電氣工程自動化控制中PLC技術的應用探究

摘 要 隨著我國科學技術不斷發(fā)展，電氣工程自動化已經成為必然發(fā)展趨勢。應用PLC技術可以有效減少人工勞動力投入量、提升電氣工程運行效率、降低電氣工程運行成本。基于此，本文首先分析PLC技術的含義，探究電氣工程自動化控制中PLC技術的應用，最后提出電氣工程自動化領域中PLC技術的發(fā)展趨勢。

關鍵詞 PLC技術;電氣工程;自動化控制;應用

引言

PLC技術作為計算機技術、電子技術發(fā)展的衍生品，其中結合了自動化技術、通信技術、計算機技術等，綜合性能非常強。特別是在電氣工程自動化控制領域中，PLC技術在其中發(fā)揮著極大作用，實現(xiàn)了全自動運行。在軟硬件不斷被開發(fā)的背景下，軟件編程難度也隨之降低，更有助于發(fā)揮PLC技術優(yōu)勢，編程也更加簡便。PLC技術在十多年發(fā)展中，其控制功能也更加豐富，可以實現(xiàn)全天連續(xù)自動化控制，從而推動電氣工程又好又快發(fā)展。

1PLC技術相關闡述

PLC技術是指可編程邏輯控制器，可以控制電氣設備自動化運行和全天實時監(jiān)控功能，保證電氣設備運行效率與安全[1]。PLC技術可以實現(xiàn)邏輯運算、順序操作功能，借助數(shù)字量、模擬量實現(xiàn)電氣控制。從電氣自動化領域分析，當今電氣工程內部結構更加復雜，科學采用自動化技術有助于減少運行能耗、提高系統(tǒng)靈活性。PLC技術作為自動化控制領域的代表，傳統(tǒng)繼電器被現(xiàn)代化輔助繼電器取代，讓繼電器節(jié)點變位時間無限接近零，在保證生產效率的同時有效控制能耗。

2電氣工程自動化控制中PLC技術的應用

2.1 開關量控制

在電氣工程自動化控制中，PLC技術可以發(fā)揮運行效率高、安裝便捷、維修方便等優(yōu)勢，可以保證電氣工程自動控制精度，減少人力成本、時間成本投入量，還可以避免電氣工程結構過于復雜、系統(tǒng)修改難度大等問題。再過去，主要是機電設備控制電氣設備，PLC技術可以完全取代傳統(tǒng)機電控制模式，最明顯的優(yōu)勢就是提升了機電系統(tǒng)開關質量。PLC系統(tǒng)借助節(jié)電器控制電氣設備運行動，憑借編程器中的順序控制邏輯，讓電氣工程運行更具規(guī)范性，按照控制器中的梯形圖標準完成仿真檢查工作。

2.2 模擬量控制

模擬量控制中最重要的就是保證控制模塊靈活操作，而PLC系統(tǒng)中采用功能模塊組合形式，可以實現(xiàn)這一目標。其中，最為重要的模塊包括I/O控制、高性能計算、主機模塊等。在PLC模擬控制模塊上，實現(xiàn)了儀表控制、操控過程控制功能集成，不僅提高了運行效率，還可以保證控制精度。在電氣工程自動化控制中，PLC控制器還可以控制系統(tǒng)運行溫度，如上升溫度控制、恒溫控制、下降溫度控制。電氣工程自動化控制中熱處理是非常重要的環(huán)節(jié)，而借助PLC技術可以自動調溫，降低熱系統(tǒng)處理難度，這也是傳統(tǒng)儀表控制方法不具備的功能。

2.3 系統(tǒng)集中控制

PLC系統(tǒng)就好比整個電氣工程的“指揮官”，負責指揮整個電氣系統(tǒng)設備的運行，實現(xiàn)了控制系統(tǒng)的功能集成。如PLC系統(tǒng)可以直接判定電氣系統(tǒng)中某個部位出現(xiàn)故障，在進行故障定位之后同時分析故障因素，將最終分析結果上傳到人機交互界面，讓管理人員第一時間看到故障信息。故障判定主要是借助PLC系統(tǒng)的邏輯錯誤檢測、時限故障檢測功能，在PLC編程器中設定系統(tǒng)運行參數(shù)閾值，如果電氣設備實際運行參數(shù)超過了設定閾值，則判定出現(xiàn)了故障點，自動調整電氣設備的運行參數(shù)。如電氣設備運行中，每個運行環(huán)節(jié)都按照PLC編程，設置啟動定時器，這樣在自動化運行過程中可以及時發(fā)現(xiàn)錯誤類型，并第一時間發(fā)出警報信息。PLC系統(tǒng)中的信號傳遞都遵循著一定邏輯關系，這就是這種邏輯關系才可以提升故障判定精度，實現(xiàn)系統(tǒng)的整體控制，如果局部故障不會影響整個電氣系統(tǒng)運行，系統(tǒng)只會切斷故障線路的繼電器，不會造成整個電氣系統(tǒng)無法運行[2]。

