PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用研究

孫秀蘭

[摘? ? 要]隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，我國(guó)的智能化水平與自動(dòng)化水準(zhǔn)正在逐漸提升，在此基礎(chǔ)上，PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用程度得以逐漸加深。文章分析了PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，并且對(duì)PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，期望能夠?yàn)殡姎庠O(shè)備自動(dòng)化控制水準(zhǔn)的提升提供參考價(jià)值，從而為我國(guó)電氣行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供幫助。

[關(guān)鍵詞]PLC技術(shù);電氣工程;自動(dòng)化控制

[中圖分類號(hào)]TM76 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）09–00–02

[Abstract]With the advent of the information age， the country's intelligence level and automation level are gradually improving. On this basis， the application of PLC technology in electrical engineering automation control has been gradually deepened. This article analyzes the application advantages of PLC technology in electrical engineering automation control， and studies the application of PLC technology in electrical automation control. It is hoped that through the research of this article， it can provide reference value for the improvement of electrical equipment automation control level， so as to Provide help for the long-term development of my country's electrical industry.

[Keywords]PLC technology; electrical engineering; automation control

現(xiàn)階段，PLC技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用非常廣泛。對(duì)電氣工程而言，要想提升生產(chǎn)效率，應(yīng)該確保內(nèi)部系統(tǒng)可以做到自動(dòng)化控制，而應(yīng)用PLC技術(shù)便可以輕松實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化目標(biāo)。因?yàn)镻LC技術(shù)帶有通用性強(qiáng)與便捷性好的優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)多數(shù)企業(yè)選擇把PLC技術(shù)當(dāng)作電氣工程的主導(dǎo)技術(shù)，在此背景下，電氣工程企業(yè)的技術(shù)人員需要關(guān)注PLC技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)需要對(duì)PLC技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行深入研究。

1 PLC技術(shù)和PLC技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成

1.1 對(duì)PLC技術(shù)進(jìn)行分析

對(duì)傳統(tǒng)型的機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)而言，繼電器是其關(guān)鍵構(gòu)成部分。繼電器的特點(diǎn)是它的電磁干擾很強(qiáng)，在信號(hào)傳輸階段出現(xiàn)的電流很大，設(shè)備周圍擁有很強(qiáng)的電磁場(chǎng)，有一定概率會(huì)嚴(yán)重干擾系統(tǒng)的電磁信號(hào)傳輸工作。舉例說(shuō)明，存在電磁繼電器的磁場(chǎng)有一定概率會(huì)和機(jī)電設(shè)備周邊的高壓線路的磁場(chǎng)發(fā)生重疊，由此出現(xiàn)加強(qiáng)區(qū)域，不但會(huì)使磁場(chǎng)的輻射范圍出現(xiàn)明顯擴(kuò)大，而且會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)電設(shè)備的系統(tǒng)。使用PLC技術(shù)的機(jī)電設(shè)備能夠利用輸入方式與輸出方式使電磁信號(hào)干擾得到降低，從而避免出現(xiàn)接觸不良問(wèn)題。

傳統(tǒng)型機(jī)電設(shè)備在編程程序方面通常比較復(fù)雜，它的內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制的脈絡(luò)具有復(fù)雜特點(diǎn)，經(jīng)驗(yàn)程序及系統(tǒng)程序處于交叉運(yùn)行狀態(tài)。傳統(tǒng)機(jī)電不但具有編程程序比較復(fù)雜的特點(diǎn)，還需要對(duì)海量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲(chǔ)與處理，不但會(huì)增加技術(shù)操作者在操作時(shí)的難度，而且還使電機(jī)運(yùn)行效率很難提升。如果機(jī)電設(shè)備使用了PLC技術(shù)，它的編程會(huì)比較簡(jiǎn)單，而且在計(jì)算機(jī)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的輔助下，能夠遠(yuǎn)程操控機(jī)電設(shè)備，能夠最大限度地提升管理人員及技術(shù)人員操縱機(jī)電系統(tǒng)的水平。應(yīng)用程序在使用PLC技術(shù)之后能夠自行識(shí)別各種信號(hào)及各種程序，能夠防止出現(xiàn)操作人員多次輸入系統(tǒng)運(yùn)行的指令的問(wèn)題。舉例說(shuō)明，對(duì)傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備來(lái)說(shuō)，操作人員需要利用USB接口對(duì)其控制系統(tǒng)完成編程操作與輸入指令操作。利用PLC自動(dòng)識(shí)別技術(shù)機(jī)電設(shè)備能夠?qū)χ噶钸M(jìn)行主動(dòng)識(shí)別，而且能夠主動(dòng)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的端口。

