PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的應用解析

可存輝

（艾默生科技資源（西安）有限公司，陜西西安 710000）

PLC技術是可編程控制器的簡稱，并對可編程處理器進行利用，對其內部的存儲程序進行利用，并完成預先編輯好的運算、順序控制、定時、計數、算術等面向用戶的指令，通過數字或模擬輸入/輸出控制各類種類型的機械或生產過程，確保設備或機械的穩定運行。基于此，本文對PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的應用進行分析，旨在提高PLC技術的應用效果，降低各類安全隱患的發生，提高電氣工程的控制質量。

1.PLC技術的基本信息

1.1 概述

PLC技術是可編程邏輯控制器，在實際的使用過程中，可以對相關數據進行控制，從而有效提高設備管理的控制質量。PLC技術應用時能提高控制效果，并且能夠保證電機的控制質量。一般情況下，電氣工程自動化控制主要是選擇傳統的控制器進行控制，但是傳統的控制器，在實際的應用中，存在應用效果不佳的問題，主要是因為傳統控制器在應用時需要經歷一個十分復雜的接線過程，如此一來還會造成能源的大量浪費，不能滿足控制的基本需求。同時，由傳統控制器主持構建的自動化控制系統，使用時，會發現系統的靈活性不足，沒有辦法滿足實際情況，也不能進行靈活的調整，從而影響控制系統的應用效果，不滿足實際使用的需求。如下圖1所示，為PLC的組成。

圖1 PLC的組成

為改善控制水平，PLC控制技術逐漸應用到控制系統中，由于PLC是可編程控制器，所以在實際的應用中，可以有使用人員，預先編制相應的控制程序，再讓PLC按照設計好的程序進行運作，從而保證控制水平降低因為設計帶來的電氣工程問題。使用PLC技術可以構建相關系統，系統包括電源、存儲介質、輸入輸出接口等相關構件，這些構件的穩定運行是保證控制系統穩定運行的關鍵。實際應用中，使用人員可以根據自己的相關要求對PLC進行設計，從而確保設備控制能夠按照設計人員的思路走，進而保證控制質量[1]。

PLC控制系統中，電源的作用十分顯著，如果電源不工作了，PLC控制系統也就無法正常運行，為保證系統的穩定運行，可以對電源進行控制，實現關閉和開啟，從而保證系統的可靠性。另外，PLC控制時，輸入和輸出接口也是十分重要的，他們主要能夠承擔指令的傳遞和接收，從而提高控制效率。存儲介質主要是實現對PLC中相應的數據和信息的存儲，從而保證系統的穩定運行。最后中央處理器是PLC控制系統中的重中之重，他承擔數據分析、數據處理等作用，并能完成數據信息的接收和傳遞等任務，是保證PLC控制系統穩定運行的關鍵構件。在PLC控制系統實際運行時，相關工作人員打開電源，PLC控制系統就開始工作，中央處理器在接收到相關指令后會開始動作并自行診斷，結合診斷結果和相關標準完成對網絡信息的處理。等系統完成準備操作后就會完全對用戶程序進行掃描，掃描完成后通過輸入輸出接口實現數據傳輸和數據控制，一旦運行過程中出現問題，工作人員就可以結合實際情況進行重復的診斷工作，從而保證系統處于穩定的工作狀態，滿足電氣工程的控制需求。

1.2 PLC技術在電氣工程中的重要作用

結合實際情況研究PLC技術在電氣工程中的相應重要性，經研究發現電氣工程處于不斷進步和完善的情況下，就需要相應技術的配合，滿足電氣工程的發展需求，所以，為了滿足電氣工程基本需求，PLC技術也得到了相應的進步與完善，使得PLC技術更加滿足電氣工程的基本需求，能夠全面提升電氣工程服務能力。在電氣工程發展的過程中，PLC技術是一種滿足電氣工程發展需求的相應技術，不僅能夠提升電氣工程的控制能力，還能使得電氣工程緊跟時代的腳步，使得電氣工程自動化控制，滿足探索新領域的相應需求。通過PLC技術和現代化信息技術的結合就能實現電氣工程的積極健康發展[2]。由此可見，PLC技術是電氣工程發展的重要基石。

