PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的應用

鄭巨南

摘要：PLC技能的運用日益普遍，不斷進行技術創新，從而使得電氣工程自動控制的技術水平可以獲得有效提升。文章主要通過分析運用PLC技術，分別在電氣工程學與工業自動化管理中不同階段的技術進展情況，探討了電氣工程控制與智能化的技術發展趨勢，并分別針對現代制造業迅速發展的實際狀況，給出管理策略。

關鍵詞：PLC技術;電氣工程;自動化控制

一、引言

PLC即是可編程邏輯自動控制器，可編程自動控制器是電子計算機大家庭中的重要一部分，主要是為工業生產監控應用領域所產品設計制作的，伴隨科學技術的發展，該自動控制器主要是使用其內置記憶程式，進行邏輯計算，序列管理，時序控制器，算術運算等工業應用的命令，利用數字或模擬輸出、輸入監控各類機器及其生產流程。

二、 PLC應用技術原理

（一）應用程序原理

1.開關量的邏輯限制

它完全代替了原有的繼電器電路，同時完成了邏輯控制和程序控制功能。它不但能夠進行整套裝置的管理，也同時能夠進行各機組的管理和自動裝配[1]。

2.仿真量控制

在生產過程中出現很多變化，如高溫電壓等級的模擬量。進行模數處理，要求A/D變換和模與數間的D/A變換。PLC是建模和數量關系的有效因素。

3.運動控制

PLC技術主要采用電子控制的圓周運動和直線運動。在控制機構的設計中，開始時位置傳感器和啟動齒輪直接連接到“I/0模塊”，但現在通常使用專用的運動控制器模塊。

對環境溫度，流速、電壓等模擬規模的封閉監控，又稱過程控制系統。PLC技術特點是能以實現對各類監控算法的程序設計為優點，實現封閉監控。

（二）技術原理

1.輸入采樣階段

在這種處理過程中，PLC把所有提供適合自身的各種數據信息的個人狀態完全掃描后，再保存到映像領域的相關單元。由于輸入狀態和數據信息的變化，相對的圖像區域的單位狀態和數據類型也將會發生變化。進入就必須脈沖信號的長度大于安全周期，以確保百分之一百的安全性，方可讀出輸入信號。

2.輸出刷新階段

前階段工作完成后，PLC控制系統隨即步入自動輸出新階段。在此流程中，CPU將按照視頻區的相關數據和狀態信息，在恢復輸入輸出鎖定電路后，通過電路系統進行相應的外部設備系統的驅動。屆時，PLC控制系統的實際輸入輸出刷新功能將全部實現。

三、PLC技術在電氣工程智能化過程中的運用

（一）降低輔助開關量

關鍵的電路元件儀器在控制電路的連接上也是非常關鍵的，尤其是在某些集成電路元儀器的工作中，因為監控程序的自動化，會添加許多集成電路元儀器。但因為集成電路元儀器易碎，在具體使用流程中容易出現問題，也不利于整體控制器的穩定性和健康可靠性。而PLC技術就是使用電氣自動控制來處理該問題，使用PLC技術能夠降低集成電路元器件的故障和問題產生頻率，并且在啟動電子繼電器的使用總量上明顯下降，因而使整體控制器的安全可靠和穩定性極大地提高。維護流程也非常簡便。最為關鍵的是PLC的應用，由于雙向控制器的使用總量大大減少，從而使得對信息的主動性集中管理，這就顯著增加了整體信息系統的監控范圍，也因此提高了工作的速度和效能。

（二）自動切換

從很多實際應用的大數據分析和對比結果中，可以很容易看出這個現象的電控系統如果發生了故障，就必須花費比較長的時間去處理故障問題，使控制系統正常地工作下去。在這個階段，故障問題可以無限擴展，甚至在很大的情形下，也會給控制系統帶來無法挽回的損失。PLC也包含在應用程式中，如果控制系統發生了故障，首先作用的PLC就會自行解析出發生故障起因，并把結果及時通知給操作者 也會有效提高了電氣系統安全工作的運行穩定和安全。

（三）流程控制

為更好地管理電氣工程自動化，工廠管理人員往往使用了各種控制技術，也同時增加了管理所需生產成本。PLC技術廣泛應用于生產電氣自動化控制，使電氣系統在工業生產過程中更便于管理，而使用操作更為簡單的PLC技術，在生產工作全過程中可以大大地提高資源使用率，從而降低成本。

四、 PLC技術的模式構建應對策略

（一）構建系統設計與系統應用之間的協調體系

我們必須盡力量構建一個長期有效的溝通協調機制。政府有關部門才能更準確掌握電氣自動化控制的應用特點，以便于有針對性地開展設計研究與應用，從而促進了PIC技術與電力智能化控制系統技術的深入發展[2]。

（二）實現對系統順序化控制

過去，我國傳統的電氣自動化控制在系統穩定性方面表現不佳。一旦控制系統工作時間過長，很容易出現控制系統能耗過大等問題，企業生產成本會增加。PLC大大提高了電氣自動化控制的工作穩定性，實現了電氣自動化控制系統工作順序的合理調節。同時可以降低能耗。

（三）加強了PLC技術在開關及控制系統方面的運用

信息科技的蓬勃發展，也更加完善了PLC技術的開關管理。PLC技術具有與電腦同樣強大的管理功能，特別是對開關控制系統方面而言，優越性尤為突出。相比于傳統的開關控制系統方法，現在的通過PLC技術的開關控制系統不僅工作穩定性更強，還明顯提升了工作效能，同時，也延長了使用壽命，大大減少了開發成本因此，在以后的產品開發過程中，將加大PLC技術在開關控制系統方面的運用。

五、結論

PLC技術在工業生產控制系統領域的應用，一方面提高了管理功能，另一方面可以有效降低能耗，從而降低成本，提高安全性和穩定性，是一種比較靈活的測試故障方式，隨著通訊網絡和數據圖形顯示的發展，使PLC技術向著工業信息處理和PLC控制連續生產等方面的進一步發展。在過程中，使用的技術方向也一步一步地向今后在新科技作用下工業生產的高智能化發展前進。目前，我們大約有30多家PLC的制造商。需求量、生產定做、成本費用、售后服務和反饋速率都是我們國內企業發展的強大競爭力。PLC多樣、廣泛地應用于鋼材、油田、化學工業、發電、建筑、機械生產、車輛、輕工和紡織、交通、環境、企業文化體育等國內外全行各業。

參考文獻：

[1]基于虛擬仿真技術的電氣控制與PLC教學改革研究[J]. 朱思思. ?科技經濟市場. 2020（11）.

[2]PLC編程技術在電工電子實驗中的應用[J]. 孔憲林. ?電子技術與軟件工程. 2020（21）.

[3]杜吉雅， 王生杰. PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的應用分析[J]. 自然科學（文摘版）.