1.2 對(duì)PLC技術(shù)架構(gòu)進(jìn)行分析

對(duì)PLC技術(shù)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其主要架構(gòu)包含終端處理器部分、交換器部分、存儲(chǔ)器部分、傳輸設(shè)備部分、電源系統(tǒng)部分。PLC技術(shù)系統(tǒng)在工作時(shí)的流程如下：數(shù)據(jù)在被終端處理器處理之后，傳輸設(shè)備會(huì)加密設(shè)備數(shù)據(jù)，并且把數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇粨Q器中，加密數(shù)據(jù)能夠在交換器之中完成解密，再按照指令傳輸?shù)酱鎯?chǔ)器之中，從而完成收集信息操作、處理信息操作、傳輸信息操作、分析信息操作、存儲(chǔ)信息操作。

系統(tǒng)指令是未經(jīng)加密的明文，會(huì)在傳輸設(shè)備之中利用二進(jìn)制來(lái)完成加密數(shù)據(jù)工作。在二進(jìn)制背景下，傳輸設(shè)備能夠把自行收集的信息轉(zhuǎn)化為0與1構(gòu)成的數(shù)字代碼，在完成壓縮之后再進(jìn)行傳輸，加密主體與解密主體變成0與1構(gòu)成的多個(gè)字符串。PLC系統(tǒng)在利用二進(jìn)制完成加密之后，交換機(jī)設(shè)備就能夠?qū)κ占男畔⑴c指令進(jìn)行自行識(shí)別與處理，從而使之后的信息加工需要及信息處理需要得到滿足。

存儲(chǔ)器能夠?qū)Υ罅繑?shù)據(jù)進(jìn)行高速存儲(chǔ)，從而符合系統(tǒng)在調(diào)取數(shù)據(jù)、傳輸數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)方面的需要。

信息系統(tǒng)需要依靠電源系統(tǒng)支持，電源系統(tǒng)能夠確保PLC系統(tǒng)可以正常運(yùn)行，而且能夠按照機(jī)電設(shè)備的控制系統(tǒng)在運(yùn)行方面的需求與具體的運(yùn)行狀態(tài)來(lái)主動(dòng)對(duì)電流的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而為系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行提供保障。舉例說(shuō)明，如果系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間處在高壓運(yùn)行的狀態(tài)中或者監(jiān)測(cè)出發(fā)生了電流異常的狀況，在此背景下，對(duì)電源系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其自動(dòng)保護(hù)機(jī)制便能夠自行開(kāi)啟，并且利用將電源切斷與提出警報(bào)的方式使安全事故的出現(xiàn)概率得到降低，而且系統(tǒng)擁有對(duì)異常數(shù)據(jù)的分析報(bào)告進(jìn)行上傳的功能，技術(shù)人員能夠利用此功能盡快將有效的解決方案提出。

2 PLC技術(shù)在電氣工程的自動(dòng)化控制的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 通用性強(qiáng)，方便使用

PLC技術(shù)的通用性很強(qiáng)，它的編程語(yǔ)言在具體操作方面較為簡(jiǎn)單，相關(guān)人員不必對(duì)專業(yè)計(jì)算機(jī)知識(shí)進(jìn)行全方位掌握，而且開(kāi)發(fā)時(shí)間比較短，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試過(guò)程很方便，能夠?yàn)榧夹g(shù)人員的具體操作提供便利。而且能夠在不對(duì)硬件進(jìn)行拆動(dòng)的前提下，按照具體狀況及需要利用互聯(lián)網(wǎng)完成對(duì)控制方案的更改，可以方便技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)按照實(shí)際狀況對(duì)程序進(jìn)行修改。PLC技術(shù)具有軟件功能，利用軟件功能可以使安裝工作的強(qiáng)度降低，使相關(guān)人員在工作時(shí)的負(fù)擔(dān)和壓力得到緩解。利用其軟件功能可以替代繼電器控制系統(tǒng)的部分器件，減少流程，可以使電氣設(shè)備在生產(chǎn)方面的效率提升，可以使PLC產(chǎn)品做到標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。此外，PLC產(chǎn)品的體積較小，方便人們進(jìn)行使用和操作。