1.3 PLC技術的優點研究

在實際的電氣工程中，PLC技術可以得到合理的應用，而支持PLC技術的合理應用需要PLC技術的相應優勢發揮。其中，PLC技術的優勢包括：

（1）實際的應用中，使用PLC技術可以在短時間內實現相應的設計，甚至是程序的重新編制，這樣就是PLC技術在實際的應用中較好的應用價值不僅能夠的快速完成相應程序的編制工作，還能實現PLC構件的快速生產，從而滿足電力系統的基本需求。另外，相關技術人員還可以利用PLC技術實現程序編制，使用語言指令表、功能圖、梯形圖甚至高級編程語言等實現PLC的相應編程工作。

（2）操作簡單。使用PLC構件，在實際的應用中具有簡單容易的特點，因為PLC技術所使用的編程語言簡單容易，即使是非本專業畢業的人員也可以在7d之內經過培訓就能實現對PLC的程序編寫，從而滿足實際應用的需求，降低了PLC技術對技術人員的相應要求，增加了PLC控制的大眾化特點，使得它可以應用到更多領域中，并縮小了對技術人員的限制。

（3）PLC技術可以對工業設備系統的作業過程實現實時的監控。因為PLC技術在實際的應用時需要經過合理的設計，確保控制器能出對位置，并且在編程之后可以發揮相應的作用。在實際的使用階段，使用PLC技術可以有效節省設計的周期，并且能在后續的使用中，根據需求隨時對程序進行更改，使得設備按照編制的程序運行，從而提升設備運行的效果，在一定程度上實現對設備的優化控制。

（4）抗干擾能力相對較好。實際的運行中，PLC技術具有較好的抗干擾能力，因為，它主要是光電隔離方式實現循環掃描，并實現對系統運行狀況檢測，從而滿足實際工作的需求，當發現故障后，PLC技術可以向管理中心發布相應的報警信號，促使相關維護人員及時采取有效措施，確保系統穩定運行。所以，PLC技術不僅具有較好的抗干擾能力，還能滿足系統檢測的相應需求，全面符合電氣工程基本運行標準，對提升電氣工程具有十分積極的推動作用。

（5）靈活性的優勢。結合PLC技術的基本情況可以發現PLC技術在實際的應用中具有較好的靈活性，也就是說，電氣工程中，對PLC技術進行利用能夠發揮它的靈活性，因為基于PLC技術的控制程序，可以根據實際情況實現對程序的相應調整，且不必更換PLC控制構件，這樣不僅能夠節約成本還能提高控制效果，從而滿足電氣工程的相應控制成本降低。

2.PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的應用

為進一步研究PLC控制技術在電氣工程及其自動化中的應用，本文對PLC技術的詳細應用進行闡述，具體如下。

2.1 順序控制中的應用

順序控制是生產實踐中的重要控制模式，主要是在執行環節中，按照生產工藝預先設定好的順序和轉化條件實現后續的自動操作過程，是電氣工程自動化控制中的重要控制模式。在這個模式中，選用PLC技術是十分合適的，因為PLC使用的是可編程的邏輯控制器，所以，PLC很適合順序控制。實際應用時，PLC能優化控制程序，如在自動化控制系統中加入了傳感器之后主站層和遠程控制的控制效率都會得到顯著的提升。實際的應用中，像機械手的運動控制、爐渣與爐灰的自動清理、包裝生產線的控制等都可以對PLC控制器進行利用，能夠提供人工順序控制，保證生產的有序進行，從而減少故障的發生概率。同時，PLC技術在自動化領域中選擇人工智能和云計算日益成熟，電氣工程技術在未來也將集成這些核心的科技，PLC在順序控制中也會變得更加靈活，從而能夠保證控制的整體水平[3]。

