用

1PLC技術(shù)的發(fā)展過程

隨著社會科技水平的不斷提升，通過繼電器、接觸器以及開關(guān)觸點等部件的有效組合，形成了一定的固定控制系統(tǒng)，從而可以通過串聯(lián)、并聯(lián)以及互鎖等多種連接形式構(gòu)成各器件之間的邏輯關(guān)系，實現(xiàn)對電路系統(tǒng)的遠程控制。PLC技術(shù)在20世紀(jì)初期便通過多種零部件的有效邏輯組合，實現(xiàn)了通過小電流控制大電流的操作，為其后期的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。此后，為了更好地適應(yīng)社會生產(chǎn)形勢的發(fā)展，傳統(tǒng)的遠程控制系統(tǒng)中的繼電器、開關(guān)熔斷器等實現(xiàn)了進一步的發(fā)展，逐漸形成了時間繼電器、熱繼電器以及限位開關(guān)等器件，有效地彌補了簡單接線無法滿足具體控制的缺陷。但是，隨著人們對遠程控制系統(tǒng)要求的不斷提升，傳統(tǒng)的控制體系的精確度、反應(yīng)速度以及自身工作的形式都已經(jīng)無法適應(yīng)人們的需求。因此，控制系統(tǒng)本身的一些缺點也逐漸開始顯現(xiàn)，比如，其成本性較高、連通性有所欠缺，同時檢修也存在著一定的困難等。

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，人們開始將電氣控制系統(tǒng)與計算機技術(shù)相結(jié)合，從而發(fā)展形成了可編程邏輯控制器，改變了傳統(tǒng)的繼電接觸器的控制形式。到了20世紀(jì)末期，多種技術(shù)不斷發(fā)展，如計算機技術(shù)、微電子技術(shù)以及大數(shù)據(jù)技術(shù)等，都促進了可編程控制器的不斷升級，其主要的控制元件也實現(xiàn)了極大的改善，從而幫助可編程控制器的控制能力、數(shù)據(jù)傳輸水平以及遠程輸入輸出效率都實現(xiàn)了極大的提升。

2PLC技術(shù)的功能特性

2.1通用性

PLC技術(shù)的通用性在于能夠滿足不同工業(yè)環(huán)境的要求，在運用過程中與其相對應(yīng)的裝置設(shè)備比較齊全，即針對不同的控制對象需求可有不同的裝置配備。在PLC應(yīng)用過程中，操控設(shè)備的人與機器高度配合，相應(yīng)的通信設(shè)備良好應(yīng)用，才能順利完成相關(guān)控制工作，使操作變得更加簡單。PLC技術(shù)的通用性使其在電氣自動化控制中的擁有較高的工作效率。

2.2可靠性

PLC采用集中采樣、集中輸出的工作方式，使得集成電路技術(shù)獲得了應(yīng)用。PLC應(yīng)用期間，它具有運行速度快、集成密度大、智能化程度高以及故障發(fā)生概率低等特性，能夠使系統(tǒng)工程有較強的抗干擾能力。在PLC的采樣周期中，能夠?qū)⑺械妮斎胄盘栆煌x入。在整個程序處理過程中，PLC系統(tǒng)能夠與外界隔絕，這是其運行可靠的根本所在。

3PLC技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用

3.1PLC技術(shù)在順序控制過程中的有效應(yīng)用

在電氣工程自動化控制過程中有效應(yīng)用PLC技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)整個順序控制的有效完善和發(fā)展。當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)過程中，PLC技術(shù)已經(jīng)成為順序控制器工作的主要支撐技術(shù)手段，是一種非常常見的工序控制應(yīng)用形式。在順序控制過程中，一般都會采用分層式的控制形式，通過主站控制模塊以及自動控制模塊等多種模塊的協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)，最終實現(xiàn)整個工具的自動化控制。比如，在火力發(fā)電廠的設(shè)備工作過程中，能夠通過PLC技術(shù)實現(xiàn)整個發(fā)電過程中爐渣和飛灰的有效處理，同時還能夠通過良好的遠程控制以及現(xiàn)場傳感控制等，建立整個控制的一體化形式，有效地減輕電氣運行的負擔(dān)，提高順序控制的穩(wěn)定性。

3.2應(yīng)用于開關(guān)量控制

PLC技術(shù)應(yīng)用于電氣工程的開關(guān)量控制時，是以可編程存儲器的形式實現(xiàn)對繼電器動作的控制，進而契合用戶的應(yīng)用要求。相關(guān)應(yīng)用中，如果采用人工控制操作會浪費人力資源，而采用PLC技術(shù)控制能優(yōu)化系統(tǒng)功能，同時減少了人力資源的浪費。PLC既能夠應(yīng)用在單臺設(shè)備控制上，又能夠應(yīng)用在多臺設(shè)備的群控和生產(chǎn)自動化流水線上。例如，印刷機、組合機床、電鍍流水線以及注塑機等都應(yīng)用了PLC技術(shù)。PLC取代傳統(tǒng)的繼電器電路，能夠?qū)崿F(xiàn)順序控制和邏輯控制，從而使電氣設(shè)備的運行更加標(biāo)準(zhǔn)化。PLC技術(shù)應(yīng)用于自動開關(guān)控制，可使所編輯信息符合電氣操作需求，保證電氣系統(tǒng)的安全可靠運行。此外，PLC技術(shù)能夠縮短繼電器響應(yīng)時間，從而達到節(jié)約時間、助力生產(chǎn)效益增長的目的。