2.2 抗干擾能力強(qiáng)，使用時(shí)非常可靠

使用PLC的軟件功能可以替代繼電器控制系統(tǒng)的部分器件，可以降低接線工作的難度，可以減少線路故障出現(xiàn)的次數(shù)。PLC技術(shù)的抗干擾能力很強(qiáng)，而且比較可靠，應(yīng)用PLC技術(shù)對(duì)電氣工程的自動(dòng)化控制來(lái)說(shuō)，可以使電氣設(shè)備在運(yùn)行方面的能力有所提高，即使在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)也可以確保硬件及軟件在正常的狀態(tài)下運(yùn)行，由于PLC技術(shù)自身的優(yōu)勢(shì)非常突出，其在電氣工程的自動(dòng)化控制中的應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大。

3 應(yīng)用在電氣工程自動(dòng)化控制的PLC技術(shù)

對(duì)電氣自動(dòng)化領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，高效且智能的PLC技術(shù)的應(yīng)用范圍正在逐漸擴(kuò)大。PLC技術(shù)在電氣工程的自動(dòng)化控制的應(yīng)用可以被劃分為開(kāi)關(guān)量、閉環(huán)、順序控制三方面，其具體應(yīng)用狀況如下。

3.1 PLC技術(shù)的開(kāi)關(guān)量控制

在繼電器控制系統(tǒng)當(dāng)中，以往的電氣工程自動(dòng)化設(shè)備內(nèi)部的線路十分復(fù)雜，運(yùn)維人員不得不投入很多時(shí)間精力來(lái)完成梳理工作，此工作具有復(fù)雜程度高與工作量大的特點(diǎn)。此外，在運(yùn)維工作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的影響下，電氣設(shè)備在運(yùn)行時(shí)的效率會(huì)受到不小的限制，在嚴(yán)重情況下，企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)也會(huì)受此影響[1]。

PLC控制系統(tǒng)能夠利用對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制的功能來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)的狀況，能夠最大限度地緩解相關(guān)工作人員在工作時(shí)的壓力，使機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行時(shí)能夠更加穩(wěn)定。它的實(shí)際工作原理如下：開(kāi)關(guān)量控制能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)，按照監(jiān)測(cè)所得的狀況來(lái)自動(dòng)控制電流的大小，而且在設(shè)備保持在平穩(wěn)運(yùn)行的狀態(tài)時(shí)，開(kāi)關(guān)量將會(huì)處在低檔狀態(tài)，而如果設(shè)備系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)為高功率狀態(tài)，特別是在設(shè)備系統(tǒng)的具體運(yùn)行功率大于機(jī)電設(shè)備的限定功率的狀態(tài)下，對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制的系統(tǒng)將會(huì)充分發(fā)揮其調(diào)節(jié)功能，利用跳轉(zhuǎn)到輔助電源的方法來(lái)達(dá)到增加系統(tǒng)額定電壓的目的。

PLC技術(shù)的開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)不但具有自我故障診斷功能，而且具有修復(fù)功能，能夠監(jiān)控系統(tǒng)所有部分在運(yùn)行時(shí)的狀況，會(huì)在預(yù)判險(xiǎn)情的情況下發(fā)出預(yù)警提示，并對(duì)問(wèn)題進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整與自動(dòng)修復(fù)。開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)能夠?qū)σ殉霈F(xiàn)的故障進(jìn)行細(xì)致的記錄與分析，運(yùn)維人員會(huì)在固定的時(shí)間分析與梳理故障信息，這樣做能夠防止機(jī)電設(shè)備在之后的運(yùn)行中發(fā)生同樣的故障。總之，PLC控制系統(tǒng)能夠有效支撐運(yùn)維機(jī)電設(shè)備的工作，其預(yù)警隱患的功能、故障出現(xiàn)時(shí)做出快速反應(yīng)的機(jī)制、故障出現(xiàn)之后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的功能，都可以使電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的故障出現(xiàn)概率得到有效降低。在電氣工程自動(dòng)化控制中應(yīng)用PLC技術(shù)能夠起到非常重要的作用[2]。

3.2 PLC技術(shù)的閉環(huán)控制

與電機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的技術(shù)數(shù)量眾多，主要有聲控技術(shù)、遙感技術(shù)、生物識(shí)別技術(shù)，上述技術(shù)有一定的概率會(huì)使電機(jī)啟動(dòng)所用的時(shí)間縮短，其優(yōu)勢(shì)還包括操作便捷，不過(guò)在之后的運(yùn)行階段，這些技術(shù)容易在狀態(tài)感知方面與狀態(tài)調(diào)控方面存在問(wèn)題。

