PLC 技術在電氣工程及其自動化控制中的運用

文/劉云帆 劉廣發 程若楠 陳照奇

現代社會的快速發展，尤其工業技術的發展，給人民的生活帶來了極大的便利，我國又是人口大國，在對工業生產技術和要求上有了越來越高的品質要求，尤其現在工業的自動化給生產和生活品質都帶來了極大的提高，自動化控制隨處可見。今天，對自動化控制的要求也越來越高，一些傳統的控制不能瞞住我們的生產要求和便捷需求。隨后PLC 技術產生，PLC 可編程序控制器是基于微型計算機技術的通用工業自動控制設備，由于PLC 體積小、功能強、速度快、可靠性高，又具有較大的靈活性和可擴展性，目前已被應用到機械制造、化工、交通、電子、印刷、建筑、食品、農業等諸多領域。

1 PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的優勢

（1）自動化控制設備的要求很高，尤其在可靠性能上體現，如果沒有讓人放心的可靠性，使用過程中還是容易出現故障，只會降低生產效率，而不是提高生產效率，所以PLC技術在這一點的優勢體現出來，和傳統的電氣相比，內部抗干擾技術采取了最先進的現代大規模集成電路技術，這種電路把開關接點數量降到最小，因此出現故障的概率也就很大的降低了。有時候電氣裝置出現了故障還不知道，但PLC可以做到出現故障及時發出警報信息，它自帶自我檢測功能的硬件設備。

（2）設備完善，功能齊全，適用性廣泛。PLC 技術研發出了各種規模系列的產品，各種類型的工業控制中都可以運用到，包括位置控制、溫度控制、CNC 等等，還具有獨特的通信能力及人機界面技術的發達，使得PLC 組成各種控制系統都變得非常簡單。

（3）容易學習和使用，技術的發展到運用不能太繁瑣，要越來越簡便化，才會容易推廣，非專業技術人才通過學習也能很快掌握運用，大受工程技術人員的歡迎。

（4）系統的設計及建造周期因為用存儲邏輯代替界限邏輯而大大縮短，后期維護起來也方便。

（5）超小的體積容易裝入機械內部，輕微的重量，低耗的能量，實現機電一體化控制設備的最理想狀態。

2 PLC技術在電氣工程的運用

2.1 在順序控制上的運用

PLC 技術上的順序控制，是指按照需要的生產工藝首先設置好規定的順序，按照PLC技術，發出指令之后每個預先規定的順序可以自動的有序的執行命令，這在各類工業生產以及日常生活中都十分常見。順序控制在運用過程有滿足三個條件：轉移條件、轉移目標和工作任務，按照設置的順序系統來自動控制指令，順序控制也可以分為不同的類型，比如按照時間順序或者邏輯順序又或者條件順序三類控制。比如沖壓機工作原理，沖壓機的工作順序可分為三個狀態：初始、下沖和返回狀態。三個狀態之間有規定的順序，只要啟動就會按照需要的順序來不停的運作，PLC 技術的自動化控制讓復雜的東西簡單化，大大提高了工作效率。

2.2 在開關量控制方面的運用

開關量是指非連續性信號的采集和輸出，包括遙信采集和遙控輸出。它有兩種狀態，“開”和“關”是電器最基本、最典型的功能。傳統的是利用機械電器的處理來控制開關，對于短路電路如果需要這種傳統方式來控制，反應速度緩慢，現在利用PLC 技術在一般開關量裝置通過內部繼電器實現開關量的輸出。PLC 技術在開關量控制方面的運用提升了電氣控制中的運行效率。

2.3 在閉環控制中的運用

在工業上有很多作為被控的輸出以一定的方式返回到作為控制的輸入端，并對輸入端同時控制影響的一種控制關系，帶有反饋信息的系統控制方式，是一種很靈活的控制方式。簡單來說就是和開環控制相對的，比如開環控制就類似于開關打開就結束，不會有后續控制燈是否量；閉環控制就類似水龍頭打開，水量出來多少還可以反饋回來繼續控制，這樣就輸出比較穩定需要的量。PLC 技術在閉環控制在一些工業生產的運用非常廣泛。比如我們最常見的家用空調溫度的控制。

3 PLC技術在自動控制中的運用

由于PLC 技術的越來越成熟，加上PLC技術的幾大優勢，都彌補了傳統機械電氣的不足，現在電氣工程自動控制中越來越廣泛，在工業上、生活上都隨處可見。

（1）在生活上的運用，比如我們每天出門都會遇到的十字路口交通等PLC 控制系統設計，PLC 自動控制很大程度的提升了交通信號等的反應速度和靈敏度，能夠很好的控制交通，同時不管天氣情況怎樣都能很好的執行，不會受外界環境的太多影響，這也是很大的為現今社會交通壓力提供便利服務。再比如全自動洗衣機的PLC 自動控制系統設計，也是減輕了現在社會繁忙的生活壓力；噴泉控制、電梯、自動門等等。

（2）在工業上的運用，很多工業領域的電氣儀表和設備現在都是PLC 技術自動化控制，實現生產過程中能夠自動化，只需要少數技術人員管理就可以，比如機床電氣一體化控制，大大提升了生產效率，而且生產過程更交安全，不容易出現故障，產品質量更好。

（3）在數控領域的運用，PLC 技術在自動控制編程中可以更加精準，所有的參數的可以精確到更理想的狀態。

PLC 技術自動控制中的運用還體現在農業領域的，溫度、光照、水量、肥量等等都可以實現自動化控制，讓以最節約、最合理的模式促進農業發展；在軍事領域的運用等等。

4 結語

PLC 技術在電氣工程中的運用一定是會越來越廣泛的，尤其先進社會發展的速度越來越快，人們越來越享受自動化帶來的方便，各個企業也是勞動力都得不到滿足，但企業效益要不斷提升，如何實現PLC 技術給企業帶來的經濟效益就是未來的趨勢，相關技術研究人員也是責任重大，把更加優化的PLC 技術推廣運用到社會中運用。