PLC技術在電氣工程自動化控制中的應用研究

劉文波，劉文濤

（1.山東省商河縣應急管理局，山東 濟南 251600；2.濟南市大眾報業集團，山東 濟南 250014）

現如今，電氣工程行業備受人們的關注，提高電氣自動化控制水平成為當前迫在眉睫的發展要求，因而企業需要積極引進相關先進技術，從而確保電氣自動化控制系統平穩運行。其中，PLC技術憑借其自動化程度高、控制效率穩定等優勢被廣泛應用在電氣工程行業中，并為其發展作出了巨大貢獻，有效保障企業生產經營等相關活動的高效展開。

1 PLC技術的概述

1.1 概念

PLC技術，全稱可編程序控制器，采取一類可編程的存儲器，利用其內部微處理器，通過與互聯網等信息化、自動化水平高的技術相結合（通信技術、計算機技術、自動控制技術等），從而將其應用到工業的各個領域中進行相關控制的一種技術裝置。PLC技術研發初期是準備應用于電氣工程自動化領域中，但由于受到各種因素影響，在20世紀70年代這項技術被應用于汽車工業制造中，并且取得了較好的應用效果。隨著經濟發展、科技進步，促使PLC技術應用范圍逐漸擴大，被應用于商業、電氣工程等領域中，技術自動化水平更高。從PLC系統組成來看，主要由電源、CPU、通信模塊、接口電路、功能模塊等組成，除了系統輸入輸出端口，其余僅需軟件便可實現連接。在PLC技術應用過程中，如果電氣自動化控制要求標準發生變化，工作人員只需修改系統程序便可實現最新的控制要求，從而為電氣工程自動化控制帶來便利條件。

1.2 特征

由于PLC技術是繼電控制器、計算機技術等集成，具有其他控制器無法比擬的技術優勢，現已成為我國現代工業發展的驅動力，并被廣泛應用在我國工業生產領域中，比如，能源化工、機械制造、交通通信等方面。

第一，反應速度快。PLC技術在工業生產領域中發揮重要作用，其主要原因是PLC技術應用輔助繼電器來實現快速反應，這一裝置能夠幫助PLC簡化電氣工程自動化控制節點，以此來節省時間，并能夠加快對自動化控制系統內各項內容的處理速度，從而提升電氣自動化控制系統的整體運行速度。第二，安全性高。這一特點主要體現在其抗干擾能力方面，有效規避外界干擾因素，實現電氣自動化控制系統整體運行的穩定性。但在電氣工程建設中，自動化控制設備規模擴大、數量增多的前提下，需要不斷完善相應技術確保其運行安全。第三，操作簡單。相比其他控制器，PLC技術在人機操作方面更為簡單便捷，工作人員通過正確操控PLC系統及配套設備，有效提高電氣工程建設中的自動化水平，并且工作人員不需要在PLC操作界面上消耗大量時間和精力，便可輕松完成指令輸入，從而保障電氣自動化控制系統的穩定運行。

2 PLC技術在電氣自動化領域中的應用

2.1 順序控制

在電氣自動化系統運行中，隨著系統長時間不間斷運行，其能量消耗也會隨之提升。相比傳統技術，PLC技術應用廣泛的重要因素之一就是其可以對系統運轉順序進行控制，從而使得這一問題得到有效解決。具體而言，就是在電氣工程自動化控制過程中，PLC技術能夠根據不同情況下所出現的具體問題采取針對性措施進行解決處理。如果電氣工程自動化控制系統出現問題停止運行時，PLC技術便會直接啟動相應的防控措施，察覺自動化系統運行故障問題，從而確保系統運行安全穩定，有效避免電氣工程自動化控制過程中造成的損失。在這種控制技術應用模式下，不但實現了自動化設備運行的單獨控制，促進設備控制部位模塊化發展，更能提高系統控制的靈敏度、元件運行的順序性，避免電氣化設備出現控制順序紊亂等問題。例如，PLC技術應用，對人機接口主站、遠程站點進行獨立控制，可以借助傳感器結構來優化各個控制站點，并且利用PLC系統操控總臺設備，實現電氣工程自動化控制效率的整體提升。