2.4 變頻調速控制

變頻調速控制是PLC自動控制功能實現(xiàn)的重要一環(huán)，PLC系統(tǒng)中有很多接口，可以與變頻器連接，PLC系統(tǒng)負責下達指令給變頻器，變頻器負責調節(jié)電氣設備，讓電氣設備時刻處于最佳的運行狀態(tài)，減少無用能耗。其中，PWM可以根據系統(tǒng)設置參數(shù)控制電氣設備運轉功率。電氣輸入參數(shù)和電氣設備性能成正比，所輸出的電壓量也會受到一定脈沖周期影響，而這些負面影響很多都是無用功耗的釋放，因此變頻調速系統(tǒng)還可以保證電氣系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，確保電氣系統(tǒng)可以安全平穩(wěn)運行。

3電氣工程自動化控制中PLC技術的發(fā)展趨勢

3.1 強化抗干擾性能

從電氣工程實際發(fā)展情況來看，如今電氣工程規(guī)模越來越大，電氣設備數(shù)量不斷增多，即使采用了屏蔽技術、調頻技術依然存在一定的電磁干擾情況，對PLC系統(tǒng)帶來一定影響。干擾情況可能會帶來數(shù)據計算錯誤、運行偏差、系統(tǒng)紊亂等。為了能夠保證PLC系統(tǒng)運行性能，未來PLC技術發(fā)展中要進一步強化抗干擾性能，借助多種電磁屏蔽、隔離技術，加強PLC系統(tǒng)在惡劣環(huán)境運行的穩(wěn)定性，避免電磁信號的負面干擾[3]。

3.2 Soft PLC

在電氣自動化控制領域中，PLC的地位越來越高，可以實現(xiàn)自動控制、遠程監(jiān)控、故障判定等功能，推動了電氣自動化發(fā)展進程。而想要讓PLC技術發(fā)揮更大的作用，最終還是要看PLC技術本身性能。PLC在多年發(fā)展中也推出了很多新興技術，如Soft PLC（軟PLC技術），該項技術應用了最新組態(tài)架構，實現(xiàn)了系統(tǒng)結構、系統(tǒng)功能的集成，并且不受PLC設備本身限制，可以實現(xiàn)開放式編程，也就是用戶想要編程不局限于PLC設備本身，而是在網絡上自動編程實現(xiàn)個性化功能，讓PLC技術的應用范圍更加廣闊。

3.3 智能化控制

如果說人工控制的改革是自動化控制，那么自動化控制的改革就是智能化。人工智能技術在我國還處于初期發(fā)展階段，雖然應用領域十分局限，但卻是每個行業(yè)的主要發(fā)展方向。PLC技術現(xiàn)如今還是在自動化領域發(fā)揮效用，隨著人工智能技術、云計算技術不斷成熟，PLC技術也會逐漸應用這些智能化技術，讓PLC控制電氣工程系統(tǒng)像人一樣靈活控制。如電氣系統(tǒng)中可能出現(xiàn)了通信協(xié)議錯誤問題，而如今協(xié)議錯誤問題依然需要人工解決，自動化系統(tǒng)無法自主解決故障問題，而智能化技術的應用融入了神經網絡、模糊計算、專家數(shù)據庫，系統(tǒng)會自動選擇可行性通信協(xié)議，并從中挑取最優(yōu)協(xié)議，無須人工介入即可解決故障。

4結束語

綜上所述，電氣工程自動化控制領域中PLC技術發(fā)揮著巨大的作用，不僅能夠保證電氣系統(tǒng)運行安全性和穩(wěn)定性，同時可以減少人工勞動力投入、降低運行成本。這就要不斷加強PLC技術的研究工作，挖掘PLC技術的潛能，同時要積極應用新型PLC技術，推動電氣系統(tǒng)改革進程，如soft PLC、PLC智能化、抗干擾自動控制系統(tǒng)等，進一步提高電氣工程自動化控制性能。

參考文獻

[1] 呂博，張旭東，趙德強.電氣工程自動化控制中PLC技術的應用探究[J].通訊世界，2017（4）：555-556.

[2] 錢亮.電氣工程自動化控制中PLC技術的應用探究[J].電子樂園，2019（3）：991-992.

[3] 劉寶龍.PLC技術在電氣工程自動化控制中的應用探究[J].山東工業(yè)技術，2016（10）：789-790.

作者簡介

劉遠周（1982-），男，云南宣威人;學歷：大學本科，現(xiàn)就職單位：云南機場集團有限責任公司，研究方向：電氣工程、人工智能、電氣自動化。