PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的運用

陳慶殊

身份證號：350212198802200518

PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的運用

陳慶殊

身份證號：350212198802200518

PLC(可編程邏輯控制器)在當下社會的各個領域越來越常見，從大型自動化生產線的控制，到建筑電氣的智能化控制，再到軌道交通設施的自動化控制等等，都可見其身影。由于其優越的性能以及極高的可靠性，現已經基本上取代了傳統的繼電器控制方式，并越來越往智能化和多功能化發展。

電氣工程；自動化；智能化技術

1 簡述PLC原理及技術特點

1.1 PLC的原理

PLC系統的工作主要分為兩個階段，輸入采樣階段和用戶執行階段。它通過循環掃描的方式接收輸入模塊的信息，PLC的輸入可以是普通開關，光電開關，傳感器，編碼器等。可以是電壓信號，也可以是電流信號，或者是高速脈沖信號。這些信號經過一些列的運算和轉換，最終形成執行命令由輸出模塊輸出。其中中間的轉換和運算等一系列的工作全部在內部由CPU完成，避免了外界的干擾，因此具有很好的抗干擾能力和非常高的可靠性。

1.2 PLC的技術特點

1.2.1 編程、安裝簡單。PLC支持多種語言編程和相互轉換，特別是獨有的梯形圖語言具有簡單易學、可讀性好、邏輯性強的特點。再有，它的模塊化程度高，體積小，接線容易，因此大大減少安裝時間，提高了安裝使用的效率。

1.2.2 強大運算功能與豐富的控制模塊。PLC具有非常高的運算能力和運算速度，特別是大型PLC的CPU，運算速度可以達到微秒級甚至納秒級。CPU可以執行復雜的邏輯控制，龐大的數據運算，還有多種定時和計數功能。各PLC廠家也能提供功能多樣的擴展模塊，例如西門子S7-400的FM模塊可以應用在高速計數、AGC控制、凸輪控制等多個方面。

1.2.3 良好的應用兼容性。PLC提供多種通信方式，例如Modbus、Profibus、以太網等。通過豐富的通信方式，PLC上可連接多種人機界面(INTOUCH、WinCC、觸摸屏等)，下可連接變頻器、伺服驅動器等，形成自動化程度高、功能強大的控制系統。

2. PLC技術在電氣工程及其自動化中的優勢與應用

2.1 PLC技術在電氣工程及其自動化中的優勢

PLC技術的優勢隨著近年來不斷地發展，加上電氣自動化水平上升，漸漸展露鋒芒，而且PLC在制作與設計中運用了許多時下新型的計算機技術。由于PLC主要在電氣設備自動化控制領域中大量使用，在獲得廣泛使用的情況后，直接使得電氣設備產品的存儲量直線飆升，而且由于計算機硬件水平的提高，處理速度更快，使得PLC技術的優勢更加明顯。只有不斷推進PLC技術的應用及發展，才能滿足日新月異的電氣自動化控制設備的發展要求。隨著PLC應用領域的不斷擴張，電氣設備自動化控制不再只是PLC應用的唯一點，其他方面也都可以采用PLC技術，例如計算機散熱控制系統采用PLC進行散熱控制。因為PLC處理速度快、網絡分布寬泛、智能化密度高以及集成密度大等巨大優勢，保證了電氣設備自動化控制實現的基礎條件。

2.2 PLC技術在電氣工程及其自動化中的應用

2.2.1 PLC技術應用于順序控制。許多企業采用PLC技術實現順序控制，例如順序控制使用于火力發電廠的除灰工作。發電廠發電過程中，電氣工程及其自動化設備的質量直接影響著生產發電效率。而生產發電效率是考核發電廠企業經營狀況的一個重要指標。為了實現發電廠發電生產效率的提升。必須提高PLC使用技術，PLC技術在這一點上的優勢充分體現出來。一旦采用PLC技術。企業在經營成本上將無需付出太多，降低人工使用成本，而且操作人員可以直接在監控室實現生產監控，大大提升了操作人員的工作效率，進一步提高企業的運行效率。

2.2.2 PLC技術應用于開關量控制。PLC技術的實質其實就是將其變為虛擬繼電器，取代傳統的機械實體繼電器，來運用到電氣自動化的控制當中。由于虛擬繼電器本身具有反應時間十分短暫的特點，其反應時間可以直接忽略，所以開關量控制采用PLC技術具有十分明顯的優勢。傳統的斷路器采用機械繼電器進行控制，反應時間較長，難以實現斷路控制的快速進行，運用了PLC技術以后。可以改進反應時間緩慢的缺點，提高反應效率。

2.2.3 PLC技術應用于數據控制。在電氣工程及其自動化控制中，數據控制是一種非常根本的控制方式，經常可以見到的是統計控制和數學控制，采用PLC技術以后，可以滿足數據控制的高處理速度要求。利用PLC編程以后，可以處理電氣自動化中的數據，并且進行分析，能夠讓PLC按照電氣自動化系統的要求對數據采取控制，實現一系列的電氣自動化口令。

2.2.4 PLC技術應用于分散控制。PLC技術應用于分散控制主要是指在分散系統中單獨設置PLC裝置，這種控制方式在電氣工程及其自動化的流水線上非常常見。比如在生產流水線上，PLC裝置在每個生產環節都設置，對生產進行控制，并且每個環節的生產控制只在該環節中起作用，而不對其他環節產生影響，這就是分散控制的應用體現，使得PLC即使獨立性發揮出來，采用這樣的控制方式能夠大大保障企業效益。

3. PLC的不足和未來發展的展望

現今，PLC技術在工程應用中扮演著非常重要的地位，其集成化程度也越來越高，功能越來越豐富。然而，美中不足的是PLC的廠家和種類繁多，歐系的西門子、斯奈德，日系的歐姆龍、三菱，美系的AB、GE等，各家的產品雖然原理相同，編程方式也并無太大不同，但是各家的產品在外形尺寸，I/0命名等方面還是存在一定差異，這給工程技術人員的應用帶來許多不便之處。筆者希望，未來各廠家的產品能有更多相同的標準和更好的兼容性，更好的服務于用戶。

結束語：

隨著社會的不斷進步以及經濟的飛速發展，人們生活水平不斷提高，必然會對電力系統提出更高的要求，因此電力工程實現智能化是社會發展的必然結果，經過多年的實踐，智能化技術的應用獲得了人們的一致好評，目前已經被廣泛應用到電力系統上，但是我們仍然需要在實踐當中，對智能化技術的應用進行探索，才能在往后的工作中更好應用智能化技術，推動電力系統的發展

[1]閆書暢.基于電氣工程自動化的智能化技術應用探討[J].科技創新導報，2013(5).

[2]黃立波.采用改進的PLC電氣控制關鍵技術分析研究[J].中國新技術新產品，2015(18)：15-15.

[3]高瑋.PLC在電氣自動化控制中的運用[J].科教展望，2015(3)：149-149.