PLC技術在電氣自動化控制中應用相關問題的思考

花 冬，王承坤

對于PLC技術來講，其本身便是一種可編程控制技術，目前來看具備著較強的安全性、維修快捷以及操作簡便等諸多優勢，除此之外，此項技術可以有效降低程序控制成本，并且能夠提高電氣工程控制方面的智能化程度，所以現階段在工業領域的應用極為廣泛。但在將其應用于電氣自動化控制領域的過程中，仍有一定的問題存在，為確保PLC的高效運用，有必要對這些問題做出探討，并針對合理運用PLC技術做出分析。

1 PLC技術分析

1.1 PLC的概念

對于PLC而言，主要指的是一種可編程邏輯控制器，其屬于專門為工業生產而設計的一種數字運算操作電子系統。PLC當中包含著一種可編程存儲器，主要用于存儲以及執行多項指令。例如：一是邏輯預算，二是順序控制，三是定時，四是計數，五是算數運算等一系列操作指令。其主要借助數字式或者是模擬式的輸入以及輸出來有效控制現階段各類機械設備或者是實際生產過程。其基本結構具體如下：

首先，硬件結構。在實際開展PLC設計工作時，可以依照各功能的差異性，將其有效劃分為各種功能模塊，具體如下：

一是，外部開關信號有效送入PLC當中的“開關量輸入模塊”。

二是，PLC自身輸出開關量控制信號方面的“開關量輸出模塊”。

三是，CPU、RAM以及ROM等一系列相關部分構成的“CPU模塊”。

四是，提供給各個模塊運行時所需電源的“電源模塊”。

五是，各個模塊彼此之間互相連接需要用到的各總線，即“總線基板”也可以稱之為基架。

六是，模擬量輸入信號方面的主要接口，也就是“模擬量輸入模塊”。與之相對應的還有一個“模擬量輸出模塊”。

七是，通訊模塊，主要包括：232、485、BUS以及以太網等。其次，軟件結構。主要可以分為以下兩大程序：

一個是監控程序，其屬于PLC必須要具備的一個程序，一般裝在ROM當中，通常包括以下幾個部分：一是管理程序，主要負責運行管理、內部自檢以及生成用戶元件等。二是，用戶指令解釋程序，其主要負責將梯形程序有效轉換為計算機碼，然后移交內存，最終交給CPU來順利完成各種控制工作。三是標準程序模塊。主要供系統調用，通常情況下PLC當中會設置非常多獨立的標準程序塊，這些程序塊每塊都能夠完成一個功能，例如：特殊運算以及輸入輸出刷新功能等，這些程序塊的多少，一般決定著PLC自身功能的多樣性以及性能的強弱。

另一個為用戶程序，主要指的是用來實現各種控制的一個程序。一般對同一臺PLC設備，差異化的對象，往往能夠寫出不同的相應用戶程序。具體用戶程序種類包括：一是梯形圖，二是指令表，三是高級語言，例如：“BASIC”等。

1.2 PLC工作原理及其特點

首先，原理。當PLC處于運行狀態時，其整個工作原理，通常可以分為三個主要階段，也就是輸入采樣階段、用戶執行階段以及輸出刷新階段。PLC完成三個階段的有效運行被稱之為一個掃描周期。同時在整個運行期間，PLC當中的CPU能夠依照一定的掃描速度不斷地重復執行這三個階段。

其次，PLC功能特點。一是良好的可靠性。因為現階段的PLC基本上都是應用單片微型計算機，所以其集成度非常高，同時其具備著保護電路還有自我診斷功能，因此，能夠顯著提高系統的可靠性。二是編程相對較為簡單。PLC的編程一般都是繼電器控制梯形圖還有命令語句。因為梯形圖相對較為形象直觀并且較為簡單，所以非常容易掌握，同時操作也極為方便，通常即便不具備計算機專業知識，也能夠開展編程操作。三是組態靈活。對于PLC來講，其采用的是積木式結構，所以用戶能夠簡單地進行組合，從而可以靈活有效地改變控制系統的相應功能以及規模，這也使其能夠適用于任何控制系統。四是安裝方便。相較于計算機系統來講，PLC在實際安裝過程中并不需要一個專用機房，同時也不需要開展各種較為嚴格的屏蔽措施。通常情況下僅需將檢測器件與一系列執行機構以及PLC當中的I/O端子進行正確連接，便能夠開展正常工作。

2 現階段PLC技術在電氣自動化控制中的應用相關問題研究

2.1 存在操作人員專業素質不夠高的問題

近幾年，PLC技術在實際發展進步的過程中，陸續加載了一系列新興技術，例如：現代網絡技術、通信技術以及計算機技術等等，這使得PLC技術開始呈現出一定的復雜性，對相應的操作人員自身的專業素質、技術能力以及知識結構等也就有了相對較高的要求，必須要能夠綜合利用各類知識以及技術才可以切實做好PLC的編程工作。但是現階段大多數PLC技術操作人員實際上綜合素質還有待提升，這使得其對PLC技術并沒有充分做到高效合理的運用。

