PLC技術在電氣工程自動化控制中的應用研究

孫秀蘭

[摘? ? 要]隨著信息化時代的到來，我國的智能化水平與自動化水準正在逐漸提升，在此基礎上，PLC技術在電氣工程自動化控制中的應用程度得以逐漸加深。文章分析了PLC技術在電氣工程自動化控制中的應用優勢，并且對PLC技術在電氣自動化控制中的應用進行了研究，期望能夠為電氣設備自動化控制水準的提升提供參考價值，從而為我國電氣行業的長遠發展提供幫助。

[關鍵詞]PLC技術;電氣工程;自動化控制

[中圖分類號]TM76 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）09–00–02

[Abstract]With the advent of the information age， the country's intelligence level and automation level are gradually improving. On this basis， the application of PLC technology in electrical engineering automation control has been gradually deepened. This article analyzes the application advantages of PLC technology in electrical engineering automation control， and studies the application of PLC technology in electrical automation control. It is hoped that through the research of this article， it can provide reference value for the improvement of electrical equipment automation control level， so as to Provide help for the long-term development of my country's electrical industry.

[Keywords]PLC technology; electrical engineering; automation control

現階段，PLC技術在電氣工程中的應用非常廣泛。對電氣工程而言，要想提升生產效率，應該確保內部系統可以做到自動化控制，而應用PLC技術便可以輕松實現自動化目標。因為PLC技術帶有通用性強與便捷性好的優勢，國內多數企業選擇把PLC技術當作電氣工程的主導技術，在此背景下，電氣工程企業的技術人員需要關注PLC技術的發展，同時需要對PLC技術的應用進行深入研究。

1 PLC技術和PLC技術的系統構成

1.1 對PLC技術進行分析

對傳統型的機電設備系統而言，繼電器是其關鍵構成部分。繼電器的特點是它的電磁干擾很強，在信號傳輸階段出現的電流很大，設備周圍擁有很強的電磁場，有一定概率會嚴重干擾系統的電磁信號傳輸工作。舉例說明，存在電磁繼電器的磁場有一定概率會和機電設備周邊的高壓線路的磁場發生重疊，由此出現加強區域，不但會使磁場的輻射范圍出現明顯擴大，而且會嚴重影響機電設備的系統。使用PLC技術的機電設備能夠利用輸入方式與輸出方式使電磁信號干擾得到降低，從而避免出現接觸不良問題。

傳統型機電設備在編程程序方面通常比較復雜，它的內部運行機制的脈絡具有復雜特點，經驗程序及系統程序處于交叉運行狀態。傳統機電不但具有編程程序比較復雜的特點，還需要對海量數據信息進行存儲與處理，不但會增加技術操作者在操作時的難度，而且還使電機運行效率很難提升。如果機電設備使用了PLC技術，它的編程會比較簡單，而且在計算機技術與互聯網技術的輔助下，能夠遠程操控機電設備，能夠最大限度地提升管理人員及技術人員操縱機電系統的水平。應用程序在使用PLC技術之后能夠自行識別各種信號及各種程序，能夠防止出現操作人員多次輸入系統運行的指令的問題。舉例說明，對傳統機電設備來說，操作人員需要利用USB接口對其控制系統完成編程操作與輸入指令操作。利用PLC自動識別技術機電設備能夠對指令進行主動識別，而且能夠主動驅動對應的端口。

1.2 對PLC技術架構進行分析

對PLC技術系統來說，其主要架構包含終端處理器部分、交換器部分、存儲器部分、傳輸設備部分、電源系統部分。PLC技術系統在工作時的流程如下：數據在被終端處理器處理之后，傳輸設備會加密設備數據，并且把數據傳輸到交換器中，加密數據能夠在交換器之中完成解密，再按照指令傳輸到存儲器之中，從而完成收集信息操作、處理信息操作、傳輸信息操作、分析信息操作、存儲信息操作。

