PLC技術在工業電氣自動化中的應用

馬茂軍

摘要：PLC技術的廣泛應用對工業生產領域的持續發展而言具有極大的促進作用，時至今日，PLC技術已經成為了工業電氣自動化相關控制系統中的關鍵性技術。本文以PLC技術為主要的研究方向，分析了PLC技術的技術原理、優勢以及具體應用策略，同時闡述了其在電氣自動化領域中的發展前景，望相關研究內容能夠為工業生產領域的持續發展創設一定的參考條件。

關鍵詞：PLC技術工業電氣自動化 優勢 發展

依照現階段工業生產領域的整體發展勢頭而言，有諸多的傳統控制技術已經無法滿足現代工程領域的實際需求，應積極引進新型的技術以及與之相匹配的操作理念。PLC可編程邏輯控制技術具有諸多的應用優勢，如極高的安全性、穩定性與便捷性，在現階段工業電氣自動化控制領域中具有舉重若輕的地位。PLC技術還能夠與互聯網技術、計算機技術、通信技術等多種新興技術達成完美合作，為電氣自動化領域的持續發展創設出了絕佳的條件。

PLC技術概述

PLC技術本質上是一種邏輯控制器，亦可以稱之為可編程性控制器，該技術具有良好的兼容性，能夠協同其他技術共同服務于工業電氣自動化生產，實現智能化工業管控工作。相較于傳統的單片機邏輯控制器而言，PLC技術的操作更加靈活。技術人員可以依照實際需要在PLC中輸入相應的指令運算程序，再由系統將這部分程序指令轉化為數字指令并傳輸到相應的機械設備之上，實現全自動化的現場作業，在降低技術人員作業壓力的基礎上提升了整體工業電氣自動化生產作業的質量與效率。從技術角度而言，PLC技術有機結合了通信技術、互聯網技術以及電力控制技術的多種優勢，不僅簡化了生產線路的操作流程，同時還增強了技術人員操作的安全性。大部分PLC編程系統都是由軟件、硬件控制系統所共同組成，以軟硬件的相互配合共同實現自動化控制。PLC技術起初只能進行簡單的順序控制，但隨著科學技術的不斷發展，其應用范圍已經逐漸延伸至閉環控制、機床控制等各種工業電氣自動化生產作業之中，能夠有效降低企業生產過程中人力、物力、財力等各方面的投入，達成“降本增效”的目標[1]。

PLC應用在工業電氣自動化中的優勢

PLC具備實時響應的特點

輔助繼電器設備是PLC技術中至關重要的組成部分，屬于PLC技術內部的核心功能元件。這種結構可以將既往生產中的節點工作轉變為時間式工作流程，能夠起到減少內部導線連接的作用，能夠最大程度地保障響應的穩定性[2]。同時，相較于傳統的繼電器設備而言，依托于PLC技術開展工作的輔助繼電器設備盡可能地縮減了往返節點的判斷時間，在保障信息傳輸以及響應準確性的同時，提升了整體工業電氣自動化系統的反應速度，落實PLC技術促進生產效率與質量全面提升的美好愿景。

PLC具備安全穩定的特點

PLC技術的出現給工業電氣自動化生產線路帶來了新的轉機，其具有十分優質的抗干擾能力，輕易不會受到外界電磁電場的干擾，在滿足工業生產基本需求的基礎上提升了整體生產環境的安全穩定性與可靠性。PLC技術憑借其優秀的穩定性與安全性，促進了工業電氣自動化生產作業質量與效率的升級。同時，廣大研究人員對PLC技術的不斷科研與創新也在不斷地提升PLC技術的故障監測、排查與處理能力，其穩定性與安全性在未來亦有一定的研究與發展空間。

PLC具備操作便捷的特點

在編譯符號以及梯形圖語言技術的幫扶下，使得PLC技術在整體工業電氣自動化生產過程中的操作十分便捷，只需要通過邏輯運算即可實現多種多樣的程序控制工作。同時，PLC技術還具有極強的易學性，傳統的邏輯控制技術需要操作人員極強的專業性以及較高的理論儲備支撐才能夠進行控制操作。而PLC技術則不同，即使操作人員缺少一定的基礎理論知識與實踐操作經驗，只要經過短期的培訓與引導，也能夠完全掌握使用技巧并且熟練操作。總而言之，PLC技術下的操作指令更加直觀的同時，也更容易被操作者學習、記憶，這不僅能夠有效提升PLC技術的操作效率，還能夠保障操作的安全性，為維護整體工業電氣自動化生產作業的穩定性具有一定幫助。

PLC技術在工業電氣自動化中的具體應用分析

PLC技術在火電中的應用

火電廠是工業生產過程中十分重要的組成部分之一，為了保障工業電氣自動化運行系統的穩定性，PLC技術中運用了順序控制技術去完成各項生產工作。順序控制技術常出現于火電廠中的除渣、除灰系統當中，并且發揮其最大功效，全面地維護生產環境的安全性。

