PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的應用研究

鄧積東

摘要：隨著PLC技術的不斷發展，其在電氣工程及其自動化控制中的應用也更加廣泛，本文將從PLC的技術運行原理和應用優勢開始闡述，分析其在電氣工程自動化中對數據控制、閉環控制、開關量控制和順序控制中具體運用研究，僅供參考。

關鍵詞：PLC;電氣工程;自動化

引言：現階段，我國的PLC技術應用水平已經逐步趨于成熟，在電氣工程自動化中的運用也是必然的趨勢，而且PLC技術在電氣工程中有著無與倫比的優勢和無可限量的前景，讓無數研究人員對其的實踐應用、拓展研究投入前所未有的激情，實現PLC技術在電氣化工程及其自動化控制中的充分運用，進一步發揚其優點。

1PLC技術概述

1.1運行原理

PLC是一種專業應用于工業的計算機，全稱是可編程控制器。它是由四個部分組成，分別是CPU運算和控制中心（由控制器、運算器和寄存器組成）、存儲器（分為系統程序存儲器和用戶存儲器）、輸入/輸出接口（由輸入接口、輸出接口和用來輸入/輸出模擬電流信號和高速脈沖信號的特殊結構組成）、編程器（分為手持編程器和通過RS232口與計算機相連，通過鍵盤直接編程）。

其工作過程分為三個階段，分別是：輸入采樣、用戶執行、輸出刷新。執行完三個階段就完成一個掃描周期，在其基礎運行的期間，就是以一定的掃描周期執行這三個階段，如此循環往復，直至停止運行。

1.2應用優勢

PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的應用優勢主要體現在三個方面。首先，它具有較強的通用性，編程語言簡單，學習及開發時間短，現場調試簡易，便于技術人員的實踐操作。在實際運用過程中，需要更改程序或方案，可以不需要拆裝硬件，降低工作強度。PLC產品的體積普遍偏小，便于攜帶和使用。其次，PLC的內部電路采用了先進的抗干擾技術，具有很高的的可靠性。PLC自身的軟件功能可以代替繼電器控制中的某些元件，降低接線數量，同時也就降低了線路故障發生率[1]。最后，PLC的使用領域幾乎滲透到了位置控制、溫度控制、CNC控制等各種工業控制中，還有其通訊及人機界面技術的發展，讓PLC極其容易組成各種各樣的控制系統。

2PLC技術在電氣工程自動化的具體應用

2.1數據控制

由于PLC主要用于現場控制，所以采集現場數據是一項非常重要的功能。將PLC與計算機相連接就可以實現對PLC進行終端數據采集與控制，實時自動地為電氣工程管理部門提供及時真實的數據，并且能對大數據進行匯總與分析處理，讓管理層與執行層的信息交流無障礙，下達準確的操作及維護指令，從而降低了運維的成本。PLC還有另外一個特點是自檢信號多，可以利用其特點實現白診斷式監控，減少系統的故障，提高可靠性。由于PLC遠程數據監控的普及，對數據傳輸保存的保密性和安全性儼然成了一個不可回避的問題，我們在充分利用其便利和優勢的同時，也要加強數據信息的標準化管理。

2.2閉環控制

PLC閉環控制是指根據控制對象的輸出反饋來進行校正的控制方式，它是在測量實際與計劃發生偏差時，按定額或者標準來進行糾偏的，整個工作過程形成了一個完整的閉環。在這個閉環運行過程中，很容易受到反饋機制的影響，在啟動電氣系統時，要做好數據的錄入和修正工作，確保信息的有序輸出，保證其輸出效果。在控制系統中應用自動化技術進行控制，對現場控制箱的啟閉、手動啟閉和自動啟閉等各個種類的電機啟閉進行科學的自動化控制，滿足其程序運轉的合理性需求。由于閉環控制系統結構簡單，容易實現自動控制，并且具備很強的靈活性和高效性，因此，在電氣工程領域及其他各個領域都得到了廣泛的應用，并獲得了良好的應用效果。

2.3開關量控制

PLC的開關量控制是指在電氣控制過程中PLC的輸入與輸出。開關有兩種狀態：接通和閉合。基于PLC技術對開關量的控制步驟為：根據控制功能，讓其輸入信號和輸出信號間建立起邏輯函數關系并實現其函數關系，編寫控制指令、作出I/O分配，得到相應的梯形圖。PLC根據編寫的控制指令實現邏輯開關有效開啟和閉合。PLC的開關量控制通過編輯信息存儲系統，使其更好地融入虛擬電機的運行，其應用在我國電氣工程自動化過程中優勢更為突出。隨著PLC的數據處理功能越來越強大，對于邏輯問題某些時候使用數據處理指令比單純的邏輯指令造作要簡單，但是大部分的邏輯設計很難直接使用到與數據處理相關的PLC程序中，這也是PLC控制中有待突破的一環。

2.4順序控制

PLC順序控制是指按照預先規定的順序，在各個輸入信號指令作用下，在其運行過程中各個執行機構自動而有序進行操作。順序控制作為較常用的自動化控制程序，主要由主程序模塊和功能模塊組成。PLC技術具有強大的順序器自動化智能化控制功能，其操作避開了出現重復性操作的步驟，簡化了操作流程，減少了時間損耗，從而有效地保證了自動化系統的可靠性和高效性[2]。

2.5未來發展

PLC技術是20世紀60年代開始誕生與發展，至今使用已有60多年的歷史，它憑著通透性強、可靠性高、適應惡劣的環境，操作簡單，易學易用，成本少體積小等一系列優勢，廣泛運用于各個行業的控制系統，尤其是在自動化領域，它已成為加工業自動化的三大支柱之一，運用的前景將是無可限量的，未來的PLC技術為滿足社會科技水平提出的高要求，在適應其高強度高精度的工業水平中更加精準安全和可靠，并且與各個信息平臺的交流更加智能化，朝著更小、更快、更強、更好地方向不斷努力著。

結論：自從PLC技術在電氣工程及其自動化控制中得到充分應用后，電氣工程行業得到了質的飛躍，在其使用過程中，要科學、合理地運用適宜的技術方案，制定好其安全管理制度，讓PLC的技術在電氣工程自動化控制工作中得到更好、更快的發展。

參考文獻

[1]于兆磊.PLC技術在電氣自動化控制中的運用[J].中國設備工程，2021（1）：227-229.

[2]陳吉平.PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的運用分析[J].現代制造技，2021（2）：181-186.

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