2.2 存在技術問題

現階段,實際在電氣自動化當中運用PLC技術過程中,仍然存在著各種各樣的技術性問題.例如:在對消防系統進行控制的過程中,怎樣切實實現消防系統方面的自動化報警以及應急處理或者是怎樣提高系統靈敏度等,都屬于一個急需解決的技術性問題。

2.3 存在抗干擾性相對較低的問題

工作環境相對較為惡劣，屬于PLC實際運行過程中的一個重要特點。對于一個全面的PLC系統而言，無論是信號采集工作，還是對一系列數據信息開展處理工作，都要有相應的電子技術進行支持，因此PLC技術往往對電子技術有著非常大的依賴性。而對于電子技術而言，其比較容易受到一些外界因素以及條件的影響，如：電磁干擾等，從而難以持續有效地穩定運行，這就決定了在實際應用PLC技術的過程中，其實際抗干擾能力相對較弱，需要進一步進行提升。

2.4 存在設計問題

現階段在實際運用PLC技術時，同樣還存在著軟件設計單位與相應的需求單位之間并沒有開展深入有效交流的問題。這使得部分設計單位實際上在開展設計工作時，并沒有充分了解和掌握需求商的具體需求，導致設計出來的PLC系統具體應用效果無法滿足實際要求，這對于PLC技術的推廣以及應用都產生了一定的不利影響。

3 針對電氣自動化控制中PLC技術應用的優化策略研究

3.1 注重具有一定針對性地合理開展PLC設計工作

近幾年，科學技術的不斷發展，使得我國智慧城市建設得到了大量技術支持，同時電氣自動化控制系統的應用也為工業生產創造了更多的可靠性能，在這種背景下，實際應用PLC技術的過程中，作為相關工作人員，需要充分認清不同工業類型以及不同企業之間存在的相應差異性，要保證能夠結合這些差異性合理地設計以及應用PLC技術，以此來確保此項技術的應用能夠更好地滿足相關企業或者是行業的實際需求。應注重站在技術要求、產品結構以及人員還有能源消耗等多個方面來對PLC技術做出持續優化，不斷提高控制質量，確保此項技術在市場當中能夠擁有良好的適應性。如此不但能夠獲取到更好的推廣以及應用空間，并且可以為我國工業系統不斷向好發展提供良好的推動力。

3.2 注重合理優化開關量

在實際運用PLC技術來對電氣工程自動化進行控制時，因為此項技術主要是借助編程存儲器有效參與到相應的繼電器運行當中的，所以對電氣工程開關量方面有著較為特殊的要求。這就強調相關工作人員需要在實際運用PLC技術時，加大對開關量方面的優化力度。對此可以從以下幾點著手：

一是，應注重做好短路保護工作，盡可能地提升保護強度以及擴大保護范圍，對于具體操作來講，相關工作人員可以通過加裝智能電流感應裝置以及智能電壓控制裝置等，來進一步增強電路保護效果，這樣不但能夠促使繼電器可以更為平穩高效的運行，并且能夠確保PLC技術可以正常地發揮各項功能。

二是，相關工作人員還需要注意切實做好硬件設備方面的更新換代工作，要能夠緊隨時代發展要求，充分了解行業尖端動態，科學合理地利用一系列智能電網技術的相應發展成果，切實有效地將電氣自動切換系統以及PLC技術兩者之間做出有機融合，這樣不但可以更好地滿足自動化控制系統方面的轉換要求，同時還可以提高整個系統的實際反應速度以及運行效率，并且能夠實現開關量方面的優化。

3.3 注重優化控制順序

對于順序控制來講，屬于PLC技術當中的一個核心功能，主要指的是依照生產工藝等提前設定相應的順序，然后在各個輸入信號的有效作用下，再結合內部的狀態以及時間的順序，在實際的生產過程中，一系列執行機構可以自動地并且有秩序地開展相關操作。通過運用PLC技術可以顯著提高生產操作的穩定性以及安全性，有助于減少人員工作量，從而提高企業生產效率和質量。現階段，隨著市場需求的持續變化，使得工業生產當中的各個領域內用到的電氣設備類型也在變得越發多樣化，這也直接導致不同設備呈現出來的具體工業流程也越發多樣，對于這種情況來講，想要確保電氣自動化控制的有效性以及合理性，便要求相關工作人員在實際運用PLC技術過程中應高度關注以下幾點內容：

一是在PLC技術當中需要進一步提升以及發揮智能傳感的價值和作用，應該以智能制造以及工業互聯網等作為主要突破口，不斷地借助新技術以及新設備等來持續優化和提升控制效果，例如：可以在現有系統當中有效添加一些智能傳感設備，這樣可以讓PLC系統在實際運行過程中可以對具體生產情況有一個更為全面的了解和掌握，如此不但方便日后工作的有效開展，并且有助于相關編程或者是維護人員借助這些傳感設備得到的數據更有針對性地對系統做出合理調整。

