PLC技術應用于電氣工程控制的自動化設計研究

楊梅 水文靜

(甘肅省武威市涼州區職業中等專業學校 甘肅武威 733000)

隨著經濟全球化的到來，各行業、各崗位人員競爭意識都不斷增強。為了更好地適應市場競爭，人們必須提升自身綜合能力，并且運用更為先進的技術來提升生產效率，最大程度地提升企業的經濟與社會效益。PLC技術最早是在20世紀70年代產生的，此時這項技術已經在汽車等行業中嶄露頭角，伴隨其不斷改革和發展，在運算、處理數據等方面的能力均得到了提升，同時這項技術也開始推向了電氣工程控制領域之中。實踐證明，將PLC技術用到電氣工程控制領域，可以顯著提升其自動化程度，更好地提升精確度，這樣就可以為電氣工程行業發展提供推動力。比如：智慧交通、智能建筑以及自能化生產等，為電力系統的構建提供源源不斷的動力。

1 對PLC技術的概述

PLC 是一項獨立運作技術，它通過模仿人類的思維習慣、行為動作而形成，目前主要在計算機領域中應用。人們還將其稱作可編程邏輯控制器，其擁有較多的優勢，不僅可以有效克服以往電氣工程在接線上的復雜性，同時還能克服電氣工程其他很多缺點，比如靈活性差、不具備通用性等，可以充分發揮出微處理器的功能，在生產實踐中靈活運用。

在實際應用中，PLC 的優點有很多，比如速度快、功能強、體積小等，并且具有可擴展性的特征，在電氣工程領域中應用可以充分發揮出其以上特征，為生產提供便利。另外，PLC還體現為節能環保、對環境污染小、節約資源等優勢，避免了傳統技術缺乏可靠性等弊端。并且它并不需要利用專業語言進行編程，因此其應用的范圍比較廣泛。大量工作實踐證明，這項技術的應用可以顯著提升工程自動化的程度，幫助員工從繁瑣的勞動中解放出來，進一步提升工作效率與工作質量，為其人身安全提供保障[1]。

具體來說，PLC 技術應用于電氣工程控制的自動化系統中，PLC 控制系統主要由中央處理器、系統電源、儲存媒介、輸入端口以及輸出端口等部分組成，使用者可以按照自身需求對外部連接的設備進行調整。PLC系統中各模塊的功能不同：（1）中央處理器的功能主要是對輸入數據信息進行分析，并且處理使用者下達的指令；（2）系統電源可以為控制系統供給用電，同時還能對系統運作的始末進行調整；（3）儲存媒介可以設定程序數據，并且存放程序相關信息；（4）輸入端口與輸出端口主要功能是連接外部設備，并且可以接收信號。在電氣自動化系統中，PLC 技術的應用原理與計算機電子自動控制的原理相似，不管采用哪種控制方式，在運用不合理的情況下，中央處理器都能實現自我檢測，并且對整個過程進行重新設置。PLC 控制系統可分為兩個部分，其中硬件部分為技術核心，軟件部分則主要是操控[2]。

2 PLC技術在電氣工程控制中的意義與優勢

2.1 應用PLC技術的意義

PLC 技術為系統提供了主要控制方式，但是基于以往工程中的問題，當前系統中依然存在很大局限性，技術人員必須具備較高的素質與能力，面對一些復雜數據時，可以及時給出分析和判斷，這樣即可順利完成數據實驗的有關工作。電路設計、數據分析等都會影響傳統系統的應用，甚至會導致系統癱瘓，一旦系統癱瘓之后，數據修復的時間會很長。大量實踐證明，應用PLC 技術可以顯著提升系統運行的質量與效率，對系統癱瘓進行積極的預防，這對系統的實際應用而言具有非常重要的現實性意義。

