电气工程及其自动化控制中PLC技术的应用

廖 谦

(襄阳汽车职业技术学院，湖北 襄阳 441000)

1 PLC技术简介

1.1 概念

PLC的全称是可编程逻辑控制器，是一种专门用于自动化控制系统的控制器，能够即时执行并储存控制指令。它具有CPU、存储器等构件，与计算机具有一定的相似性，还能够接收和输出指令，但不具备1/0设备，体积也较小，因此与计算机还存在区别。PLC控制系统的本质就是一块智能化芯片，也是一个小型的数据处理系统，能够以较高的速度储存和执行指令。其中“小型”并非指体积，而是其不具备完整的计算机功能，只能承担其中一部分工作，与计算机相比性能稍弱，但足以用于大多数控制系统中。

1.2 特点

(1)抗干扰强。如今绝大多数信息技术是应用电磁波进行信息的传递，它们在传输途中会发生相互作用，尤其是同频段的波，可能发生干涉衍射等，导致信号减弱甚至丢失。但使用PLC芯片可以提高系统的抗干扰性，它能够在较为复杂的环境中正常工作。

(2)界面简洁，容易学会。PLC能够被绝大多数人接受，它的界面简洁易懂，没有过多赘余的功能，其指令数量要比微型计算机少许多，大多数小型PLC只有16条左右的指令，不具备丰富IT知识或者只具有一点基础的人也能够进行编程，不需要专门学习计算机的相关知识。

(3)尺寸齐全，功能强大。PLC技术起步较早，经过多年发展和完善，它已经形成了一系列不同尺寸，无论设备体积大小，都有与之对应的PLC芯片。并且随着信息技术的发展，PLC功能更加强大和丰富，如今已经能够达到瞬时接收和传送数据，在数控领域发挥了巨大作用。

(4)适应性强，灵活多变。PLC采用积木式结构，用户可以通过自由组合来调整控制系统的规模，因此它具有较高的自由度和灵活性，几乎可以满足电气工程及其自动化控制系统中的任何要求。

(5)体积较小，耗能较低。PLC产品普遍体积较小，而且已经推出了微型产品，长宽都在10cm以内，不会占据太大空间，能耗也很低，不会增加机器的负担，是电气系统中的理想控制装置。

2 电气工程及其自动化控制中PLC技术的应用

2.1 开关量控制

在电气系统开关量控制中应用PLC技术，可以大大提升系统的响应速度，从而为企业带来更多经济效益。PLC主要通过1/0接口来操纵生产过程，因此在设计系统时，需要先根据实际的工艺控制情况确定1/0开关量点数，要在计划数据的基础上留有大约20%的富余量，同时为了提高系统的安全性，保证在紧急事故发生时能够自动切断负载电源，可在其中增加交流接触器。另外，还需根据公式对存储器容量进行估算，并选择合适的规格，如今市面上的内置式和外插式PLC功能都较为完善，可根据实际情况自由分配。

2.2 顺序控制

在电气工程中，顺序控制也是自动化控制系统的一大要点，采用PLC技术能够实现自动化顺序控制，也可实现远程控制，提高设备运行的效率并降低能耗。在实际应用时，要从主站层、现场传感和远程控制等方面入手。

2.3 继电保护

在电气系统运行过程中，容易出现电流、电压过高或者过低的情况，导致系统故障，若采用人力监管，需要耗费大量资金，并且也不能像电子设备一样高效快捷，因此可采用PLC主导的继电保护系统，对电气设备进行监管。

3 在电气工程及其自动化技术中应用PLC技术的注意事项

3.1 现存问题

(1)高精尖人才培养。虽然我国的各所大学都早已开设了电气工程相关专业，但在PLC芯片及其相关技术的教学方面还存在诸多欠缺，电气专业的计算机为公修课而非专业课，内容浅显，教学方向缺乏指向性，与电气技术联系不大，并且教师的水平也偏低，很少有大师级人物，许多学校缺乏相应的教学经验，所教内容在几年内都不会发生变动，然而电子科技和信息技术发展十分迅猛，在一两年的时间内就可能出现技术革新，要想走在世界前列，还必须提高本国的创新能力，不能一味地借鉴他国经验。

(2)PLC芯片依赖进口。目前国内PLC芯片生产厂商数量较少，企业规模一般较小，最有影响的算是无锡华光，它虽然生产多种型号的PLC芯片，但其产品质量还无法与德国西门子公司相比，并且销量和产品型号等还存在很大的局限性，所占市场份额极小，远远比不上西门子公司在中国的份额。若不能实现PLC芯片的自主研发，仍旧依赖进口，就会被其他国家掣肘，无法真正发展成为工业强国。

3.2 策略

(1)重视人才培养。首先，国家应当加大对人才的培训力度，对高校和中职中专、高职高专中的电气工程专业教学模式进行革新，重视学生实际操作能力的培养，并引导他们学习先进的知识技术，包括计算机方面的编程等，让他们能够熟练将PLC芯片等与电气自动化相结合；企业也应当对现有从业人员展开系统培训，让他们熟悉PLC芯片的特点与操作系统，能够做到熟练使用以PLC为主导的电气自动化系统，提高工作效率。

(2)统一标准。在使用PLC技术时，需要对其进行统一和规范，完善各项相关制度，并依托信息化技术构建交流平台，实现技术和数据共享，将语法进行统一，派遣专人维护信息平台与控制系统，保障其安全平稳运转。

4 结束语

目前我国电气工程技术已经日趋完善，得到了广泛地应用，极大地提高了我国的工业水平，促进了许多行业的发展，为企业提高了生产效率和经济效益，并节省了大量人力资源。想要在此基础上更进一步，就需要在自动化控制系统中采用PLC技术，弥补现今控制系统中的不足，提高响应速率，提高自动化程度，降低对于操作员的需求，同时也应当重视专业人才的培养，提高从业人员科学素养，使他们能够顺应时代发展潮流，自觉学习PLC自动化控制系统的使用。