以輸煤控制系統為例，實現輸煤過程的自動化運行是PLC技術在順序控制中的主要功能，PLC技術的存在可以在保障產品輸送質量的情況下提升生產效率[3]。傳統的輸煤控制系統大多采取分層式的網狀結構完成作業，其運輸質量難以保障，但在其應用了PLC技術的情況后即可實現對整體設備的實時監督與管控，如此便能夠保障系統運行的穩定性。再以結合了PLC技術的除塵系統為例，傳統的除塵工作需要相關的工作人員親自到除塵現場進行各項操作與監管工作，具有工作效率低、安全隱患高、監控面狹窄的缺陷。在引用了PLC技術之后，工作人員便可實現在辦公室中遠程操控除塵系統的目標，一方面降低了工作人員的工作量與工作時長，另一方面也能夠有效地提升其監控范圍，以提升工作效率的方式最大程度地維護企業的經濟效益。

PLC技術在閉環控制中的應用

電機控制啟動環節是PLC技術在整個電氣自動化控制過程中應用最廣泛的流程之一，電機啟動系統主要依靠于閉環控制與指紋識別、聲控識別等手動、自動啟動技術的協同作業完成工作。傳統技術支持下的閉環控制系統忽略了對后期設備的關注，使其無法依照自動應用程序的變化去靈活調整運行狀態，不僅無法有效控制整體設備運行的穩定性，甚至可能造成設備故障、系統紊亂等負面影響。以機電設備中的油管壓力為例，當機械長時間運作之后，其內部的油管壓力便會隨著時間的累積而不斷增加，假設當電機內部的油管壓力達到1.0MPa時，就有可能因壓力過強而引發濺射現象，最終導致油管內壁腐蝕程度過高，時刻威脅著電氣作業環境的安全穩定性。得益于PLC技術的升級，使得這一問題能夠得到有效控制。依托于PLC技術的閉環控制程序能夠起到感知油管內部壓力的作用，在其檢測到油管內部壓力超過設定閾值的情況下，就會將自動調測裝置變更為手動調測，同時協同計算機技術，經相關的數據傳輸至工作人員處，提醒其及時進行檢修[4]，從而起到降低設備損耗率、提升生產作業質量、維護生產環境安全性等作用。77A5E70F-01BF-4160-B531-BC9347DEEA74

PLC技術在數控機床中的應用

在既往的工業工廠生產過程中，受到機床工作效率低、運行時間有限、故障發生概率大等問題的限制，導致其生產效率與質量始終無法有效升級。而造成這種情況的主要原因就在于傳統的機床系統大多以繼電器控制系統為主要系統，需要相關的技術人員能夠及時做出調整。PLC技術能夠對機床系統中的軟硬件進行全面性的升級、優化，同時也能夠對機床的運行狀態進行實時監控，以便在發生問題時進行及時的上報與處理。以傳統機床中的氣動系統為例，PLC技術的存在能夠在替代氣動系統開展工作后簡化機床系統的整體結構，達成提升響應效率、降低操作難度的目標[5]。

PLC技術在混合料生產中的應用

混合料生產廣泛應用于各種工業工廠生產過程中，其本質就是對各種生產原料的合成與再加工。在傳統生產過程中想要完成這一工作，通常需要工作人員對有待合成的原料進行詳細檢測，意在細致地篩選出符合工廠生產標準的材料，以保障混合料生產的質量。人工篩選材料的工作效率較低，同時也極易出現漏檢、錯檢的情況，一旦發生問題，就有可能導致整批次混合料的報廢。將PLC技術融入混合料電氣自動化生產工作中，能夠彌補人工檢測中存在的漏洞，起到提升檢驗質量、縮減檢驗時間的作用。具體而言，結合了PLC控制器的混合料原材料自動檢驗程序，能夠精準地篩選出質量與性能符合生產標準的原材料[6]。

PLC技術在邏輯控制工作中的應用

工業電氣自動化生產工作中會涉及控制工作，如流水線自動控制工作、單機控制系統以及群體控制系統等，凡是此類的控制工作都需要依托于PLC邏輯控制技術，才能維持其穩定性與高效性。相較于其他控制系統而言，PLC技術所要編寫的程序較為簡單。基于此，當工業電氣自動化生產系統的邏輯控制關系出現問題時，相關的工作人員只需要依照實際問題去重新在PLC控制系統中編寫、輸入相應的程序指令即可。并且，PLC邏輯控制系統具有十分強悍的邏輯運算能力，因此依托于PLC技術開展的邏輯控制工作通常具有極強的精準度，它的存在對整體邏輯監督、控制工作，甚至生產工作而言皆有一定的積極影響。