系統指令是未經加密的明文，會在傳輸設備之中利用二進制來完成加密數據工作。在二進制背景下，傳輸設備能夠把自行收集的信息轉化為0與1構成的數字代碼，在完成壓縮之后再進行傳輸，加密主體與解密主體變成0與1構成的多個字符串。PLC系統在利用二進制完成加密之后，交換機設備就能夠對收集的信息與指令進行自行識別與處理，從而使之后的信息加工需要及信息處理需要得到滿足。

存儲器能夠對大量數據進行高速存儲，從而符合系統在調取數據、傳輸數據、分析數據方面的需要。

信息系統需要依靠電源系統支持，電源系統能夠確保PLC系統可以正常運行，而且能夠按照機電設備的控制系統在運行方面的需求與具體的運行狀態來主動對電流的強度進行調節，從而為系統的平穩運行提供保障。舉例說明，如果系統長時間處在高壓運行的狀態中或者監測出發生了電流異常的狀況，在此背景下，對電源系統來說，其自動保護機制便能夠自行開啟，并且利用將電源切斷與提出警報的方式使安全事故的出現概率得到降低，而且系統擁有對異常數據的分析報告進行上傳的功能，技術人員能夠利用此功能盡快將有效的解決方案提出。

2 PLC技術在電氣工程的自動化控制的應用優勢

2.1 通用性強，方便使用

PLC技術的通用性很強，它的編程語言在具體操作方面較為簡單，相關人員不必對專業計算機知識進行全方位掌握，而且開發時間比較短，現場調試過程很方便，能夠為技術人員的具體操作提供便利。而且能夠在不對硬件進行拆動的前提下，按照具體狀況及需要利用互聯網完成對控制方案的更改，可以方便技術人員在現場按照實際狀況對程序進行修改。PLC技術具有軟件功能，利用軟件功能可以使安裝工作的強度降低，使相關人員在工作時的負擔和壓力得到緩解。利用其軟件功能可以替代繼電器控制系統的部分器件，減少流程，可以使電氣設備在生產方面的效率提升，可以使PLC產品做到標準化生產和標準化發展。此外，PLC產品的體積較小，方便人們進行使用和操作。

2.2 抗干擾能力強，使用時非常可靠

使用PLC的軟件功能可以替代繼電器控制系統的部分器件，可以降低接線工作的難度，可以減少線路故障出現的次數。PLC技術的抗干擾能力很強，而且比較可靠，應用PLC技術對電氣工程的自動化控制來說，可以使電氣設備在運行方面的能力有所提高，即使在生產現場也可以確保硬件及軟件在正常的狀態下運行，由于PLC技術自身的優勢非常突出，其在電氣工程的自動化控制中的應用范圍正在不斷擴大。

3 應用在電氣工程自動化控制的PLC技術

對電氣自動化領域來說，高效且智能的PLC技術的應用范圍正在逐漸擴大。PLC技術在電氣工程的自動化控制的應用可以被劃分為開關量、閉環、順序控制三方面，其具體應用狀況如下。

3.1 PLC技術的開關量控制

在繼電器控制系統當中，以往的電氣工程自動化設備內部的線路十分復雜，運維人員不得不投入很多時間精力來完成梳理工作，此工作具有復雜程度高與工作量大的特點。此外，在運維工作時間過長的影響下，電氣設備在運行時的效率會受到不小的限制，在嚴重情況下，企業的生產經營活動也會受此影響[1]。

PLC控制系統能夠利用對開關量進行控制的功能來實時監測系統在運行時的狀況，能夠最大限度地緩解相關工作人員在工作時的壓力，使機電設備在運行時能夠更加穩定。它的實際工作原理如下：開關量控制能夠實時監測系統運行時的狀態，按照監測所得的狀況來自動控制電流的大小，而且在設備保持在平穩運行的狀態時，開關量將會處在低檔狀態，而如果設備系統的運行狀態為高功率狀態，特別是在設備系統的具體運行功率大于機電設備的限定功率的狀態下，對開關量進行控制的系統將會充分發揮其調節功能，利用跳轉到輔助電源的方法來達到增加系統額定電壓的目的。

