基于PLC技术的电气工程及其自动化控制理论分析

陈蕴博

摘 要：随着科学技术的不断进步，相关技术人员继续研究和提高PLC技术。本文从PLC技术的发展概述出发，分析了在电气工程及其自动化控制中的运用策略、实践应用及发展趋势。希望PLC技术更好地应用在电气工程自动化控制中，促进电气工程的快速发展，为相关企业生产提供坚实的技术支撑。

关键词：电气工程 自动化 PLC技术 控制

中图分类号：TM921 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）10（a）-0011-02

科学技术的快速发展，促进了PLC技术的高效性和稳定性显著提高，为此，PLC技术在电气工程系统中也被广泛地应用。通过应用PLC技术，能够大大提高电气工程系统自动化控制的有效性，对推动电气行业的发展具有重要的意义。

1 PLC技术概述

PLC全称为Programmable Logic Controller，即可编程逻辑控制器，该技术可以通过对生产工作数据的模拟和编程达到优化工业安全环境的目的。PLC系统内的存储器具有逻辑运算功能，可以运用一些常规的模拟量和数字量实施inlet和outlet来控制设备运转。电气工程中的传统控制系统内部接线相对复杂，可靠性偏低而且能源消耗偏大，以计算机技术和接触器控制技术为基础的PLC应用辅助继电器取代机械触电继电器，以PLC的应用逻辑关系取代传统的连接导线，而且这类继电器的节点变位时间可以无限接近于零，也无需像传统继电器那样考虑返回系数问题。PLC控制可以抵抗强大的外干扰，在复杂环境中能够保持稳定运转。其控制系统采用的指令简单明了，操作起来方便快捷。也正是PIC技术的这些优势，才使得该技术取代了传统应用技术而应用于电气工程系统之中。

PLC控制系统是由中央处理器、储存介质、输入输出接口、电源等部件构成，生产用户可以根据需求状况添设辅助控制等设备，系统结构如图1所示。在进行PLC控制系统设计时需要遵循的原则是：（1）PLC控制系统的安全性和可靠性需得到保障，并且还要满足控制对象的需求。（2）在确保PLC控制系统正常运转的情况下，尽量缩小成本投入，提高生产商的经济效益，同时还要继续进行系统的扩展开发，以便系统升级或者再次开发操作。（3）PLC控制系统下生产出的产品不仅需保证质量还需保证安全性。

2 PLC技术在电气工程及其自动化中的运用策略

早在电气工程智能化建设的起步阶段，PLC技术就已经在电气工程领域有了一定的应用，最具代表性的是电气工程自动化控制对信息技术的利用。近年来，计算机技术的发展促进PLC技术理论逐步完善，其技术应用在电气工程自动化控制中发挥着越来越重要的作用。现今，为了更好地将PLC技术应用于电气工程及其自动化控制之中，笔者认为应采取以下措施。

2.1 深入开展PLC技术在电气工程及其自动化控制中应用研究

为了给PLC技术的应用提供思路，必须从电气工程建设的实际需求出发，鼓励人们通过大量实践案例进行PLC技术在电气工程自动化控制中的理论研究，不断地对PLC技术进行深度开发。

2.2 积极开展专业技术培训工作

PLC技术控制设计人员综合素质偏低是影响PLC技术在电气工程自动化控制中应用的主要因素，因此要加强技术人员专业技术培训，确保其科学掌握PLC技术。

2.3 加快健全PLC技术的标准与规范

在广泛应用PLC技术时，标准与规范至关重要。因此我们要建立健全相应的技术标准与规范，同时还有必要推行其成为行业标准，以为电气工程自动化控制的信息化发展奠定夯实的基础。

