PLC技术在电气工程及其自动化控制中的运用

PLC技术在电气工程及其自动化控制中的运用

西尔扎提•如孜

新疆煤炭技师学院，新疆乌鲁木齐，830019

摘要：电气工程自动化控制水平的不断提升，有效促进了工业生产效率、产品质量等的提高。尤其在现阶段正处于工业4.0建设的关键时期，更需要重视对先进电气自动化控制技术的研究和应用，不断创新和突破原有技术发展层面，更好支持和促进各行各业的发展进步。PLC技术作为电气自动化控制中最为重要的技术之一，通过对该技术的创新和发展，全面促进了电气控制自动化和智能化程度的提高。因此文章就对PLC技术的概念、原理、应用优势等进行了分析，并进一步探讨了PLC技术在电气工程及自动化控制中的应用，以供参考。

关键词：电气工程；自动化控制；PLC技术

引言

PLC技术作为自动化控制中的关键和重点，对于促进生产效率提升、降低生产成本都有着积极的促进作用。为了更好发挥电气工程及其自动化控制在各行各业中的作用和价值，必须进一步加强对PLC技术的研究，不断拓展技术应用范畴，提高和丰富技术应用功能。

1关于PLC技术的概述

可编程逻辑控制器（PLC）是通过数字化技术和存储器完成对相关指令的储存操作，当机械设备接收到相关指令后就能够按照既定的逻辑程序自动进行运行操作。由于PLC具有非常强的可拓展性，能够与各类不同工业生产相结合，所以现阶段工业生产中PLC技术的应用日益广泛，有效促进了工业电气自动化控制和智能控制水平的提升[1]。PLC的原理：PLC具有大容量存储器，这是PLC发挥自动控制功能的关键所在，能够储存各种信息资源和指令，以此为基础，才可以展开其他操作，实现工业生产及控制的自动化，提高工业生产效率，降低操作难度。在具体运行过程中，PLC技术会通过其的扫描录入功能，实现对电气设备运行期间各方面信息参数的实时采集，然后再将其传输到控制端，执行所下发和输出的操作指令。在此期间PLC的CPU会对前一次的输入数据和印象状态展开处理，驱动外部装置设施。与以往所用的电气控制系统相比，PLC控制技术在开关控制、顺序控制、闭环控制等方面所具有的优势更为明显。即便是处于各种复杂的工业控制情境下也可以高效准确地完成电气控制任务，确保工业生产的安全稳定。尤其在现阶段计算机技术、人工智能技术等迅速发展，为PLC技术的进步和功能的丰富提供了新的方向和途径。但是需要注意的是PLC技术在应用过程中必须加强电源管理，如果出现停电故障，必然会影响PLC的控制功能。

2PLC技术在电气工程及自动化控制中的应用优势

将PLC技术应用于电气工程及自动化控制中的优势，具体体现在下述几点：

1)通用性强。PLC技术操作简单，基本能够与各种电气控制系统进行结合，同时操作难度也相对较低，工作人员在操控过程中能够迅速掌控操作技巧。并且PLC系统开发所需时间短，可以在无需拆卸零部件的情况下，对原有电气控制方案进行优化完善，技术改造和投入使用所需时间相对较短。除此以外，该技术的合理应用还有助于解决传统继电器控制中的缺陷及不足，对控制柜的设计安装进行优化，有效提升自动化控制水平。

2)抗干扰性能强。以往电气控制所用的继电器装置在使用中，可能会因为外界高温高压粉尘等影响而出现控制问题，对于外界干扰的抵御能力相对较弱，这就会影响电气控制系统的运行效果[2]。而PLC可编程逻辑控制器集成化程度高，具有非常强的抗干扰能力，故障发生率低，稳定性高。

3)维护工作量少。由于 PLC装置的抗干扰能力非常强，所以在投入使用后，并不会出现较多的故障问题。同时其还具备故障自主诊断和处理功能，能够自动识别运行过程中的异常和故障，并给出相应的解决对策和措施，有效确保电气控制系统的安全稳定。

