PLC技術在電氣自動化控制中的應用

肖良松

曲靖職業技術學院，云南 曲靖 655000

0 引言

PLC技術是對傳統電氣工程技術的整合，該技術在電氣自動化控制中的應用具有較強的靈活性、穩定性，應用成本較低，在保證生產質量、生產效率的同時，能夠提高控制的精確度，在我國生產企業的創新和可持續發展中發揮著至關重要的作用[1]。

1 PLC技術的概念及應用優勢

1.1 PLC技術簡介

可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller,PLC）是一種微處理器，是可用于自動化控制領域的運算控制器，由CPU、指令及數據內存、輸入/輸出解耦股、電源、數字模擬轉換等功能單元組成[2]。PLC技術的綜合能力強，控制效率高，應用效果明顯，成本可控，在工業領域中有著廣泛的應用[3]。

在具體應用中，可以根據電氣系統的控制需求，利用計算機軟件編寫PLC控制程序，以保證PLC技術和工業系統的高度融合[4]。PLC技術應用可編程存儲器，通過操作人員輸入指令，在內部程序中進行控制計算、邏輯運算，以完成控制。PLC技術的控制指令和程序的編寫是根據工業生產中機械設備的控制需求進行的，具有較好的適應性，控制效果明顯。在科學技術、自動化技術和控制技術迅速發展的背景下，在PLC技術的基礎上衍生出了較多的新型技術，提高了工作效率和控制效果。如今，PLC技術在通信增強、溫度控制、位置控制等方面都有著廣泛的應用，運行效率和工作準確度得到了大幅提升，推動了工業領域的創新發展，提高了工業生產能力[5]。

1.2 PLC技術的應用優勢

PLC技術在電氣自動化控制中的應用具有安全性高、可靠性強、反應速度快、不容易發生故障等優勢。

1.2.1 安全性和可靠性高

從安全性和可靠性來看，PLC技術基于控制系統，有著其他控制技術不具備的抗干擾能力，可以提高控制系統運行的穩定性，在復雜環境、復雜條件和干擾因素較多的控制場景中也能發揮其穩定性的優勢，準確判斷和分析干擾源[6]。

1.2.2 反應速度快

基于PLC技術的電氣自動化控制系統具有較高的反應速度，在電氣自動化控制中應用繼電器等新型設備代替傳統的機械觸電繼電器等設備，可以簡化控制系統的工作模式，省略連接導線部分，提高控制系統的反應速度[7]。

1.2.3 不容易發生故障

基于PLC技術的自動控制系統具有較高的穩定性，不會輕易出現故障，而這一優勢主要得益于PLC技術在極短的時間內可以利用故障診斷模塊判斷故障，進而及時采取相應的防控措施，以保證PLC技術的運行效率和控制效果。例如，當PLC技術的外部執行器輸入設備發生故障問題時，系統會根據編程軟件為電氣工程設備提供重要的參考數據和信息，這些信息可以幫助評估故障問題的程度和具體的故障類型、故障位置及影響范圍，以提高故障問題的解決效率[8]。

2 PLC技術在電氣自動化控制中的具體應用

2.1 在開關量控制中的應用

開關量控制是PLC技術最基本的應用，主要根據開關量的歷史輸入組合和當前的輸入數據以及開關量的輸出，使用PLC技術實現系統的邏輯控制。在電氣系統中，利用PLC技術控制開關量的常見場景主要包含行程開關控制、按鈕開關控制、溫度開關控制等多個應用場景。針對不同應用場景的開關量控制，要根據具體的應用需求和控制功能要求確定其控制模式[9]。

2.1.1 行程開關控制

行程開關控制主要用于反饋運行位置，需要在電氣設備的特定位置安裝行程開關。當行程開關的觸點接觸到PLC技術的輸入點時，PLC技術通過輸入點的接通與斷開實現控制。

2.1.2 按鈕開關控制

在按鈕開關控制中，需要通過按鈕的閉合和斷開完成對設備動作或運行的控制。在這種場景下，需要利用按鈕傳輸信號為PLC技術提供指令，完成操作。

2.1.3 溫度開關控制

在電氣設備運行過程中，產生的溫度信號也屬于開關量控制范圍。在溫度開關控制中，為了簡化控制流程，提高控制效率，需要將溫度數據轉化，將溫度信號轉化為開關量。當某一環節的溫度達到預先設置的溫度值時，溫度開關內部的繼電器會自動接通，此時PLC技術根據收到的信號指令判斷需要執行的具體命令。

2.2 在順序控制中的應用

順序控制是自動化控制中的關鍵內容，在電氣自動化控制中，為了保證電氣設備運行效率、提高生產量，保證生產企業的經濟效益，需要將復雜、龐大的整體控制系統分為多個子控制系統，同時要保證不同子系統之間的相互獨立和統籌協調，既要保證獨立性，又要保證整體性，才能滿足生產的需求。為了避免不同控制動作之間出現差錯，需要按照先后順序、時間順序完成運行和生產任務。根據PLC技術的具體運行情況來看，實現順序控制的三個關鍵要素分別為工作任務、轉移目標和轉移條件，只有保證這三個關鍵要素的有效協調，才能保證順序控制功能的有效發揮。應用PLC技術時，需要對工作任務、轉移目標和轉移條件三個關鍵要素進行完善和優化，才能提高自動控制系統的穩定性、安全性、可靠性，保證工作效率。

