PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用分析

贺朝东

（湖北理工学院电气与电子信息工程学院，湖北黄石，435003）

0 引言

随着科学技术的不断发展，与电气工程的联系日益紧密，PLC技术由此产生并在电气工程中得到广泛应用，使企业生产质量得到大幅度提升，在市场竞争中更具优势。

1 PLC技术简介

1.1 工作原理

从PLC技术工作原理来看，其内容存储器在实际运作中发挥着至关重要的作用，如图1所示，它就是PLC存储器的一种，具有强大的存储功能。同时，它还具有一定的人性化特征，主要是因为它能够满足用户的实际需求，只要用户发出指令，该存储器就能够严格按照其指定进行逻辑计算，不仅为相关工作人员减轻了工作量，而且还大大提升了计算的准确性。另外，PLC还具有扫描功能，在这一功能运行中可以将最终的数据结果完整的传输到相关的执行机构中。除此之外，PLC还具有良好的控制性能，如果电气系统所应用的是这一功能，则可以节省很多操作流程，只需要与其相关软件进行正确的连接，就可以促使电气系统有效运行，大大提升了运行的效率。

1.2 设计原则

为了在整体上提升PLC系统设计的科学性，就必须遵守相关的原则，这样既能提升设计的效率，又能减少差错出现，对良好设计效果的实现具有重要意义。首先，在实际设计中，必须要坚持安全第一的原则，同时还要保证系统具有可靠性，确保其正常运行。其次，还在确保系统性能良好基础上，坚持最低成本原则，以便提升生产制造企业的经济效益。

1.3 核心技术

PLC技术有很多种，在电气工程中都发挥着重要作用，但其最核心的技术就是控制技术。随着科学技术的不断发展，其控制技术也不断成熟和完善，现阶段，已经实现了自动化控制。其控制系统主要由四个部分组成，分别是中央处理器、存储介质、电源、输入输出口。这四部分是缺一不可的，对其控制系统产生着直接影响。而且PLC的控制系统具有独特的优势，用户可以根据自身的实际需求，对其系统进行调整，在必要的情况下，还可以添加合适的外部设备，对其良好控制性能的发挥具有一定促进作用。其中，电源在整个系统中主要是负责PLC控制系统的开关和关闭，而且输入输出接口是与外界联系的桥梁，也就是与外部设备进行连接，进行相关数据与信息的传递，而且中央处理器，主要是接受和分析用户的数据与指令。存储介质为用户提供极大便利性，可以使其在第一时间找到有关数据，如图2所示。

图2 西门子PLC中央处理器

2 PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用

2.1 在控制顺序方面

对于当前的PLC技术来说，在实际的应用过程中，主要是在生产与生活中发挥出顺序控制器的作用，以满足当前的需求。例如，PLC技术被广泛的应用在火力发电厂中，通过其技术优势合理对火力发电厂的炉渣、飞灰等进行清理，促使火电厂稳定运行。在顺序器的实际控制过程中，受多方面因素影响，当自动化控制系统在运行时遇到外力的阻拦，将直接导致当前的生产效率降低，影响其整体的运行水平。以当前的PLC技术为例，在进行顺序控制时，其涉及的内容较多，范围较广，主要包括当前的现场传感、远程控制以及主战层三方面，通过合理科学的设计，促使各部分进行有效的优化，通过设计排列组合的方式，保证其具有规范性，从根本上发挥出PLC功能与作用，实现顺序控制[1]。例如，PLC技术在电气工程自动化领域中的控制应用，如图3所示。

