電氣工程控制系統中PLC關鍵技術的有效運用探析

顧夏煜

（中交上海三航科學研究院有限公司，上海 200030）

在我國各生產領域，電氣設備的操作與控制正在被系統化的技術所取代。電氣控制系統在應用中就要用到一些變頻控制技術，而應用PLC可以優化電氣設備進行自動化信息反饋控制的能力，PLC技術在我國各生產領域的電氣設備操作中應用得非常廣泛，控制的精準性、信息反饋的高效性也得到了各領域的認可。

1 PLC技術的發展現狀與結構

PLC又叫可編程存儲器技術，PLC及其相關設備在電氣系統中的應用，可以提升我們對于電氣控制系統的操控自動化程度，由于其可編程的特性，針對電氣控制系統的信號反饋也更加靈活，在各領域的適應性非常強。PCL由美國信息技術學者發明，在上個世紀中葉就已經實現了量產，當時PLC技術還不夠先進，因此其主要功能還只是在于順序控制方面。在上個世紀末這項技術發生了根本性的變革，其控制編程語言也得到了簡化，由于當前PLC技術可以使用非常簡單的語言進行編程，其順序掃描功能的適用范圍特別廣，在各領域的電氣設備控制中都得到了應用。PLC在具體的應用中以CPU為核心，囊括了電源以及存儲介質、I/O模塊等結構的一種模塊化的控制設備，從傳感器處接受信息，并對這些信息進行讀取與運算分析，而后再通過傳輸媒介將其預算結果傳輸給執行裝置，執行裝置則會根據PLC運算與分析結果進行自動化控制，而后控制系統中PLC會重復這一循環操作，圖1就是PLC技術設備的結構。

2 PLC關鍵技術融入電氣控制系統的應用分析

2.1 PLC控制系統的設計原則

圖1 PLC結構示意圖

其實在電氣控制系統運行中，PLC作為對信息進行分析與運算的結構，就是其中的運行關鍵，針對PLC進行優化設計以及科學編程，能夠使之更好地在電氣控制系統中應用，我們在進行PLC設計與編程工作時應遵循以下原則：其一就是確保設備投資可控。雖然控制系統可以大幅提升生產效率，但通常是作為生產的配套設備與系統在生產廠家應用的，為了提升可編程控制系統的普及率，要盡量降低系統成本，同時保證設計中對于技術升級要留有余地。其二就是必須確保電氣控制的可靠性，這也是對可編程控制系統進行設計的最關鍵原則。其三就是要確保電氣設備能夠在可編程控制系統的使用環境中生產出質量達標的產品，我們在遵守PLC控制系統原則的前提下，對其進行設計時，應對控制系統所需完成的工作進行分析，同時選擇合適的中央處理單元，并為之配套挑選合理的輸入和輸出設備，針對CPU以及I/O模塊進行科學設計時，應進行精確流程圖與結構連接圖的繪制，最后也是最重要的就是針對PLC控制器進行科學編程，能夠實現順序掃描與科學反饋的功能。

2.2 PLC關鍵技術在電氣控制系統中的應用

PLC在實際應用中的主要功能表現就是自動化控制，這一技術的重要依托就是電子信息技術，當然也有繼電接觸控制模塊的更新，在電子信息技術發展的推動下，科學編程能夠實現更加多元化的運算與分析過程，使控制信息的反饋更加精準，在電氣控制系統中應用PLC關鍵技術，可以使電氣系統獲得更加靈活、科學的控制，縮減能源浪費，提升電氣設備運行的效果。

（1）閉環過程控制。電氣工程控制系統中會涉及到流量、溫度、壓力等模擬量的控制，閉環過程控制則是對這些模擬量進行連續的控制，實現模擬量與數字量的轉化過程。運用PLC關鍵技術，借助PLC結構的I/O模塊，從而實現數據信息的轉換。

（2）信息數據的自動處理。新時期，隨著用電需求的不斷增加，電氣工程系統控制涉及的數據信息越來越多，若采用傳統的控制技術，在對數據信息進行分析處理的過程中，可能耗費較大的財力、人力，不僅控制效果差，同時對部分數據仍無法進行有效控制，影響電氣工程的順利開展。

借助于PLC關鍵技術，通過系統的中央處理器模塊，可以對數據信息進行自動化處理，進一步對信息數據進行運算、對比分析、傳送、轉換等，為過程控制系統提供重要的參考依據。

（3）順序控制。較傳統的繼電器控制而言，PLC關鍵技術在順序控制中的運用，所具有的優勢特點更加顯著，不僅可以提高系統的運作效率，還可減少能量消耗。運用PLC關鍵技術，可以借助信息存儲模塊的使用對系統的單個工藝流程實現控制，同時將模塊連接于通信總線，可以實現對企業車間的協調生產。

（4）開關量控制。將PLC關鍵技術運用于電氣工程控制系統的開關量控制，因其控制反應快、通斷時間短等優勢得到推廣使用。傳統的電氣工程控制系統中，會借助機械繼電器來控制開關量，由于其通斷時間較長，往往不能對短路進行很好的保護控制，造成一定的用電安全問題，將PLC關鍵技術運用于控制系統的自動切換模塊，可借助該技術的快速控制，保證開關的控制質量。

3 PLC技術應用于電氣控制系統的優化策略

3.1 推動網絡數字化在電氣控制系統中的發展

我國信息技術正在以極快的速度發展，可以說數字信息化已經成為這個時代不可逆的發展潮流。在PLC技術的應用中，為了能夠進一步發揮其編程控制的優勢，應該與時俱進，實現PLC技術應用的優化，使之在網絡數字化方面走得更遠，不斷提升其編程控制的靈活性，滿足個性化需求，推動各領域的發展。

3.2 實現其運行環境的優化

PLC技術在運用中優勢非常多，但其有一個弱點，就是其控制系統對運行的溫度、環境的要求上標準極高，就目前的情況看，電氣控制系統應用中要確保溫度在0～55℃之間，才能保證其系統控制功能的發揮。因此我們在應用PLC控制系統時，要對系統的安裝環境進行調整，要盡量保證在能夠通風散熱的空間內運行，確保遠離發熱的設備與構件，還要遠離易燃物質，防止受到高溫的侵害。

3.3 對電氣系統的抗干擾能力進行強化

當前我國電氣系統發展迅速，對電氣工程自動化控制的技術性要求也在不斷攀升，各領域對于控制安全性、可靠性的要求不斷增高，因此為能夠確保電氣設備運行的效率，能夠更好地為工業生產服務，必須提升PLC技術設備運行的可靠性，優化抗干擾能力。為了增強系統的抗電磁干擾能力，應嚴格控制接地系統的接地點位的分布，保證接地點位分布均勻，根據信號源的接地情況控制屏蔽層，如果信號源接地，則屏蔽層要在信號側接地，如果信號源未接地，應將屏蔽層與PLC側接地。同時為避免產生電網引入感染，可在控制系統電源處接入濾波電路，或者安裝具有屏蔽功能的隔離變壓器。

4 結語

總之，在這個信息技術高度發達的時代，我們在電氣系統設備控制的過程中，也應改善信息環境，通過應用干擾弱化技術、信息保護技術等來提升電氣系統設備控制的效果，同時利用環境因素來提升PLC運行的效果，當然，影響電氣系統應用最大的還是PLC本身編程的科學性，我們要在工作實踐中優化PLC技術的應用能力，使PLC技術應用更有力地提升電氣工程控制水平，為我國各領域的生產發展提供更加可靠的控制依據，進而推動我國經濟的發展。