電氣工程及其自動化控制中PLC 技術運用

吳奔

摘 要：自動化應用的水平彰顯著一個國家的科技與工業實力，PLC技術是電氣工程自動控制中非常重要的技術，提高了自動控制水平，而且能夠讓設備當中一些比較難處理的問題和缺陷得到有效的解決。通過在實際工作經驗的總結中可以發現，PLC技術在自動化控制中的應用與普及，有效的縮短了技術人員排查故障的時間，增強了工人的工作效率，而且還大幅提高了電氣設備的自動化程度。隨著對PLC技術的不斷優化與研發，其在電氣工程及自動化控制中的應用會更加廣泛。

關鍵詞：PLC;工業;應用;自動化控制

1.PLC技術概述

PLC技術從概念上來講是一類利用編程控制的技術，把PLC技術使用到編程中，將其貯存在內儲存器中，然后幫助內部程序進行儲存，再根據用戶發出的指令進行有邏輯性的計算。此外，PLC技術可以被用于專門軟件系統中來進行其他方面的工作。這是由于PLC技術的控制工作指令排序對各類數據進行掃描分析，再統一處理，隨后將運行結果利用控制信號的方式實現傳遞。通常來講，CPU可進行循環執行。可是，將PLC技術應用到電氣工程及其自動化控制中，會讓接線量的使用次數急劇減少，因為在運用PLC技術時接線端口所需的輸入端口和輸出端 口有限。利用PLC技術進行工作時，其工作線路會使用數學形式存儲到PLC中，其中只要PLC發生任何變化，其存儲器的程序可進行更改，從而實現穩定控制的目標。

2.PLC的電氣自動化控制中的優勢

首先，PLC技術的應用，提高了電氣工程領域的自動化程度，大大節省了人力、物理，提高了工作效率。此外，PLC技術的應用，提高了電氣自動化系統的穩定性和可靠性，可有效的節約能源消耗，實現設備控制自動化。最后，PLC技術，具有系統自動修護功能，依靠計算機運算和信息傳遞功能，可以對一些非技術問題進行自動修復，大大降低了自動化維修人員的工作強度。

3.PLC技術是如何在電氣自動化中應用的

3.1開關量控制

開關量控制是PLC技術中最基本的應用。開關量控制的目的是根據開關量歷史的輸入組合與當前的輸入順序，使PLC產生對應的開關量的輸出，來達到系統按照給定的邏輯順序工作。PLC在電氣控制電路中比較常見的，可以提供開關量信號開關類元件有溫度開關、行程開關、按鈕等。行程開關的作用可以用來反饋運行位置，在電氣設備指定的位置上安裝一個行程開關，行程開關的觸點接到PLC的輸入點，PLC程序就通過此輸入點的接通與斷開狀態，進行相應的輸出。我們要電氣設備完成某一項或某一系列動作，就要通過按鈕來傳輸信號給PLC完成指令操作。溫度開關給出的信號也是開關量，為了讓控制系統簡單化，將不是開關量的溫度信號處理成了開關量，當達到設置溫度時，溫度開關內的繼電器就會接通，從而會給PLC發出信號，PLC根據接收到的信號在決定是否執行命令

3.2順序控制

順序控制應用在電氣工程中，如果將一個控制系統分解為幾個相互之間獨立的控制動作，且為了保證生產的運行正常，各獨立控制動作能不出差錯的按照給定的先后順序依次的執行任務。實現PLC邏輯控制的三個必備要素是工作任務、轉移目標和轉移條件，三者缺一不可，缺少一個，順序控制功能都無法實現，通過對三個條件的完善與優化，可以有效提升自動控制系統的穩定性與效率。實現按給定的順序執行是順序控制系統的最基本特征，可以將順序控制細分為邏輯順序、條件順序與時間順序。邏輯順序即按照預先給定的條件，按順序依次的執行命令。條件順序即執行條件是否能滿足邏輯控制要求。時間順序即執行時間，什么時間開始執行命令，什么時間停止執行命令。順序控制提升了工業領域中自動控制水平，順序控制是在工業的自動控制系統中一種比較典型的控制方式，應用廣泛，如在交通領域中對信號燈的控制，對商品包裝的生產線控制等。

3.3閉環控制

在傳統的電氣工程領域，自動化普及應用程度并不高，更多是利用人工的方式來啟停電氣設備，這樣會使得設備的安全性與可靠性得不到保障，而且還降低了工作效率，但是PLC在模擬量閉環控制中的應用，有效的解決了這樣的問題。在工業生產以及日常生活的應用中，閉環控制被廣泛的應用在自動控制系統中，如對運行中的電機進行自動控制，又如在電動機轉速控制系統，流量、液位、溫度、壓力等的控制系統等等，都是采用了閉環控制系統。閉環控制可以分為單閉環控制與多閉環控制系統。對于控制兩個過程變量比例比控制它們之間的絕對值更重要的系統來說，例如控制兩臺需要同步的設備的速度，就可以采用單閉環控制系統。而多閉環控制系統是將兩個過程數據變量之比保持為一個常數，如在對電氣設備自動調溫系統的控制等。在對閉環控制系統的選擇上，要根據需要擇優進行選擇。

4.電氣自動控制系統中PLC技術的應用發展方向

目前，隨著大規模集成電路等微電子的發展，PLC技術已經非常成熟，不僅可靠性得到了提高，成本下降，控制功能得到了增強，功耗和體積減小，而且隨著圖像顯示、通信網絡、數據處理的發展，使PLC向連續生產過程控制的方向發展。一方面為適應自動控制系統向小型化發展的需要，要大力發展性價比更高、速度更快、小型的PLC。另一方面，向速度更快、容量更大、技術更加完善的大型PLC方向發展。隨著電氣自動化向著更復雜化控制系統方向的發展，人們對PLC的數據信息的傳輸與處理能力也提出了更高的要求，要求其存儲器的容量也越來越大。為滿足自動化控制領域中各種自動控制需要，近年來，開發了許多新模塊和新器件應用在了PLC技術當中，如智能輸入輸出模塊、用于排除PLC故障的智能檢測模塊以及溫度控制模塊等，這些新型模塊的應用和開發增強了PLC的使用功能，擴展了其應用范圍，還提高了自動化系統的穩定性。未來PLC軟件技術的發展趨勢，會向著多種編程語言的共存與互補的方向開拓，PLC的編程語言在順序功能語言、指令語言、梯形圖語言的基礎上會不斷的豐富與擴展，并向著更高的層次發展。隨著相關的軟硬件技術、商業模式和社會價值的發展成熟，PLC會向著虛擬化的方向發展。PLC虛擬化是利用通用標準硬件模塊和軟件的方法，模擬或仿真出行為上類似于特定的PLC硬件系統。PLC虛擬化的發展，會使任意個人和組織避免重復制造，使服務和軟件構建各個環節的效率得到提高，加速了各類應用的架構和落地，而且PLC虛擬化的應用會從根本上改變現有的自動控制系統中的安全治理模式和安全架構。

結束語

現如今，我國科技水平的不斷提升，PLC技術也被廣泛的應用到各個領域的電氣自動化中，雖然我國的PLC技術還存在的很多的問題亟需解決，但是相關政府和社會各界都在積極參與到PLC技術的研發和創新當中，使得PLC技術與設備的結合率更高，工作效率更高。從而促進我國社會經濟的發展。

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