PLC技术在电气工程及其自动化控制中的运用分析

惠竹枫

（武昌工学院，湖北 武汉 430070）

0 引 言

信息技术已经在社会各个行业中广泛使用，同时通过与各行业的深度融合，一定程度上改变了传统的生产方式，提高了经济的发展水平。PLC技术作为信息技术的一部分，在工业生产中广为应用，大大提高了工业的智能化程度和自动化程度，极大推动了我国工业的发展。电气工程作为我国重要的产业之一，不能止步于传统的生产方式，因为传统的生产方式已经不能满足现代社会和经济发展的需要。这就要求电气工程必须与时俱进，在生产过程中积极应用PLC技术，不断提高电气工程的自动化程度和智能化程度，有效提升生产效率，以满足社会和经济各方面对于电力的需求。

1 PLC技术内涵

1.1 PLC技术定义

PLC技术的英文原意为Programmable Logic Controller，中文的意思是可编程逻辑控制器。这项技术可以对工业生产过程中产生的各种信息进行收集和加工处理，并根据处理后提供的信息及时解决各种在工业生产中可能出现的问题，为工业生产创造一个安全可靠的环境。要想使PLC系统能够正常运行，首先要对其进行程序设计，然后设定逻辑运算规则，PLC系统会根据设定好的规则进行运算，从而实现对机械设备和电力设备的系统自行控制。在电力工程进行过程中，必然会涉及到大量电线的铺设和安装，要在众多的线路中完成电力的传递和连接所需要完成的工作非常复杂和繁重，同时人工工作难免会出现一些失误，导致线路之间的连接不合理，从而增加能源损耗，甚至会造成安全问题，引发事故。PLC技术可以在充分利用信息化技术的基础上借助计算机工具深度融合接触器控制技术，相比于机械触电继电控制设备，技术含量有着非常大的提高。利用计算机高速的运算能力，按照一定的逻辑进行计算，找出最佳的线路连接，可以在极短的时间内对继电器设备进行控制，并且可以对控制的结果按照需求进行精确控制，取代了传统继电器设备的反馈机制。PLC技术是高度自动化的技术，能够持续稳定的运行，不受一些人为或者自然因素的影响。例如，因为工作人员技术水平不够或者工作人员在工作中注意力不集中而引发各种问题。PLC技术的使用非常简单，只需要进行一些简单的培训就可以完成对PLC技术的操作和使用，应用前景十分宽广。

1.2 控制技术

PLC系统一般是由电源系统、储存系统、信息接收和输出系统及中央处理器等结构组成。除了这些基础的结构外，用户可以根据自己的需要对对整个系统进行添加或者删减，使PLC系统更加符合自身的需求。PLC系统通过电源系统提供能量运行，使用中央处理器对接收的信息进行编辑处理，然后输出用户所需要知道的信息，同时将有价值的信息保存在储存系统中。在这个过程中，PLC系统可以根据既定的程序和算法对接收到的信息进行分析处理，按照用户设定的程序将信息进行传送或者控制。使用PLC系统时，技术人员必须要对整个系统有一个全面的掌握，能够按照工作的需要对PLC系统进行准确的设置，提高获得信息的准确性，同时根据得到的信息对相关工作进行控制和调整。在使用PLC系统中，要及时总结经验，修正系统中不足的地方，对系统及时进行更新完善。

1.3 PLC技术在电气工程及其自动化控制中的优点

PLC技术可以通过一个系统对大量的继变电设备进行控制，以前需要大量人力和时间完成的电力控制和连接工作现在通过PLC系统只需要少量的人通过简单的操作就可以实现。PLC技术的功能非常强大，但是PLC技术的操作却十分简单和直观，只需要对相关技术人员进行简单的培训就可以完全掌握[1]。同时，PLC技术的使用极大地降低了线路的连接数量，避免了以往因为线路连接数量过多导致的漏电串电问题，产生安全生产事故。同时，线路的减少也降低了后续电力工作的复杂程度。PLC技术的自动化程度较高，避免了因工作人员技术水平不够、工作人员注意力不集中等人为因素影响产生的问题。PLC不同于传统设备维修难度大、维修时间长的特点，所用设备的标准化程度很高，出现故障的概率很低，可以长时间持续运转。在软件方面，PLC系统可以对自身进行检测，可以及时准确地发现自身系统中存在的运行问题，使技术人员能够提前发现隐患，迅速解决故障，有效降低了系统的维护成本和维修成本。

2 PLC技术在电气工程及其自动化控制中的使用

2.1 在机床自动化中的应用

PLC技术在电气工程自动化中可以应用的范围很广，在机床自动化中的应用就比较典型。传统的机床自动运行过程中经常出现电气和液压之间的匹配时间过早或者过晚的问题。这个问题一旦出现就会引发整个机床的故障，技术人员需要大量的时间进行修复。PLC系统的应用，改变了传统的实体接触的方式，而是通过程序控制相关电气元件。通过对PLC技术功能的设定，可以使机床的运行时间非常精确，最大限度地减少与电气设备吻合操作的时间误差，有效降低故障发生率，避免了因维修机床导致的长时间停产现象，提高电子机床的生产水平[2]。通过减少故障可以有效降低企业的维修成本和人力使用成本，保证了电子机床的正常运行。