因此，在PLC 技術的設計應用中，應注意以下幾點：一是要確保其中內容與使用者需求相符，確保控制運作的過程可以持續下去；二是系統在安全穩定運行的過程中，可以減少設計、運行過程中的成本投入，促進生產效益的提升，并且可以為后續功能拓展提供保證，便于系統升級與開發；三是生產的產品一定要確保基礎質量，完成系統維修操作后，整個系統的安全性、可靠性即可得到保證[3]。

2.2 電氣工程應用PLC技術的優勢

伴隨電氣自動控制技術的快速發展，PLC 技術作為一項核心技術開始得到了廣泛應用，同時電子設備儲量也快速上升。在電氣工程中應用PLC 技術，可以為各項工作的正常開展奠定前提與基礎，同時還能顯著提升人員的工作質量與工作效率，使控制器準確性、精準度得到進一步的提升。在電氣工程中應用PLC技術后，工作人員即可從繁重的勞動中解放出來，減輕其工作壓力，有利于激發其對工作的積極性與主動性。在電氣工程中，不同控制器的工作效果不同，運用PLC技術可以確保數據的一致性，從而對數據進行嚴格的分析與控制，更好地提升數據精準度。技術人員在應用電氣工程時可能會受到主觀因素的影響，因此數據準確性可能會受到一些影響。應用PLC 技術以后，即可達到自動化控制的目的，進一步提升數據精準度。另外，應用PLC 技術還能幫助技術人員更好地控制電氣自動化系統，從而減少技術人員在系統中的參與程度，最終達到自動化控制的目標。

3 PLC 技術在電氣工程控制的自動化設計中的應用

大量工作實踐證明，應用該技術可以在優化系統、遠程控制、順序控制以及故障診斷等方面發揮其作用。如此方可顯著提升自動化工作效率，不僅可以為工業生產的質量提供保障，同時工作環境也會得到相應的改善和提升。伴隨著工業生產技術的快速變革，這項技術未來將會在現代生產的各方面適用，并且不斷創新和優化，為人們創造更多便利。下面就從不同角度對該技術的應用進行探究。

3.1 PLC在電氣工程控制的自動化設計中的應用常見形式

3.1.1 在電氣工程的變頻器中應用

變頻器屬于電氣工程自動化控制系統中較為常見的一種設備類型，其在實踐運行應用中，對變頻器調節表現出較高的精準度要求，需要做到精準性控制，才能保證設備安全高效化運轉。在傳統的應用模式中，主要需依靠技術人員嚴格按照設計的步驟、頻率等來進行控制，從而保證變頻器發揮出穩定性作用，而這一應用過程不僅會使得設備運行成本增加，而且也使得操控穩定性較差，存在著較多的運行安全風險。但將PLC 技術應用到變頻器的控制中后，能夠有效提升變頻器設備的運行效率和運行穩定性，同時還能大幅度節省控制過程中的人力成本。

3.1.2 在電氣工程開關量中的應用

在電氣工程的運行操作中，依靠技術人員來進行操作控制，是一個十分復雜的過程，需要操作人員按照特定的步驟來進行操作，同時在電氣工程的開關量控制中，需要人工調整閥門開關度，以此來實現對應的電氣控制操作，但在此過程中，受人為因素影響常存在各種運行安全隱患。而在應用PLC技術來替代人為操作控制之后，不僅能夠與其他電氣控制實現聯動，而且能夠有效提升開關量控制的準確性，只需提前根據電氣工程運行所需將參數設置入系統，便能夠實現對開關量的有效控制。

3.1.3 優化系統

目前，PLC 技術已在電氣自動化控制系統中得到了全面應用，它可以對傳統電氣工程系統進行改進和革新，從最大程度上發揮出電氣自動化系統的效益，從而提升設備運行效率。伴隨社會與時代的快速發展，PLC 技術成為一種必然的產物，運用該技術可以對電氣自動化控制系統進行無人操作、遠程控制等相關操作，通過這些操作的執行可顯著提升系統中各設備的工作效率與自主性，不斷推動電氣自動化控制系統朝著智能化、自動化的方向發展。目前，我國電氣工程主要以優化對資源的配置為發展目標，運用PLC 技術以后，可以對相關數據信息進行全面自動的收集，通過這相關操作減少設備資源配置，這樣就可以顯著減少資源浪費，進一步提升設備使用效率與資源利用率[4]。