2.2 開關量

PLC技術應用下所采用的可編程控制器，實質上屬于一種虛擬的繼電器，并以其自身優勢逐漸取替了以往的傳統繼電器裝置。這是由于傳統繼電器裝置運行速度較慢，如果電氣工程自動化控制系統發生短路等故障問題時，繼電裝置無法及時做出相關應急處理，比如，將短路信息傳遞給中樞管理系統，或者無法判斷短路問題具體發生點等，如此一來，就給電氣工程自動化系統運行帶來了極大的負面影響，嚴重時甚至會帶來巨額經濟損失。基于此，PLC技術得以有效引進，其主要目的是利用PLC技術控制電氣工程中數量龐大的開關裝置，借助順序控制、邏輯操控等實現整個流水線中自動化設備的高效運轉，從而達到提升工業生產效率的目的。在這一過程中，開關量邏輯關系的控制是PLC技術在電氣工程自動化控制中的重要功能，既要實現自動化控制系統運行穩定，還要確保工業生產加工過程中的安全高效，并為其自動化控制系統故障排查奠定堅實基礎。例如，PLC技術應用，在工業生產流水線系統發生故障時，技術人員可依據PLC系統顯示故障預警，及其所提供的故障數據信息，便于其快速定位故障發生位置，做好故障排查、消除工作，從而提升電氣工程自動化控制系統整體運行的穩定性。

2.3 數控系統

在電氣工程自動化系統運行中，PLC技術應用效果主要體現在大量數據的采集、分析和應用方面。其中，數控系統是PLC技術的核心內容，與PLC技術應用效果、未來擴充幅度密切關聯。由于電氣自動化設備運行過程中，將會產生大量數據信息，雖然PLC系統有著較大的數據存儲空間，但過于龐大的數據量依舊會降低PLC系統運行效果。對此，工作人員在利用PLC技術時，需要編寫相應程序將電氣設備產生的低價值數據信息進行過濾，以此來提高PLC技術應用中的數據分析效率。基于PLC的數控系統處理，不但能夠幫助電氣自動化控制系統實現高效穩定運行，更能為企業自動化控制系統的信息安全提供強有力保障，避免因信息安全問題導致電氣工程整體運轉效率。總而言之，工作人員需要在數控系統中充分運用PLC技術，提升各類數據信息傳遞效率的同時，做到信息質量的有效提升，并保障自動化控制系統在實際運行中，具有較高的安全性、穩定性，能夠有效發揮出其實際應用價值。在PLC技術支持下，通過將相關信號輸入操作系統中，實現PLC信號、NC信號間的相互傳遞，從而保障數控系統運行效率、安全。

2.4 閉環控制

閉環控制是電氣工程自動化控制中PCL技術應用的常見模式，在大多數工業生產加工中都應用了閉環控制。所謂的閉環控制，就是電氣自動化系統元件發生故障后，借助調節器裝置及時調整元件，使得系統生產加工能夠繼續進行。閉環控制的關鍵在于根據人員的指令輸入或獲取的信息反饋來調整自動化控制系統中的各項參數，促使系統處于理想運行狀態下運行，以此來提高工業生產加工質量，降低材料、能源等消耗。在此期間，順序控制與閉環控制的結合使用是實現PLC智能化發展的關鍵，能夠進一步提高其在電氣工程自動化控制系統中的應用效果。例如，在機械設備生產流水線上，利用PLC閉環控制，使得流水線上生產設備能夠根據電機運行時間選擇適宜刀具，以此來提高流水線生產效率；或者在泵類電機啟動控制過程中，通過PLC技術閉環控制應用，根據每臺泵機運行情況選擇適宜開啟方式，并對電機運行狀態進行有效控制。如果設備啟動過程中出現問題，系統便可利用PLC技術及時切換啟動方式，從而確保其正常啟動。

2.5 集中管控

隨著計算機技術、網絡信息技術等不斷發展進步，以這些技術為支撐的PLC技術同樣得到了飛速提升，從以往單一的自動化控制逐漸向著智能化控制方向發展。大型PLC系統引進已經實現了對工廠內所有生產線上電氣設備的集中管控，從而確保電氣設備運行穩定和安全。在這一過程中，需要采取科學合理方法對電氣系統反饋的數據信息進行及時歸納、整理和匯總，并以此為依據編制出相應的電氣自動化控制系統應用程序，切實發揮出PLC技術應用價值。同時，工作人員要借助PLC技術對電氣自動化設備運行狀態進行全面掌握，精準查看電氣設備運行過程中各項性能及參數，及時精準判斷出電氣自動化設備是否存在故障等問題。