二是應注重持續提高PLC技術方面的遠程控制效果，這樣能夠為順序控制的高效開展提供充足的保障。對此相關人員可以借助網絡信息技術時代背景下產生的云計算技術以及物聯網技術等來開展對電氣自動化控制方面的遠程實時把控，有助于促使順序控制更好地滿足現代工業生產的一系列現實需要。

3.4 注重加大對抗干擾能力提升的研究力度

電氣自動化中實際運用PLC技術過程中，干擾能夠對其實際應用效果產生很大的影響，所以相關工作人員需要加大PLC技術抗干擾能力的研究力度。對此，可以從以下幾點著手：

一是相關企業應該高度重視對市場需求變化的調研工作，應該在充分調研PLC干擾問題以及抗干擾需求的基礎上，積極組織內部工作人員以及相關領域當中的一些專家學者等共同開展研究和討論活動，主要以“PLC技術抗干擾能力”為核心內容，不斷加大企業、政府以及高校還有社會之間的協作力度，積極分享各類優質技術資源，盡可能地集中力量來解決相關問題，同時對現有案例開展深入有效的分析，不斷加大科研投入，使得科研團隊以及工作人員能夠得到經濟上的支持，進而加快研究速度以及提高研究成效。

二是相關企業應注重做好培訓教育工作，針對企業內部現有的PLC技術人員開展定期的培訓工作，并且組織其積極開展PLC技術抗干擾性方面的探究活動。

三是作為設計人員應該注重根據用戶的實際需求來合理設計PLC系統，要保證具備一定的差異性，盡可能地提高針對性，同時結合用戶需求來不斷地尋找和探索干擾成因以及具體解決辦法，這樣可以結合實際更有針對性地強化PLC抗干擾能力，有助于現有技術實現快速有效的升級改造。

4 PLC技術在電氣自動化控制中的應用分析

4.1 在道路系統測控方面的應用

對于PLC技術來講，其最大的一個特點便是具備著非常強的環境適應能力同時在PLC技術當中還擁有著定時功能，對于這種功能來講，其對道路系統測控方面可以發揮出重要作用。

例如：在交通信號燈當中應用PLC技術能夠取得更為良好的信號控制效果，并且PLC技術能夠對眾多路燈開展同時控制工作，所以比較適用于一些道路通口相對較多的交叉位置。具體應用原理主要為自動控制器能夠借助定時功能有效地對各道路當中的信號燈開展科學合理的編排以及組成，同時還可以實現在無人管理的狀態下24小時自動進行控制，其能夠促使信號燈轉換時間方面更為科學合理。

4.2 在工廠除灰系統中的應用

現代民眾對于環境污染問題的重視程度越來越高，在這種背景下國家層面也開始陸續推出一系列環保政策以及相關法規，以此來促進經濟與環境之間的協調發展，確保人們的身體健康。這使得國內很多煤電企業開始高度重視環保以及廢棄物再利用。為了能夠高效利用剩下的粉煤灰，使得氣力除灰系統得到了廣泛應用。而在這個過程中，以往較為傳統的不斷輸煤系統以及除灰系統使用的繼電器邏輯電路控制的模式逐漸被淘汰，陸續地開始應用以PLC為主的順序控制系統。其一般包括：一是送風機，二是收灰風機，三是加熱器，四是倉泵，五是氣化風機，六是卸灰裝置，七是管道壓力器，八是布袋除塵器等。相對較為復雜的輸入以及輸出控制結構主要有：一是二次儀表，二是PLC，三是主控柜，四是傳感器等部分組成，能夠分為操作員站還有下位機控制器兩個主要部分。對于此系統而言，基本上都是借助模塊化編程以及設計，其最大的好處是便于修改，在具體應用過程中，如果覺得功能相對較多，只需要去掉對應的模塊便可以簡化功能，反之增加一個模塊便可以進一步豐富功能。如此一來便能夠結合市場實際情況，合理有效地對現場除灰系統做出調整。

4.3 在消防系統中的應用

近幾年在電氣自動化應用領域不斷擴大的背景下，使得PLC技術在消防系統當中也開始得到更為廣泛的應用。通過在消防系統當中合理應用此項技術，能夠避免因為人為管理失誤而引發的設備故障問題。例如：借助PLC能夠有效地對消防水泵的時間進行高效控制，可以對泵組的啟動時間進行合理設置，同時借助巡視檢查功能來對開關做出有效控制以及轉換。一般情況下，消防泵能夠在自動狀態下快速地將開關有效轉換到相應的巡檢狀態，同時還可以在沒有消防用水的前提下自動確定設備的具體啟動時間，而且還能夠對設備的巡檢周期開展自動化調整，從而達到自動巡檢的目的。

5 結語

綜上所述，在科學技術不斷發展進步的背景下，近幾年PLC技術在電氣自動化領域的應用越發廣泛，其顯著提高了電氣自動化控制能力以及智能化水平，促進了工業生產效率以及質量不斷提升。文章先是簡要分析了PLC技術，同時針對現階段電氣自動化中對PLC技術應用存在的相關問題做出了探討，并基于此提出了解決相關問題的策略。以此來提高PLC技術應用水平，推動工業生產不斷向好發展。