2.2 对系统顺序化控制

任何设备的运行都需要电力提供能源，电气工程自动化系统在运行过程中也需要消耗大量的能源，运行的时间越长所需要使用的电力就越多，巨大的能源损耗会提高企业的运行成本。PLC技术可以有效控制设备的使用顺序。这需要按照实际的工作情况对PLC系统进行设置，设置完成后在生产过程中需要首先运行的电气设备，PLC系统会提前打开对应设备的开关，使设备运行。PLC系统就是通过使用设备的开关系统来控制各个设备之间的运行顺序。PLC系统还可以控制电气工程中多个部分的不同设备的运行顺序，并可以保证开关顺序在很短的时间内精确完成。以往一般使用人工进行各设备的关闭运行，这容易使设备运行混乱导致设备发生故障，影响企业的正常运转，提升企业的维护成本，甚至引发事故。PLC技术主要通过对现场的信息及时反馈以及远程的控制来实现，技术人员在设置顺序控制程序时应科学合理进行程序设置，充分发挥PLC技术的作用。在电气自动化系统中，电机的开启方法有很多种，可以设置好时间自动启动系统，也可以由人工手动开启电源启动系统，也可以现场进行人工启动。PLC系统在电机控制应用运行的过程中，可以通过对系统不断的调整逐渐使系统更加完善，可以更加有效地调节电机控制器，更为精确地测算电机转数。在电机自动启动的操作中可以使用PLC技术，在使用动力泵时及时计算泵机的运行时间，并将时间数据反馈给工作人员。工作人员就可以对动力泵自动开启和关闭的过程进行全程的监控，并将开启和关闭的时间与动力泵运行时间相比对，检查自动开闭的时间是否合理，如果在时间上出现问题，工作人员可以及时介入进行手工调整，确保自动顺序控制运行到位。

2.3 对开关量控制

开关量在电气工程自动化系统运行中具有重要的作用，是自动化控制系统中的重要控制手段。电磁型继电器在传统自动化控制系统广泛使用，但是随着目前技术的不断提高，电磁型继电器增加了自动化控制系统的复杂程度，同时在使用过程中也经常会出现使用问题，导致自动化控制系统无法有效的使用，影响整个电气工程的正常运行，降低了企业的效益。在开关量中使用PLC技术，不但可以使传统自动化系统中存在的问题不再发生，通过程序的编辑和设置可以模拟继电器的功能，通过使用虚拟继电器可以有效提升整个电气工程的效率[3]。虚拟继电器通过数据进行控制，它对指令的反应时间比传统的继电器要快很多，如果出现问题可以被更快地发现，极大地提升开关量的控制效率，同时出现故障的概率非常低，可以省去购买机器继电器的费用。

3 PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用措施

3.1 加强技术改进

在PLC技术的应用过程中，必须不断加强技术的先进性，才能确保电气工程及其自动化系统高速发展。虽然PLC技术非常先进，功能丰富，操作简便，但是其在一些特定的情况下也会出现问题。例如，在电磁波比较强的环境中，电磁波对电子元件的影响非常大，会导致部分电子元件无法正常运行，PLC技术的使用需要应用到大量的电子元件，在这种环境下的PLC系统的逻辑计算能力和数据处理能力会受到很大的影响，导致在逻辑运算和数据处理时出现误差，降低其最终输出数据的准确度，从而导致数据人员对数据的使用出现失误，影响对整个系统运行过程的判断。因此，在PLC系统的使用过程中，要不断加强新技术的应用，更新PLC系统中所使用的电子元件，使用抗干扰性更强的电子元件进行替代，不断提高PLC系统运行的稳定性[4]。

3.2 完善技术控制和管理

社会和科技的不断发展导致对PLC技术的各种需求越来越多。这就要求人们对PLC技术必须进行深入的掌握和开发，不断提高PLC技术的应用能力，同时在开发中要积极借鉴先进的自动化系统使用经验，根据在使用过程中的各种反馈情况对PLC技术进行不断的完善和更新，使其能够满足不断变化的需求，为其广泛应用提供条件。对PLC技术相关工作人员进行培训，提升工作人员的业务素质和工作质量，使工作人员可以更好地利用PLC系统进行生产。同时，制定严格的规章制度，严格控制PLC系统使用中的各项标准，对工作完成质量进行验收检查，对于工作质量不符合标准的工作人员进行适当惩戒，提高工作人员的重视程度。建立长效化的监督检查机制，在主动进行检查的同时多鼓励工作人员对发现的问题及时上报，对于及时上报的工作人员给予一定的奖励，激发工作人员积极性，提高电力工程的质量管控。

3.3 明确发展方向

必须持续不断地提升PLC技术的稳定性，使PLC技术能够在各种环境中稳定运行。这就要求在今后的发展过程中，有针对性地加强PLC技术的抗干扰能力，从而进一步提升电化工程的自动化水平。在如今的信息化社会中，要不断加强PLC技术和网络的结合程度，将此作为PLC技术发展过程中的重点改进项目，通过使用大数据、人工智能等先进技术改进PLC技术中的技术不足，对PLC技术进行完善和提高，从而提高PLC技术的自动化程度和智能化程度。

4 结 论

PLC技术在电气工程及其自动化控制中有效应用对电力事业的发展有着重要的作用，因此人们要采用科学合理的措施，不断强化PLC技术的先进性。同时，完善PLC系统的技术控制和人员管理，不断提高对PLC技术的掌握程度，推动PLC技术广泛应用于多个领域。此外，需提升相关人员的业务素质和工作质量，减少人为原因产生的问题，充分发挥PLC技术的作用，不断提升电气工程及其自动化控制的智能化程度，促进经济和社会的不断发展。