工作人員還要根據電氣自動化設備運行情況，制定具有針對性的經濟措施，處理好電氣設備漏電、短路等安全隱患，從而保障電氣自動控制設備運行的安全穩定。通過在管控區域內進行管理控制的細化，從而確保工業生產加工質量和效率提升的同時，實現了能源資源效率的最小化。隨著人工智能技術的發展，PLC技術勢必會向著精細化管控方向發展，從而推動工業生產體系整體質量、效率的提升。

2.6 功能優化

從當前PLC技術應用情況來看，PLC技術對于電氣設備產品功能實現了優化，能夠為電氣工程自動化控制提供更多支持。一方面，PLC系統自身配有存儲器，能夠存儲相關數據信息，在電氣設備產品引進這項技術，能夠促使電氣產品存儲量的增加，從而有效改善電氣自動化控制系統的存儲能力。同時，PLC技術還能夠對設備歷史數據進行存儲，從而為設備故障排查工作提供技術支持。另一方面，PLC技術的引進，能夠促使電氣設備整體智能化水平得以提升。這是因為PLC技術的引入能夠促使電氣設備反應速度得到提升，并能按照PLC系統運行要求進行作業。由此可見，PLC技術的應用，電氣自動化控制系統可以借助存儲器完成數據傳輸，利用軟件編程完成生產指標編寫，從而促使設備按照要求運行。

2.7 遠程通信

在電氣自動化控制系統中，PLC技術不僅在工業機械行業領域中得到了應用，還能夠對系統起到控制作用。工作人員借助PLC技術能夠對電氣自動化控制系統中出現的故障問題進行原因分析、定點查找，及時解決系統中出現的運行錯誤，實現自動化控制系統的安全穩定運行。在實際工業生產加工過程中，每個電氣自動化設備都安裝了控制系統和檢測裝置，如果設備運行中出現故障問題，PLC系統就會對故障進行查找并發出警報信號，工作人員可根據PLC系統反饋信號，對電氣自動控制系統中存在的邏輯錯誤進行檢查，從而確保系統的正常運行。同時，PLC技術應用過程中，電氣設備會按照程序步驟進行控制，逐漸完善技術應用過程中產生的誤差問題，并對設備中已經存有的邏輯關系進行糾正，避免存在安全隱患問題。另外，PLC技術在遠程信息控制系統中能夠保證互聯網及信息傳輸界面，從而實現遠程通信的穩定性。

3 PLC技術在電氣自動化控制中的未來發展期望

3.1 增強網絡化、自動化

隨著社會經濟的飛速發展，人們生活水平的不斷提高，對PLC技術發展及應用提出了更高的要求，以此來滿足經濟水平的增長和人們日常生活的需要。基于此，PLC技術要做到順應時代發展潮流，不斷提高自身技術水平，增強技術應用過程中的自動化水平，以此來適應現代化工業生產的腳步。與此同時，在現代社會發展過程中，互聯網技術已經逐漸融入人們日常生活中的每個角落，對人們生活及工作產生了深遠意義影響。由此可見，未來社會發展一定離不開網絡信息的支持，PLC技術要想立足社會發展，促進社會市場、科學技術等不斷進步，既要提高自身自動化水平，更要學會利用網絡信息技術優勢，實現自動化與網絡化的融合發展，借助技術融合力量來提升PLC在電氣工程自動化控制中的技術優勢，并確保在未來社會發展中占有一席之地。

3.2 增強抗干擾能力

現如今，從電氣工程自動化控制中PLC技術應用效果來看，已經取得了卓越的成效，但這種成果還是具有一定的局限性。這是由于PLC技術在當代技術應用所得到的成果，主要是圍繞電氣工程領域，如果技術應用超過這一領域，PLC技術則會受到外界影響干擾（自然環境因素、社會人文因素等）。例如，如果將PLC技術應用于自然環境中，就會受到當地自然天氣影響（強風、雷擊、強降雨等），或者會受到地球自轉產生磁場的影響，都將會對PLC技術應用效果產生不同程度的影響，導致電氣工程自動化控制系統運行不穩定，并為其帶來一定的經濟損失或嚴重后果。基于此，研究人員需要不斷加強對PLC技術抗干擾能力的研究，從而使其能夠廣泛應用于社會各個領域中。

4 結語

綜上所述，PLC技術應用，取替了傳統繼電器，通過將工作人員與PLC系統的有效連接，極大程度上促進了電氣工程自動化控制水平的提升。隨著PLC技術的發展，研究人員更要進一步探究PLC技術，不斷對其進行完善與優化，使其在電氣工程自動化控制中得到更好的應用，從而保障人們生活質量。