控制系統的基本特征和主要任務是完成給定順序的執行，在這一特征下將控制順序分為邏輯順序、條件順序和時間順序，以實現順序控制的細化和細節分類。不同順序控制的要素不同，執行的順序和命令存在差異。其中，邏輯順序控制主要是按照預先給定的條件按順序執行命令；條件順序控制的執行要滿足邏輯控制的基本需求。順序控制的應用比較廣泛，例如，在交通領域中對紅綠燈的跳動轉換進行控制、在商品包裝中對生產線進行控制都需要應用順序控制。相比于其他控制方式，在順序控制中應用PLC技術可以極大地降低控制成本，提高精準度、及時性和自動化控制程度。

2.3 在數控系統中的應用

在電氣自動化控制系統的實際應用中，由于控制目標、控制方式、企業生產水平、生產規模、自動化控制技術的應用程度等方面存在很大的差異性，自動化控制系統的應用形式也存在很大的不同，現階段主要分為連續控制系統、執行控制系統、點位控制系統。以點位控制系統為例，該控制系統主要利用單片機和計算機設備實現控制功能。單片機控制系統存在很大的局限性，控制程序設計難度高，應用成本高，控制效率低，在實際生產中應用范圍比較小。隨著科學技術、通信技術和自動化技術的迅速發展，為提高生產企業的生產效率，降低生產成本，提高各類電氣設備的運行效率，加強對機器化問題的管控，PLC技術在數控系統中得到了廣泛應用。PLC技術的應用降低了管理成本，可以實現大規模、集中性控制系統的高效管理，提升了控制系統運行的穩定性、安全性和可靠性。由此可見，PLC技術控制技術有著良好的應用前景。在實際工作中，技術人員要根據生產企業的發展規模和對控制技術的具體需求對控制技術進行優化、改善，以滿足企業生產要求，推動PLC技術的創新發展和普遍應用。除此之外，為了提高我國整體工業化生產水平，降低生產中的人力成本，提高生產效率，國家要加強對自動化控制技術人才的培養，在相關行業投入充足的資金，為新型技術的應用和研發提供保障。

2.4 在閉環控制中的應用

通常情況下，電氣自動化控制采用電動和手動兩種方式來啟動電機，在電動啟動中，應用PLC技術可以實現閉環控制。在電氣控制的某些領域，需要結合溫控系統，根據熱電偶檢測加熱溫度。在根據溫度因素進行控制時，需要將電偶輸出的電信號轉變為標準量程電流，將電信號輸入相關模塊后電信號可以轉化成與溫度成比例的數字量。此時，控制主板需要對比所獲得的數字量和預先設定的溫度，利用相關的控制算法計算，以保證預算結果的穩定性、準確性和可利用性，進而實現模塊數據的輸出和傳遞，獲得電流信號，以實現閉環控制。相比于其他控制技術，PLC技術在閉環控制中具有較強的靈活性，抗干擾能力強，使用范圍廣，可以對不同類型、不同運行狀態下產生的各類數據進行精確控制，也能優化和簡化閉環控制流程。

3 PLC技術在電氣自動化控制中的提升對策

3.1 增強可靠性

PLC技術是專業的自動化控制技術，在復雜的生產環境中能夠表現出極強的實用性和適用性。傳統的控制技術存在很大的弊端，設計和應用成本較高，工作流程復雜，受電磁環境、生產工藝復雜程度的影響比較大，在面對各類干擾因素時，穩定性、可靠性和安全性會極大地降低。應用PLC技術可以提高控制系統運行的持續性和控制效率，但是結合PLC技術的實際應用情況來看，部分PLC技術在具體應用時也存在一定的弊端，受技術發展的影響，有些PLC技術在高電磁環境下也會出現運算錯誤和程序錯誤、控制系統失控等問題，這在一定程度上阻礙了PLC技術的進一步發展。基于此類問題，在未來的應用和發展過程中，相關部門應加強對PLC技術的可靠性和抗干擾能力的研究，保證其在更加復雜的生產環境中的穩定性，以提高生產的安全性，提升PLC技術的應用價值。

3.2 增強數字化與網絡化

隨著網絡技術、通信技術、數字化技術的迅速發展，現代化信息技術在各個行業、領域中都得到了廣泛應用，與之相關的各類技術也得到了發展。以DCS技術為例，該技術在電氣自動化控制領域中的應用主要以分散控制、集中管理的形式存在，是計算機技術、數字通信技術和現代化控制技術相結合的產物，也是信息時代背景下發展起來的新型技術。將PLC技術與DCS技術融合，可以融合技術優勢，彌補不足，進一步推動DCS技術和PLC技術的創新發展，突破各自的發展瓶頸。融合發展的新型組合技術有著更強的實用性，能夠拓寬應用范圍，提高應用效果，推動控制技術朝著網絡化、數字化方向發展。

3.3 加強人才培養

人才是推動技術創新，提高技術應用效果的基礎，想要提高PLC技術在電氣自動化控制領域中的應用效果，就要加大人才培養力度，提高自動化控制人員的專業水平、綜合素質和統籌協調的能力，最大限度地發揮PLC技術在自動化控制領域中的作用。企業領導層要意識到，只有加強技術創新才能提高企業生產力和生產效率，在保證企業經濟效益的同時，提高市場競爭力，為推動企業創新發展奠定基礎。

4 結束語

綜上所述，PLC技術具有較強的穩定性、靈活性和抗干擾能力，在電氣自動化控制領域中應用可以提高控制系統運行的精準度。PLC技術目前仍在持續發展中，在未來，PLC技術具有廣泛的發展空間。研究人員要加強對PLC技術的應用和優化，結合現代通信技術、網絡技術改消除PLC技術的弊端，減少PLC技術在電氣自動化控制中應用時出現的不足，以體現PLC技術的優勢和價值，提高生產質量和效率。