PLC閉環(huán)控制系統(tǒng)通常會(huì)應(yīng)用至電機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)，能夠降低異常情況發(fā)生的概率，包括液壓方面、轉(zhuǎn)速方面及電流調(diào)控方面。舉例說(shuō)明，如果電機(jī)長(zhǎng)期位于高壓運(yùn)行的狀態(tài)下，它的內(nèi)部油管與電路受到的壓力會(huì)逐漸加大，假如油管的內(nèi)部壓力超過(guò)1.0 MPa，其液壓油會(huì)有很高的概率出現(xiàn)濺射，使油管內(nèi)部遭受腐蝕的隱患加大。而在使用了PLC技術(shù)閉環(huán)控制程序之后，能夠有效防止這種情況出現(xiàn)，閉環(huán)控制程序能夠監(jiān)測(cè)有關(guān)內(nèi)部的壓力，并且能夠按照感應(yīng)器傳達(dá)的數(shù)據(jù)來(lái)分析設(shè)備的壓力狀況，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)測(cè)開(kāi)關(guān)的控制。即便其液壓狀態(tài)大于正常范圍，自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠利用特別指定的操作使液壓的壓力得到減少，而且再次操作的前提是壓力處在正常范圍之后。此外，PLC技術(shù)閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠?qū)D(zhuǎn)子運(yùn)行效率及轉(zhuǎn)子溫度進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，不僅擁有平衡轉(zhuǎn)速功能，還擁有平衡溫度功能。例如，電機(jī)轉(zhuǎn)速增加能夠使其散熱功能減弱，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子導(dǎo)致電機(jī)溫度大于正常值或者電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間保持在高溫狀態(tài)的情況下，設(shè)備的保險(xiǎn)裝置會(huì)有很高的可能出現(xiàn)損壞問(wèn)題，如果情況較輕，會(huì)對(duì)電機(jī)在運(yùn)行時(shí)的效率造成不利影響，如果情況較重，會(huì)使電機(jī)損毀。

3.3 PLC技術(shù)的順序控制

一般來(lái)說(shuō)，PLC能夠在電氣工程的自動(dòng)化系統(tǒng)的順序控制中起到至關(guān)重要的作用，能夠使自動(dòng)化控制系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)的效率與流暢程度得到有效提高。以火力發(fā)電廠為例，在其應(yīng)用以往的電氣系統(tǒng)的過(guò)程中，有一定的概率會(huì)出現(xiàn)燃燒物和不容易分解或者不容易排除的雜質(zhì)。出于將以上問(wèn)題解決的目的，火力發(fā)電廠的員工應(yīng)該使用風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)的方式來(lái)集中這些物質(zhì)。隨后利用人工方式來(lái)處置它們。此種方式不但效率較低，而且很難達(dá)到理想的效果，此外，發(fā)電廠的工作環(huán)境比較惡劣，對(duì)工作人員的安全與健康十分不利。在對(duì)PLC技術(shù)加以應(yīng)用之后，傳感器系統(tǒng)能夠檢測(cè)發(fā)電時(shí)出現(xiàn)的燃燒物和雜質(zhì)，之后通過(guò)對(duì)應(yīng)的程序來(lái)自行統(tǒng)一處置燃燒物和雜質(zhì)。因此，在發(fā)電廠生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)時(shí)使用PLC控制系統(tǒng)，能夠盡快消除燃燒物和雜質(zhì)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行安全的影響，而且對(duì)發(fā)電廠向著環(huán)保和節(jié)能型發(fā)電廠的轉(zhuǎn)型很有幫助。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，將擁有可靠與操作簡(jiǎn)便特點(diǎn)的PLC技術(shù)應(yīng)用至電氣工程的自動(dòng)化控制，此技術(shù)可以利用優(yōu)化內(nèi)部控制系統(tǒng)的方式保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行，使得電氣設(shè)備的內(nèi)部控制系統(tǒng)得到優(yōu)化和提升。PLC技術(shù)可以按照一定的原理與方法對(duì)電氣控制系統(tǒng)的硬件和軟件進(jìn)行不斷完善，進(jìn)而在運(yùn)作數(shù)控系統(tǒng)時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)置，能夠使國(guó)家的電氣自動(dòng)化在應(yīng)用時(shí)的水準(zhǔn)得到全面提升。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳吉平.PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的運(yùn)用分析[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2021，57（2）：181，186.

[2] 唐無(wú)忌，巫中藝，吳啟航，等.電氣工程自動(dòng)化控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用探究[J].信息記錄材料，2021，22（2）：87-88.