3.1.4 遠程控制

在電氣自動化設計中，遠程控制是一個重要體現，在未來行業中電氣自動化系統僅由技術人員進行現場調控，通過PLC技術即可達到遠程控制的目的，對電氣自動化系統及設備實施無人操作與控制，這樣一來即可顯著降低電氣自動化系統及設備的人工成本投入，從而更好地提升電氣自動化系統的工作效率與工作質量。比如：自動手動控制裝置等，均可以運用PLC技術在信息處理、邏輯思維等方面進行應用，從最大程度上提升經濟效益。

3.1.5 順序控制

目前，PLC技術已在多行業得到了應用，PLC控制系統可當作順序控制器來應用，比如：小區中常用到的鍋爐，利用這項技術可以實現取暖等操作。在系統運行過程中運用PLC技術，遠程控制、主站層數據傳輸以及現場傳感等操作均可實現。換句話說，人們在無需現場操作的情況下，即可通過智能終端對電氣自動化系統實施遠程控制。在主站層中，PLC 控制系統可以連接各設備，對數據進行共享，并且通過遠程技術將得到的計算結果傳遞給相關工作人員，完成判斷、操作工作[5]。

3.1.6 診斷故障

傳統電氣自動化控制系統中存在很多故障和問題，這些故障問題一旦發生，將會對整個系統的正常運行造成不利影響。當應用PLC 技術以后，電氣自動化系統在故障診斷中的整體水平將會得到提升，并且可以對設備潛在風險進行分析和評估，采取措施對設備進行維護與修復。同時，應用PLC 技術還能全面管控電氣自動化控制系統的運行，實時監測其中存在的問題，并且采取措施進行維修和補救，不僅節約了診斷設備的時間，同時系統運行效率、質量也會進一步提升。另外，采用PLC技術還能明確故障所在位置，并且實施針對性維護與管理，這樣一來即可顯著減少時間成本，促進企業經濟、社會效益的提升[6]。

3.2 PLC技術在電氣自動化系統的具體引用

3.2.1 在數控系統中的應用

在整個電氣自動化系統中，數控系統的作用主要在機械加工上。數控系統主要包括點位控制、直線控制以及連續控制等系統，為了更好地滿足時代發展的需求，運用PLC技術可以解決其面臨的抗干擾問題，并且對機床功能進行調控，從而更好地提升企業在經營管理工作中的靈活性。傳統電氣系統的功率一般都比較高，需要消耗的能量也比較大，隨著現代人需求的不斷提升，電氣自動化系統也產生了很多新要求。PLC技術具有較強的抗干擾能力，運行過程中可靠性比較強，并且易于使用，因此將PLC 技術應用到該系統中，可以使產品的長處充分發揮出來。另外，運用PLC 技術還能減少在電氣工程中的成本投入，相比傳統電氣工程系統而言，應用PLC技術以后操作上也更加便捷。依據總線設計理念，PLC技術可以與控制系統相融合，減少對設備的設置數量，從而進一步提升電氣自動化控制的質量與效率。

3.2.2 空調領域

要想在空調領域發揮電氣自動化系統的作用存在一定難度，PLC技術的應用正好解決了這一難題，不僅可以達到控制作用，同時還能顯著提升控制效率。雖然用于控制空調系統的方法有很多，但運用PLC 自動控制系統可以很好地開展各項工作，從一定程度上來說，應用PLC 技術可以杜絕外界相關因素對系統造成的不利影響，在合理程序下可以進一步開展控制工作，從而為系統的正常運行提供保證。例如：將PLC 技術用于中央空調調控之中，即可從整體上達到控制目的，提升空調運行的效率。在控制工作中，系統可以依照用戶提出的標準和要求實施各項操作。實踐證明，應用PLC 技術以后，系統可以進一步延長設備維修與養護的時間，從整體上提升系統運行效率，從最大程度上滿足廣大用戶提出的要求[7]。