图3 PLC技术在电气工程自动化中的控制应用

2.2 在开关量方面

在实际的技术应用过程中，当前的PLC技术还广泛的应用在当前的电气工程及其自动化控制中，发挥出有效的控制作用。实际上，在进行控制时，其自身是以可编程存储器的形式进行应用，并利用自身的作用积极参与到当前得的虚拟继电器运行过程中，以满足当前的需求。相对来说，PLC技术在对当前的继电器进行通断控制过程中，受其自身的性质影响，需要较长的时间进行反应，由此，意味着在实际的控制时短路保护期间的继电器未能得到合理的保护，控制效果不明显。通过上述分析可知，PLC在实际的应用过程中也存在着一定的缺点，进而影响其技术功能的发挥，因此，应结合实际情况，积极进行合理的技术创新，例如，当前应用较为常见的方式是利用自动切换系统自身的优势与当前的PLC技术进行有效的结合，从根本上优化其存在的不足之处，满足当前系统运转的需求。与此同时，灵活利用该方式进行优化，还可以改善当前的系统反应较慢的情况，优化系统的整体效果，从根本上促使其运行效率得到提升，实现PLC技术在开关量控制方面的应用。例如，PLC技术控制电气元器件，如图4所示。

2.3 在立体仓库方面

近几年随着社会和科学技术的发展，人们的生活和工作中经常利用网络购买产品，我国物流产业逐渐处于高速发展的阶段，发展过程中，PLC技术起着不可缺少的作用，其中物流企业中立体仓库的建设发挥着重要功效，经过我国相关部门长期调查发现，目前最常见的立体仓库为升降横移式、垂直提升式和圆形水平循环式几种形式，PLC技术中对立体仓库中的堆垛机、对货架和出入库输送设备等进行控制，保证物品的有效存储，立体式仓库稳定运行。以某物流企业为例，具体工作中，立体式仓库使用闭环式的形式对其进行控制，通过对数据的编写，建立完善参数数据，接受旋转编码器信号反馈，将重要数据信号直接发送到可编程逻辑控制器中，然后由计算机和控制器等对立体仓库进行设备的闭环控制。PLC技术在立体仓库的运用，不但提升了仓库货物输入和输出的效率，还减少了工作中失误的情况，减少人力的运用，为物流企业人力资源管理工作提供便捷条件，同时提升管理工作效率。

图4 PLC技术控制电气元器件

2.4 在机床电气方面

机床加工技术是一门复杂的技术，包含多种领域的工作，其中有电力工程、机械工程和液压工程等不同体系的电气设备，工作过程中，一旦一个环节出现故障，会造成整个机床工作效率下降，产品质量受到影响，严重者机床将不能工作。某企业运用了PLC技术，不但代替了传统工作中，接触器为主的设备控制形式，还提升了机床加工工作效率和生产产品的质量，减少了设备发生故障的几率。其中可编程逻辑控制器的运用，可以实现全面监督设备运行情况的目标，另外对设备的实时监督、控制和报警等职能自动化工作的开展奠定结实的基础，对机床电气工作设备运行中，提升工作效率有巨大的意义。除此之外，PLC技术中可编程逻辑控制器工作中对外界干扰抵抗性较强，可以长时间的使用，并且操作方便，和其他的控制技术相比，能源消耗较低，机床生产和加工过程中，可以减少电力资源的浪费，提升工作效率[2]。

3 提高PLC技术应用效果的有效措施

由于PLC技术的应用为电气领域做出了重大贡献，在未来的发展中应采取措施使该技术的应用效果得到进一步提升，具体措施为：

一是立足于电气工程的实际需求，鼓励全球权威专家加大PLC技术的实践案例研究，为该项技术的深度研发提供理论基础；二是提高PLC控制设计人员的综合素养，加强培训力度，使其更加娴熟灵活的掌握PLC技术；三是构建有效的沟通机制，使PLC系统设计单位与使用单位之间能够根据系统问题进行交流和沟通，使系统弊端与漏洞得到有效的弥补与完善；四是研制抗干扰设备，由于PLC系统在使用中对运行环境的要求较为严格，例如在电波干扰较大的环境下，将对系统的正确运行产生严重不良影响。对此，设计人员应有针对性的研制出抗干扰设备，使PLC控制系统的抗电波干扰能力得到显著提升，系统的自身效能得到充分发挥[3]。