3.3閉環(huán)控制

在PLC技術(shù)的應(yīng)用背景下，借助模擬量可以完成電氣設(shè)備系統(tǒng)的閉環(huán)控制。基于PLC模擬閉環(huán)系統(tǒng)，可圍繞被控量的各項指標(biāo)變化，如設(shè)備流量、壓力、速度、溫度等主要元件的控制量，實現(xiàn)有針對性的控制。其中，變頻器和電控閥是閉環(huán)控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)。在這個閉環(huán)過程中，需要與監(jiān)控系統(tǒng)配合，實現(xiàn)對外部受控量數(shù)據(jù)的技術(shù)捕獲。同時，將獲取的設(shè)備運行狀態(tài)信號傳輸至設(shè)備集中處理中心，并將其信號轉(zhuǎn)換為直流電流和直流電壓信號。系統(tǒng)使用PID控制模塊將轉(zhuǎn)換后的信號重新轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。此時，數(shù)字量已傳輸至電氣設(shè)備控制中心，電氣設(shè)備控制中心可在系統(tǒng)編程的作用下判斷數(shù)字量，并根據(jù)判斷結(jié)果發(fā)出設(shè)備操作指令，從而實現(xiàn)PLC技術(shù)下電氣設(shè)備的閉環(huán)控制。目前，電氣設(shè)備自動控制系統(tǒng)多采用泵啟動方式，主要包括就地手動啟動、自動啟動和現(xiàn)場控制箱手動啟動。其中，自動啟動最為先進，但操作難度較大。在PLC技術(shù)的作用下，實現(xiàn)控制系統(tǒng)與自動啟動的有效集成，形成現(xiàn)代電氣設(shè)備新的控制模式，實現(xiàn)PLC技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)的補充和優(yōu)化。在新的控制模式下，閉環(huán)控制可以實現(xiàn)系統(tǒng)安全可靠的改造，有效彌補了傳統(tǒng)自動啟動的缺陷，大大提高了工作效率，為電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定運行打下了堅實的基礎(chǔ)。

3.4加強技術(shù)培訓(xùn)，建立專業(yè)化人員隊伍

任何技術(shù)想要實現(xiàn)穩(wěn)定快速的發(fā)展，都要有充足的人才支撐，因此，在今后的PLC技術(shù)發(fā)展過程中，我國可以加強對技術(shù)人員的培訓(xùn)，通過結(jié)合電氣工程自動化控制的具體應(yīng)用要求，不斷培養(yǎng)工作人員的理論水平和實際操作能力。同時，還可以更好地建設(shè)學(xué)習(xí)途徑，幫助相關(guān)的技術(shù)人員能夠及時了解PLC技術(shù)最新的發(fā)展方式，掌握更多的前沿技術(shù)信息，增強技術(shù)人員的知識儲備水平，為其技術(shù)能力及操作能力的提升創(chuàng)建更好的環(huán)境。在人才隊伍建設(shè)的過程中，可以堅持培訓(xùn)與教育相統(tǒng)一的建設(shè)原則，首先，可以充分利用我國良好的教育資源，在大學(xué)教育過程中進行有效的理論知識傳輸，使得更多的專業(yè)性人才能夠通過接受更加有針對性的教育，提升整體的理論應(yīng)用水平，同時還要加強實際操作能力的培訓(xùn)，相關(guān)工作單位可以更好地利用自身的工作環(huán)境條件，給予專業(yè)性人才更好的實踐發(fā)展空間，使得其自身的操作水平能夠得到快速的提升，進而為進一步的發(fā)展提供良好的幫助。

3.5集中控制

PLC技術(shù)具有自動監(jiān)控功能，因此電氣設(shè)備的自動控制可以在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)電氣設(shè)備的集中控制。借助于PLC技術(shù)，可以將不同的電氣設(shè)備有效地連接起來，形成電氣設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的上下文，從而關(guān)系到電氣設(shè)備的狀態(tài)，實現(xiàn)整體集中控制。統(tǒng)一集中控制并不意味著完全消除單個設(shè)備的單獨控制，而是基于網(wǎng)絡(luò)化電氣設(shè)備的上下文，實現(xiàn)整體和單個的單獨控制，從而優(yōu)化電氣設(shè)備系統(tǒng)的工作量。集中控制主要應(yīng)用于勞動力消耗大、工藝復(fù)雜的電氣工程。例如，集儲煤設(shè)備、收集設(shè)備、轉(zhuǎn)運機、輸送帶和帶式輸送機為一體的煤礦企業(yè)，涉及到大量的手動控制操作，而傳統(tǒng)的繼電器無法實現(xiàn)設(shè)備的零故障連接。

結(jié)論

在PLC技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展過程中，應(yīng)該適應(yīng)時代發(fā)展，大力開展電氣自動化控制技術(shù)在日常工作、生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。在電氣自動化控制中應(yīng)用PLC，為相關(guān)生產(chǎn)創(chuàng)造了極高的經(jīng)濟價值。此外，它在順序控制、開關(guān)量控制、閉環(huán)控制以及數(shù)控系統(tǒng)控制中的應(yīng)用，極大提升了工作效率。

參考文獻：

[1]呂博，張旭東，趙德強.電氣工程自動化控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用探究[J].通訊世界，2017（7）：202-203.

[2]李陸遙，郭曉宇.試論電氣工程自動化控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用[J].裝飾裝修天地，2019（10）：248.