3.2.3 交通控制

目前，電氣自動化已在交通領域得到了廣泛應用，具體來說，可以對交通信號燈進行控制。PLC 技術的應用對于交通領域自動化系統來說，可以起到非常重要的作用。在交通領域自動化系統中融入PLC 技術，可以精準控制信號燈，在這項技術的支撐之下，系統可達到控制總線的目標，可以依照控制信號燈的控制邏輯，對總線進行控制。比如：面臨交通堵塞問題發生時，借助于路面監控設備可對路面數據信息進行搜集，并在整理、分析后交給相關部門，由這些部門根據信息內容解決交通擁堵問題。在收集、傳輸數據信息的過程中，PLC 技術可發揮出重要作用，它可以與系統連接，并充分發揮其在數據傳輸與整理上的功能，有了PLC技術，上述工作都不需要人工方式來完成，系統均可自動完成。

4 PLC 技術應用的發展趨勢

從目前電氣工程自動化控制中關于PLC技術應用的實際情況來看，PLC 技術的應用呈現出不斷增多的趨勢，使得電氣工程自動化控制程度不斷提升，且擁有更高的精準度。結合具體情況來看，PLC 技術在后期主要應朝著以下幾方面發展。

4.1 朝著統一化的方向發展

在將PLC 技術應用到電子工程自動化中時，為便于設計工作、調試工作以及后期維護工作能夠具有更高的效率，推動PLC 技術與電氣控制自動化統一化發展具有較高的必要性。而且在統一化發展的過程中，還能夠有效降低電氣工程建設的成本費用，提升系統后期運行安全性，在需要接入其他電氣設備或系統時，也具有更為明確的標準，便于對系統的拓展應用。統一化、標準化應用，是PLC技術在電氣工程自動化控制中持續發展的關鍵環節，當前應重視對其進行應用規范。

4.2 朝著安全化方向發展

在電氣工程自動化控制中，安全屬于高度重視的管理內容，通過對PLC技術進行合理設計與應用，能夠促進整個自動化控制系統運行可靠性提升，從而使之表現出更高的安全性。現階段，關于PLC 技術的應用主要集中在安全控制級別較高的電氣自動化控制工程中，而隨著PLC技術的進一步發展，該項技術將逐漸向許多安全級別低的產業發展，使之得到更大的推廣應用，從而提升電氣工程控制的整體安全性。

4.3 朝著創新化方向發展

在對PLC 技術進行應用的過程中，為切實發揮出其功能，應重視在技術上做出創新，與現階段更多先進化技術進行融合，如信息技術、網絡技術、大數據技術等，實現多項技術的融合，同時促進硬件與軟件的相互配合，使得自動化控制朝著遠程化、智能化的方向發展，不斷引入新的電氣工程設計方案，從而讓電氣工程自動化控制程度得到進一步提升。

4.4 朝著產業化方向發展

PLC 技術在電氣工程自動化控制中的應用，能夠對生產方式形成改善，使現代化生產更加精準、快捷、高效，將之應用到現代一些產業項目中，可使其按照特定程序自動運行，從而為相關生產企業創造出更高的經濟效益。

5 結語

在電氣工程自動化領域中，PLC 技術的優勢是一般系統所無法體現的。隨著近年來信息技術的快速發展，PLC技術也進一步完善和發展，在電氣工程領域的地位也越來越穩固，并且拓展出了大量功能，發展前景非常好。目前，我國電氣工程領域正在向信息化方向上發展，緊緊跟住時代發展的潮流。這種情況下，應該更好地完善、優化這項技術，明確其發展方向，更加充分地發揮出其價值和作用，從而更好地推動我國電氣自動化控制領域的發展，其發展空間非常廣闊。