PLC技術的開關量控制系統不但具有自我故障診斷功能，而且具有修復功能，能夠監控系統所有部分在運行時的狀況，會在預判險情的情況下發出預警提示，并對問題進行自動調整與自動修復。開關量控制系統能夠對已出現的故障進行細致的記錄與分析，運維人員會在固定的時間分析與梳理故障信息，這樣做能夠防止機電設備在之后的運行中發生同樣的故障。總之，PLC控制系統能夠有效支撐運維機電設備的工作，其預警隱患的功能、故障出現時做出快速反應的機制、故障出現之后進行數據分析的功能，都可以使電氣自動化控制系統的故障出現概率得到有效降低。在電氣工程自動化控制中應用PLC技術能夠起到非常重要的作用[2]。

3.2 PLC技術的閉環控制

與電機啟動系統相關聯的技術數量眾多，主要有聲控技術、遙感技術、生物識別技術，上述技術有一定的概率會使電機啟動所用的時間縮短，其優勢還包括操作便捷，不過在之后的運行階段，這些技術容易在狀態感知方面與狀態調控方面存在問題。

PLC閉環控制系統通常會應用至電機啟動系統，能夠降低異常情況發生的概率，包括液壓方面、轉速方面及電流調控方面。舉例說明，如果電機長期位于高壓運行的狀態下，它的內部油管與電路受到的壓力會逐漸加大，假如油管的內部壓力超過1.0 MPa，其液壓油會有很高的概率出現濺射，使油管內部遭受腐蝕的隱患加大。而在使用了PLC技術閉環控制程序之后，能夠有效防止這種情況出現，閉環控制程序能夠監測有關內部的壓力，并且能夠按照感應器傳達的數據來分析設備的壓力狀況，從而實現對調測開關的控制。即便其液壓狀態大于正常范圍，自動控制系統能夠利用特別指定的操作使液壓的壓力得到減少，而且再次操作的前提是壓力處在正常范圍之后。此外，PLC技術閉環控制系統能夠對轉子運行效率及轉子溫度進行有效監測，不僅擁有平衡轉速功能，還擁有平衡溫度功能。例如，電機轉速增加能夠使其散熱功能減弱，在高速運轉轉子導致電機溫度大于正常值或者電機長時間保持在高溫狀態的情況下，設備的保險裝置會有很高的可能出現損壞問題，如果情況較輕，會對電機在運行時的效率造成不利影響，如果情況較重，會使電機損毀。

3.3 PLC技術的順序控制

一般來說，PLC能夠在電氣工程的自動化系統的順序控制中起到至關重要的作用，能夠使自動化控制系統在運行時的效率與流暢程度得到有效提高。以火力發電廠為例，在其應用以往的電氣系統的過程中，有一定的概率會出現燃燒物和不容易分解或者不容易排除的雜質。出于將以上問題解決的目的，火力發電廠的員工應該使用風機鼓風的方式來集中這些物質。隨后利用人工方式來處置它們。此種方式不但效率較低，而且很難達到理想的效果，此外，發電廠的工作環境比較惡劣，對工作人員的安全與健康十分不利。在對PLC技術加以應用之后，傳感器系統能夠檢測發電時出現的燃燒物和雜質，之后通過對應的程序來自行統一處置燃燒物和雜質。因此，在發電廠生產經營時使用PLC控制系統，能夠盡快消除燃燒物和雜質對系統運行安全的影響，而且對發電廠向著環保和節能型發電廠的轉型很有幫助。

4 結束語

總而言之，將擁有可靠與操作簡便特點的PLC技術應用至電氣工程的自動化控制，此技術可以利用優化內部控制系統的方式保障系統的正常運行，使得電氣設備的內部控制系統得到優化和提升。PLC技術可以按照一定的原理與方法對電氣控制系統的硬件和軟件進行不斷完善，進而在運作數控系統時實現對數控自動化控制系統的設置，能夠使國家的電氣自動化在應用時的水準得到全面提升。

參考文獻

[1] 陳吉平.PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的運用分析[J].現代制造技術與裝備，2021，57（2）：181，186.

[2] 唐無忌，巫中藝，吳啟航，等.電氣工程自動化控制中PLC技術的應用探究[J].信息記錄材料，2021，22（2）：87-88.