PLC技術在電氣開關量控制中的應用

開關量控制素來是我國各大工業工廠生產制造過程中不可或缺的構成部分。以汽車生產加工工業為例，工作人員在對各種生產線的工位進行監管與控制時，就會大量使用到以PLC技術為主的開關量控制系統。其中以中型PLC開關量控制系統為主，總體控制系統中的I/O開關量的控制點數通常保持在300個左右。而繼電器設備的使用效果可以在一定程度上決定開關量控制系統的工作質量，假設工業生產過程中繼電器設備出現問題，那么整體的電氣自動化系統也會陷入停擺的局面之中。這就需要借助PLC可編程技術去完善電氣開關量控制中的作用效果，以保障設備的生產效果能夠控制在合理的范圍之中。由此，在面對繼電器開關控制器的相關問題時，可以采用PLC變成控制技術對其進行全面性的優化處理，以PLC控制系統的穩定性與安全性來保障繼電器的正常使用效果，促進生產工作質量的提升。同時，采用PLC技術的開關量控制器還能夠及時反映繼電器開關的真實運行情況，以便于工作人員對繼電器的監督與管控，在發現問題時能夠及時地采取相關的編程控制，進而升級繼電器開關控制的反應效率。

PLC技術在工業電氣領域中的發展方向

PLC技術高速度、大容量發展方向

高速度、大容量的生產性能是全部工業生產都孜孜以求的設備、系統性能，而應用了PLC技術的工業電氣自動化系統，能夠最大化地發揮其運行與使用價值。現階段，我國的PLC掃描速度已經能夠達到0.1ms/k步左右，同時其儲存量也拓展至了幾十兆字節的程度。目前已經有部分PLC生產商會開始使用磁盤儲存器抑或是硬盤，以達到擴大設備儲存量，提升其運行效率的目的。因此，在工業電氣自動化的未來發展中，PLC技術的運行速度以及容量都需有所進步，方能滿足工業電氣自動化的實際發展需求。

PLC技術超大型、超小型發展方向

現階段，我國市面上的PLC系統設備多以中小型的狀態出現，而為了達到未來工業電氣自動化的實際發展需求，需要PLC系統設備相關研究、生產人員增強對超大型、超小型設備的關注，在保障其運行質量的基礎上加大相關規模設備的生產量，以滿足當下工業電氣自動化生產作業的多元化需求。例如，當前工業生產過程中已經出現了對最高配置I/O點數高達14336點的超大型PLC系統設備的使用需求[7]。工業需求的轉變對于相關科研人員而言不僅僅是其職業生涯中的挑戰，更是推動相關行業進步的機遇，各界應明確PLC技術的發展趨勢，從而制造出如“多CPU協同工作系統”“最小配置I/O點數為8～16點PLC”“大容量儲存器”等系統、設備，進而在推動行業進步的基礎上促進整體社會經濟的持續發展。

PLC技術智能化發展方向

但隨著時代的進步與發展，工業生產也需要有效改革傳統的人工化、機械化作業模式，以滿足當下行業生產過程中自動化、智能化、人性化的需求。PLC在冶金、電力、煤礦等工業生產作業中皆具有不可替代的重要地位，因而其應該依照工業生產需求的變化而調整自身的發展方向。以高速計算模塊、智能化控溫模塊、智能通信、人機協同等智能化PLC模塊為例，其都能夠在一定程度上滿足工業自動化生產過程中安全、穩定、高效的作業需求。因此，相關廠商應增加對智能化PLC模塊的關注程度，不僅積極地對現有的智能化模塊采取優化與升級舉措，還應該增加新PLC智能模塊的研發、設計、生產力度，以此來全面性地提升工業電氣自動化系統的穩定發展。

5結語

依照我國現階段的工業電氣自動化領域發展情況而言，PLC技術的存在能夠輔助電氣自動化體系完成高效生產。PLC技術能夠全面性提升工業生產的安全性、便捷性與智能性，有助于實現工業領域的進一步革新、發展。工作人員應該在學習PLC技術相關先進技術理論的基礎上，不斷地在實際生產環境中總結PLC技術的應用利弊與實踐經驗，以達到優化PLC技術應用，創新生產效率與質量的目標，助力于我國整體工業領域的可持續進步。

參考文獻

[1]袁酉亮.PLC技術在電氣設備自動化控制中的應用研究[J].軟件，2019，40（12）：97-99.

[2]康金濤，蔡其星，駱慧，等.PLC遠程維護控制系統技術分析與設計[J].自動化與儀表，2021，36（12）：19-23，28.

[3]王占貴，霍明明.基于西門子PLC的帶式輸送機輸煤自動控制系統設計[J].煤礦機械，2020，41（3）：15-16.

[4]朱建芳.基于PLC的車載通信設備自動化控制系統設計[J].現代電子技術，2018，41（14）：34-36，40.

[5]王佃超.PLC技術在數控機床電氣控制系統中的應用研究[J].科技資訊，2021，19（32）：45-47.

[6]龐小蘭.PLC在機電一體化生產系統中的應用[J].科技資訊，2020，18（16）：75，77.77A5E70F-01BF-4160-B531-BC9347DEEA74