2.2 開關量控制中的應用

PLC技術還可以用于開關量控制中，應用到這里，不僅能夠保證開關量的控制質量，還能使得開關量更加符合用戶的應用需求。例如，PLC控制可以應用到繼電器動作的控制中，確保控制更加符合實際應用需求。對于開關而言，如果選擇專業的人員去控制，就會造成相應的資源浪費，甚至造成相應的成本浪費，影響控制水平。所以，需要對開關量控制進行保證，通過PLC技術的應用可實現對開關量的控制，進而保證多臺設備和生產自動化流水線的穩定運行，如印刷機、組合機床等都是使用PLC控制技術進行控制。而且，PLC技術的應用已經逐漸取代了傳統繼電器電路，能實現更優的順序控制和邏輯控制，保證電氣設備的運行更加穩定。PLC在開關量控制時，可以結合實際要求對開關的運行進行編程，確保開關能夠按照所編寫的程序運行，從而保證開關控制的質量，使得開關控制變得更加邏輯化，更加標準化，滿足實際電氣工程的基本需求。除此之外，PLC技術應用到電氣工程中可有效節省控制時間，保證控制效率，確保能積極推動電氣工程發展。

2.3 閉環控制中的應用

PLC技術，還可用于閉環控制中，能有效提高控制效率。所謂的閉環控制也就是指過程控制，是指在某一電氣工程中需要對溫度、壓力和流量等模擬量進行控制和測定。而在傳統電氣控制中，人工控制的方式往往無法滿足實際使用的需求，所以就要對其進行優化，改善控制方式，提高控制的安全性和可靠性。PLC技術應用到其中，可實現閉環控制的有效控制，能完成對液位、溫度和壓力等的控制，減少人工控制的隱患，并提高控制效率，根據PLC技術的應用情況可以發現一般閉環控制系統是由單個閉環控制系統和多個閉環控制系統組成。鑒于控制變量的比例系數之間的絕對值非常重要，在控制同步設備的速度時，就會選擇單個閉環控制系統[4]，利用PLC技術能實現閉環控制的控制效果。同時，PLC控制還可以應用到速度控制中，當處于恒速的運行狀態下，如果運行速度突然發生變化，基于PLC的控制系統就能通過改變紅外傳感器的方式，確保計算機模擬電流強度信號的輸出，且將數據順利轉變成正常的電流信號，實現閉環控制。

2.4 數控系統中的PLC應用

數控系統是現代電氣工程，自動化控制中的基礎部分，其可有效提高數控系統的功能，保證機床設備始終能處于穩定的運行狀態，通過PLC技術的應用不僅可以完成自動化數據采集，還能完成自動化數據分析、數據轉換，從而完成數控控制，有效提高數控系統的運行質量。而這些都是數控功對PLC的基本需求。同時，PLC技術在實際的應用中還具有較好的抗干擾能力，運行的穩定性高，操作難度相對較低，集成系統結構與功能能促進設備控制的改進，保證設備的穩定運行。PLC還可以進行數據變成，并保證設備按照編程設計好的邏輯進行運行，從而具有個性化的功能，工作人員可以根據自己的需求完成對設備運行的控制，從而提高設備的運行質量。

PLC技術還有一定的進步空間，例如，數控系統會存在一些干擾，為了保證系統的可靠就需要采用屏蔽和調頻技術，從而實現干擾的全面清除，確保數控系統的穩定運行。但是還會存在一些電磁干擾，這些干擾是采用屏蔽和調頻技術無法消除的，會影響PLC控制系統的功能，干擾數控系統的運行。所以需要保證PLC的功能避免計算錯誤或系統混亂就要在PLC在抗干擾方面進行進一步分析，確保PLC控制系統具有較強的抗干擾能力和控制能力，還不會給系統帶來負面影響。

3.結語

本文對PLC技術在電氣工程及其自動化中的應用進行分析，主要對PLC技術進行研究，確認什么是PLC技術，PLC技術有何種功能，再針對實際情況對PLC技術在電氣工程做及其自動化控制中的應用，分別對PLC技術在閉環控制、順序控制和數控系統以及開關量控制中的應用，提高PLC技術的應用水平，確保電氣工程的自動化控制水平，滿足電氣工程的發展需求，積極推動相關行業的持續健康發展。