2.4 为设计单位与使用单位建立有效沟通的机制

有效的沟通机制可以确保系统设计目标和实际生产需求相一致，系统设计单位和使用单位也可及时针对设计或实际使用过程中存在的问题进行交流沟通。

3 PLC技术在电气工程及自动化中的应用

3.1 在顺序控制上的应用

PLC技术作为顺序控制器应用在生产工作程序中已经成为常态化，例如运用PLC技术清理电气工程锅炉中的灰渣。在顺序控制进行过程中，如果电气工程自动化系统在工作生产时出现故障，生产效率会变低。PLC技术在顺序控制上的应用主要包括远程控制、现场传感、主站层三部分，要求使用者在进行自动化设计时保证科学性和合理性，以充分发挥PLC技术在顺序控制方面的工作性能。

3.2 在开关量控制上的应用

PLC技术应用于电气工程及其自动化控制中可以凭借可编程存储器的身份参与到虚拟继电器运行中。在对继电器进行开关电源控制时，控制系统往往会需要一定时间的反应过程，这意味着继电器难以在短路保护间歇得到有效控制。解决这一缺陷问题的方法是把PLC技术与电气工程的自动切换系統结合运用，这样不仅可以改变控制系统反应慢的缺点还可以控制系统高效运作，这正是PLC技术在开关量方面的应用。

3.3 在数据控制上的应用

在电气工程自动化控制中，数据控制是一种根本的控制方法。数据控制的常规方法是数学控制和统计控制。应用PLC技术以后，可以提高数据控制高速处理效应。利用PLC编程以后，可以分析处理电气工程自动化系统中的数据，按照电气工程自动化系统的运转要求对数据进行控制，实现一系列的电气工程自动化口令的执行。

3.4 在分散控制上的应用

PLC技术应用于分散控制主要是指在分散控制系统中单独放置PLC技术装置，这种方式在电气工程及其自动化的流水线上经常使用。例如PLC装置在每一条生产线上的每一个生产环节上都设置，每个生产环节的控制在该环节上发生作用，这就是分散控制的具体表现，使得PLC技术作用能够独立的发挥出来，采用分散控制的方式能够大大保障生产的效益。

3.5 在集中控制上的应用

PLC技术在采用分散控制的同时也采用集中控制的方式，目的是将所有电气工程及其自动化控制设备都包括在统一的控制系统之内。这样利用电气控制的相互关系，实现PLC技术的集中控制。还可以利用PLC技术加载监控系统，在相同状况下运用监控，可以根据生产工作实际情况调节控制因素。

4 PLC技术在电气工程及其自动化控制中的发展趋势

4.1 进一步提高PLC控制系统的可靠性和抗干扰性

在电磁场过于强烈干扰的环境里，PLC控制系统在运算过程中极易出现偏差，甚至会出现因分析错误导致的生产秩序紊乱。因此，进一步提升PLC控制系统的可靠性是PLC技术的未来发展方向。在这一方向指导下，我们需要技术攻关提升PLC控制系统在恶劣环境及电磁信号密集环境下的抗干扰能力，尽最大可能减少系统设计、安装与使用过程中各类因素所产生的影响。

4.2 推动PLC技术向网络化、数字化方向发展

自1975年DCS技术问世以来，电气工程自动化控制系统的应用及技术研发水平日益成熟，但是目前由于提升的空间有限，渐渐出现了后劲不足的情况。PLC技术与DCS技术的充分融合促进了一种全新的控制系统的产生并且在电气工程自动化系统中得到了广泛的应用，即FCS控制系统。这将使得进一步综合与强化的应用在系统内数字化、自动化、智能化的控制得以实现。在不久的将来，FCS控制系统技术还将进一步扩展其在电气工程生产中的广泛应用，同时还会继续得到完善和更新。

5 结语

应用PLC技术对电气工程系统进行自动化的控制，具有十分明显的技术优势。PLC技术具有许多先进的控制理念，对传统的生产方式进行有效的改造，随着人们对科学技术的不断探索，PLC技术将会给生产企业带来更多的便利，促进生产方式向着更为快捷、方便的方向发展。

参考文献

[1] 黄立波.采用改进的PLC电气控制关键技术分析研究[J].中国新技术新产品，2015（18）：15.

[2] 张帅.浅析PLC技术在煤炭工程电气自动化中的应用[J].山东工业技术，2016（6）：80.endprint