探究電氣工程及自動化中PLC技術的運用

聶 宇

（西南石油大學，四川 成都 610500）

探究電氣工程及自動化中PLC技術的運用

聶 宇

（西南石油大學，四川 成都 610500）

可編程控制器即PLC，主要以微型計算機為基礎，常用于工業生產中的自動化控制，因其體積小、應用性高、工作效率高等顯著特點，在許多領域如工業生產、電氣自動化及食品生產與檢測等都有它的身影。本文分析了PLC技術相關原理及特點，并指出其在電氣工程及其自動化領域的優勢與應用。

PLC技術；電氣工程及自動化；運用

0.引言

隨著工業生產的不斷進步，現代社會的勞動力成本也隨之不斷上漲，精簡人力資源結構，擴大機械智能化程度已成為工業發展的必然趨勢。就目前而言，現代工業領域多數采用PLC技術，由于其體積小、便于安裝、通用型程度高，應用程度非常之高。通過PLC技術，使用者可以自行編寫程序，定制屬于自己的個性化控制方式，極大地促進了電氣工程及其自動化的發展，實現靈活性、適用性的特點。同時PLC的功能廣泛且強大，加上具有非常突出的性價比、非常高的可靠性及低功耗等特點，在自動化控制中占據著核心地位，為我國創建電氣自動化控制的自主知識產權提供了技術支撐，推進電氣工程及其自動化不斷發展。

1. PLC概述及其原理介紹

1.1PLC技術概述

PLC技術源于20世紀70年代，在汽車工業中初顯崢嶸。隨著PLC的運算算法提升、處理速度加快及各種控制功能增加，再加上商業化的不斷推廣，電氣工程及其自動化設備中可以隨處看到它的身影。在電氣及自動化設備生產過程中，PLC技術的應用的控制形式主要基于DCS集散控制系統以及FCS總線控制系統。針對未來PLC技術發展趨勢，將不僅僅局限于基礎系統，而會是多方面分布與開放的控制系統。

1.2PLC系統工作原理

PLC系統的工作運行主要分為兩個階段，輸入采樣階段和用戶執行階段。首先，PLC系統第一個階段是輸入采樣階段，掃描可編程邏輯控制器后，能夠對數據及錄入狀態進行讀取，然后做出相應的記錄，把所記錄的信息再存入相應的單元中，輸入采樣完成以后，還應該掌握好用戶程序執行狀況，此時會經歷兩個過程，輸入狀態的改變和相關數據的改變，而原有單元內輸入好的數據并不會出現變化，保證脈沖信號的輸入寬度能夠在一個掃描周期內，最重要保證無論哪種狀態下，都能夠讀取輸入的脈沖信號。PLC技術研究人員在研究過程中必須要保證PLC系統的整體運行穩定，只有這樣，才能保證PLC系統的控制能力最大限度發揮。

2. PLC技術特點

2.1編程、安裝調試簡單，通用性高

使用者需要對PLC進行編程，并不需要專門學習某一種計算機語言，因為現在大部分PLC都可以進行程序語言互譯，使用者只需用自己經常使用的計算機語言編程后，再用器件自帶的翻譯助手進行語言翻譯，即可完成PLC的編程過程，大大降低了PLC編程的門檻。同時由于PLC安裝調試方便，具有的外部接線也較少，使得實際操作系統的結構進一步簡化，保證了系統運行周期的縮短，大大提升了工作效率。與此同時，為了進一步推廣PLC的應用價值和適用范圍，PLC在全世界都采用國際標準通信協議，即使生產PLC的廠家不一樣，也能實現產品的互換互通，帶給PLC調試極大的便利，也使得PLC的通信開放程度大大提升。

2.2安裝體積小，功耗低

PLC裝置作為集成電子線路技術的重要載體，它的安裝尺寸一般都在10cm以下，同時質量也在150g以下，大大方便了機電一體化的實現。而且PLC在實際使用過程中的功率消耗僅僅只有個位數，極大地減少了能源的消耗，保證了資源的有效利用。

2.3較強的抗干擾能力

PLC技術的實際應用中，都采用符合國家標準的AS一工總線、Profibus總線以及DeviceNet現場總線，這些現場總線能夠保證與PLC界面有著較高的契合度，確保通信功能不受干擾。

同時，PLC裝置的制造工藝與電路排版都為了實現抗干擾而特別設計，能夠實現在正常運行時對電磁及電路干擾實現防御，可靠性大大提升，也為保障PLC系統之間的通信不受干擾做出巨大貢獻。目前，多重抗干擾技術在PLC裝置中的運用也能夠看見，促使PLC的工作能力進一步提升，哪怕是在極其惡劣的環境下，也能實現穩定運行。

3. PLC技術在電氣工程及其自動化中的優勢與應用

3.1PLC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。相信在以后的電氣工程及其自動化中，控制設備的生產優勢將更加明朗，而且與實際生活的貼合度將不斷提升，進一步完善人機之間的操作與被操作關系。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。

3.2PLC技術在電氣工程及其自動化中的應用

3.2.1PLC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。

3.2.2PLC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。

3.2.3PLC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?？梢砸姷降氖墙y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。

3.2.4PLC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。

3.2.5PLC技術應用于集中控制

PLC技術應用于集中控制與分散控制，采用集中式的控制方式，將所有的電氣工程及其自動化控制設備都囊括到一個統一的控制系統中。然后利用電氣控制的相互關系，使集中控制得以實現。在集中能夠控制系統中，還可以利用PLC技術加載監控系統，在相同環境下運用監控系統，可以根據實際情況調節控制因素。

結語

現今，絕大數的國家都已經深入運用了PLC技術，實現電氣工程及其自動化設備的高質量監控。所以，PLC技術的應用不僅給工業自動化帶來變革性發展，同時還提高了企業生產的整體效益，進一步加強PLC技術的廣泛應用，實現電氣及其自動化行業的發展，進一步推進整個社會各行各業的發展。

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