3PLC技术在电气工程及自动化控制中的具体应用

3.1PLC在顺序控制中的应用

顺序控制作为PLC技术在当下电气自动化控制中应用最为广泛的功能之一，其对于工业生产效率的提升和自动化程度的提高，有着积极的促进作用。例如在皮带输送机运输过程中，就可以通过PLC技术展开顺序控制，这样就可以提高物流转运效率，对于相关企业效益效率的提高都有着积极促进作用。在具体工业生产中，任何生产都有着相应的计划和流程，只有按照既定的流程计划进行设备设施的操作运转，才可以确保生产过程的安全，稳定高效。所以在利用PLC展开顺序控制时，需要全面结合相关工艺生产过程或者生产计划，因地制宜地进行技术的开发拓展，这样才能够发挥应有的效果[3]。除此以外，现阶段网络通信、传感器、视频监控、人工智能等技术的进一步发展，为PLC顺序控制智能化程度的提高，奠定了良好技术支撑，通过融合各种技术，能够更加智能高效地完成电气系统的控制，提高资源配置率，节约生产成本。

3.2 PLC在闭环控制中的应用

闭环控制也被称为反馈控制系统，其主要是借助所接收到的信息来进行控制指令的下达，通过接收信息的分析来优化调整系统的输出和行为，进而消除系统控制偏差，达到预定的电气控制目标。基于PLC展开闭环控制是当下最为有效的控制模式之一。比如在泵类机电设备运行中，基本都会采用PLC闭环控制的方式。具体分为手动和自动启动两类。在应用PLC技术后，能够更加准确地判断电机运行时间，以此为基础来选择泵类型，这样就可以最大化地提高机泵的运行效率和质量。

3.3PLC技术在开关量控制中的应用

在以往电气系统自动化控制中，多采用电磁继电器来作为主要控制装备。虽然与以往所用的继电器相比，其在运行效率方面有了更大的提升，但是抗干扰能力相对较弱，稳定性较差，易发生触电情况。并且由于工业生产中，经常会出现磁场、高温等的影响，电磁继电器的运行稳定性就会降低，需要投入大量的人力物力用于维护。而利用PLC来代替继电器作为主要控制设备，由于其抗干扰能力强，并且具有逻辑推理和故障在线诊断处理功能，所以稳定性和安全性更高。与此同时，继电器的短路通断控制反应较慢，一旦发生故障，并不能够及时进行处理。但是PLC就能够迅速对开关量控制中的故障位置和原因进行识别排查，并给出专项处理方案，自动进行系统切换，有效保护相关设备设施。

3.4基于PLC的数字控制应用

在电气系统中，需要做好多方面信息参数的采集，比如温度参数、转速、压力等等，以此为基础，才能够进行电气控制策略的制定和实施。通过PLC就能够实现对模拟量向数字量的转换，更好实现对电气系统的数字化控制。并且PLC具备多种控制运算模式，比如PID等[4]，这样就可以利用前馈补偿控制缩短软件与控制系统间的数据处理时间，提高系统存储器容量，凭借单回路实现设备自动化控制。同时通过高速计数器能够更好完成对编码单元的转换以及数据远距离传输。结合具体程序要求进行信息数据的采集和处理，并联合其他程序筛选处理所需的信息数据，进而实现对相关机电设备的针对性管理。

结语

综上所述，为了更好促进电气自动化程度的提升，在现阶段需要加强对PLC技术的研究，不断对其进行创新优化，拓展技术应用功能和领域，为各行各业的发展提供有效帮助。

参考文献：

[1]徐榕，杨立，杨飞，等．PLC技术在电气设备自动化控制中应用与信息化管理思路[J]．科学技术创新，2020，24(9):194－195．

[2]张涛.PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用分析[J].中国设备工程,2021(20):210-211.

[3]韩雨瑶,陆心澄,赵之瑜,等.PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用分析[J].中国设备工程,2021(19):141-143.

[4]徐榕,杨立,杨飞,杨如君,刘俊轶.PLC技术在电气设备自动化控制中应用与信息化管理思路[J].科学技术创新,2020(09):194-195