電氣工程及其自動化控制中PLC技術的應用

廖 謙

(襄陽汽車職業技術學院，湖北 襄陽 441000)

1 PLC技術簡介

1.1 概念

PLC的全稱是可編程邏輯控制器，是一種專門用于自動化控制系統的控制器，能夠即時執行并儲存控制指令。它具有CPU、存儲器等構件，與計算機具有一定的相似性，還能夠接收和輸出指令，但不具備1/0設備，體積也較小，因此與計算機還存在區別。PLC控制系統的本質就是一塊智能化芯片，也是一個小型的數據處理系統，能夠以較高的速度儲存和執行指令。其中“小型”并非指體積，而是其不具備完整的計算機功能，只能承擔其中一部分工作，與計算機相比性能稍弱，但足以用于大多數控制系統中。

1.2 特點

(1)抗干擾強。如今絕大多數信息技術是應用電磁波進行信息的傳遞，它們在傳輸途中會發生相互作用，尤其是同頻段的波，可能發生干涉衍射等，導致信號減弱甚至丟失。但使用PLC芯片可以提高系統的抗干擾性，它能夠在較為復雜的環境中正常工作。

(2)界面簡潔，容易學會。PLC能夠被絕大多數人接受，它的界面簡潔易懂，沒有過多贅余的功能，其指令數量要比微型計算機少許多，大多數小型PLC只有16條左右的指令，不具備豐富IT知識或者只具有一點基礎的人也能夠進行編程，不需要專門學習計算機的相關知識。

(3)尺寸齊全，功能強大。PLC技術起步較早，經過多年發展和完善，它已經形成了一系列不同尺寸，無論設備體積大小，都有與之對應的PLC芯片。并且隨著信息技術的發展，PLC功能更加強大和豐富，如今已經能夠達到瞬時接收和傳送數據，在數控領域發揮了巨大作用。

(4)適應性強，靈活多變。PLC采用積木式結構，用戶可以通過自由組合來調整控制系統的規模，因此它具有較高的自由度和靈活性，幾乎可以滿足電氣工程及其自動化控制系統中的任何要求。

(5)體積較小，耗能較低。PLC產品普遍體積較小，而且已經推出了微型產品，長寬都在10cm以內，不會占據太大空間，能耗也很低，不會增加機器的負擔，是電氣系統中的理想控制裝置。

2 電氣工程及其自動化控制中PLC技術的應用

2.1 開關量控制

在電氣系統開關量控制中應用PLC技術，可以大大提升系統的響應速度，從而為企業帶來更多經濟效益。PLC主要通過1/0接口來操縱生產過程，因此在設計系統時，需要先根據實際的工藝控制情況確定1/0開關量點數，要在計劃數據的基礎上留有大約20%的富余量，同時為了提高系統的安全性，保證在緊急事故發生時能夠自動切斷負載電源，可在其中增加交流接觸器。另外，還需根據公式對存儲器容量進行估算，并選擇合適的規格，如今市面上的內置式和外插式PLC功能都較為完善，可根據實際情況自由分配。

2.2 順序控制

在電氣工程中，順序控制也是自動化控制系統的一大要點，采用PLC技術能夠實現自動化順序控制，也可實現遠程控制，提高設備運行的效率并降低能耗。在實際應用時，要從主站層、現場傳感和遠程控制等方面入手。

2.3 繼電保護

在電氣系統運行過程中，容易出現電流、電壓過高或者過低的情況，導致系統故障，若采用人力監管，需要耗費大量資金，并且也不能像電子設備一樣高效快捷，因此可采用PLC主導的繼電保護系統，對電氣設備進行監管。

3 在電氣工程及其自動化技術中應用PLC技術的注意事項

3.1 現存問題

(1)高精尖人才培養。雖然我國的各所大學都早已開設了電氣工程相關專業，但在PLC芯片及其相關技術的教學方面還存在諸多欠缺，電氣專業的計算機為公修課而非專業課，內容淺顯，教學方向缺乏指向性，與電氣技術聯系不大，并且教師的水平也偏低，很少有大師級人物，許多學校缺乏相應的教學經驗，所教內容在幾年內都不會發生變動，然而電子科技和信息技術發展十分迅猛，在一兩年的時間內就可能出現技術革新，要想走在世界前列，還必須提高本國的創新能力，不能一味地借鑒他國經驗。

(2)PLC芯片依賴進口。目前國內PLC芯片生產廠商數量較少，企業規模一般較小，最有影響的算是無錫華光，它雖然生產多種型號的PLC芯片，但其產品質量還無法與德國西門子公司相比，并且銷量和產品型號等還存在很大的局限性，所占市場份額極小，遠遠比不上西門子公司在中國的份額。若不能實現PLC芯片的自主研發，仍舊依賴進口，就會被其他國家掣肘，無法真正發展成為工業強國。

3.2 策略

(1)重視人才培養。首先，國家應當加大對人才的培訓力度，對高校和中職中專、高職高專中的電氣工程專業教學模式進行革新，重視學生實際操作能力的培養，并引導他們學習先進的知識技術，包括計算機方面的編程等，讓他們能夠熟練將PLC芯片等與電氣自動化相結合；企業也應當對現有從業人員展開系統培訓，讓他們熟悉PLC芯片的特點與操作系統，能夠做到熟練使用以PLC為主導的電氣自動化系統，提高工作效率。

(2)統一標準。在使用PLC技術時，需要對其進行統一和規范，完善各項相關制度，并依托信息化技術構建交流平臺，實現技術和數據共享，將語法進行統一，派遣專人維護信息平臺與控制系統，保障其安全平穩運轉。

4 結束語

目前我國電氣工程技術已經日趨完善，得到了廣泛地應用，極大地提高了我國的工業水平，促進了許多行業的發展，為企業提高了生產效率和經濟效益，并節省了大量人力資源。想要在此基礎上更進一步，就需要在自動化控制系統中采用PLC技術，彌補現今控制系統中的不足，提高響應速率，提高自動化程度，降低對于操作員的需求，同時也應當重視專業人才的培養，提高從業人員科學素養，使他們能夠順應時代發展潮流，自覺學習PLC自動化控制系統的使用。