基于PLC技术的电气工程自动化控制应用

赵梵喆 秦英歌 焦凯 杨永琪

摘要：本文探讨了PLC技术简介，分析了PLC技术在电气工程自动化中的控制功能，研究了PLC发展趋势。

关键词：PLC技术;电气工程;自动化控制

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）02-0004-01

0 引言

科技水平的突破创新营造了良好的自动控制技术研发环境，电气工程对于控制系统技术提出更高的标准与要求，需要革新以往手动控制低效率工作模式[1]。为此，PLC技术在电气工程自动化控制領域得到普及与推广。PLC技术应用于电气工程自动化控制领域是必然趋势，其功能在于延续了传统电气工程技术的应用、优化了电气工程技术的自动化水平。

1 PLC技术简介

PLC是可编程逻辑控制器的简称，是先进的电子系统，也可视其为具有编程能力的存储器，设计意图是解决工业生产中电气控制问题。PLC技术为满足应用者需求应运而生，以存储器为载体计算使用者发布的任务，包括逻辑计算、数学计算等等，生产系统的自动操作则是应用这些计算功能实现，模拟操作控制机器生产的数据，以数字化指令的方式控制机器完成生产工作[2]。工业是使用PLC技术最为频繁的领域，PLC技术的工业运算即通过可控制的自动化计算机实现。该计算机的硬件设备和普通计算机相似之处为：都具备输出设备、输入设备、存储器、硬盘、控制器等等;在工业生产中PLC技术是一种控制系统，系统化操作与控制工业生产设备。PLC技术控制电气工程的可靠性与稳定性较优，对工作环境的适应能力强、要求低，抗干扰能力强，很少发生运行故障。

PLC技术实现了数字操控应用与信息反馈应用，PLC技术数字操控功能在第一时间检测出电气设备运行故障，并自动进行电气设备检修，恢复系统运行，实现一体化故障检测与修复;对于信息反馈方面PLC技术能力相对完善，及时查看设备运行状态并作出正确的反馈，为技术人员提供全面的系统运转信息，便于技术管理人员快速掌握电气设备运行情况，有针对性的解决问题。

2 PLC技术在电气工程自动化中的控制功能

2.1 减少辅助开关量

电气自动化接线需要大量的电路元件，一些电气系统实现自动化控制功能需要增加一部分电路元件，由于电路元件具有脆弱性，经常引起电气运行故障，严重降低系统运行稳定性与可靠性。PLC技术应用于电气自动化控制领域有助于减少电路元件的使用量，由此电磁继电器动作的频率显著下降，有效增强系统运行性能与安全系数。一些干扰问题随着电路元件的减少得到消除，降低维护工作的难度，同时辅助开关量明显减少，以集中的方式管控系统运行，拓展系统使用领域的同时优化生产效率。

2.2 逻辑控制与模拟变量控制

（1）逻辑控制。电气工程自动化控制中，逻辑控制是PLC 技术的核心、是电气自动化正常运转的基本条件，为优化自动化控制系统效率提供技术支撑。PLC技术的基本功能是进行逻辑控制，并在该领域应用广泛。PLC技术通过逻辑控制与顺序控制改变继电器电路，逻辑控制的优势既可以同时控制多机群，又能独立操控单台设备;逻辑控制是包装生产线、印刷机、电镀流水线等生产领域的常用技术，能够实现流水线生产的全自动控制，极大降低人员操作失误带来的经济损失，提高产品生产的合格率，辅助电气工程在有限的时间创造高更多的经济价值。（2）模拟变量控制。温度、压力、速度是工业生产中使用频率较高的变量，是PLC技术主要模拟控制的对象。PLC技术成功模拟变量的前提是实现模拟量与数字量之间的A/D转换和D/A转换。所以A/D转换模块和D/A转换模块往往为配套生产，便于PLC技术应用，优化PLC技术模拟变量的精准度。

2.3 顺序控制功能

PLC技术在顺序控制器中的应用得到推广普及。工业生产中的电气自动化设备一般需要长时间运作，消耗大量电能源与资金成本。PLC技术由数个功能模块和主程序构成，技术人员只需在操作端远程统一控制各个环节的电气设备，灵活完成电气设备的开关，这种集成管理方式有效减少人工控制工作量。PLC技术的顺序控制切实降低了自动化设备电能源消耗，对于获取社会效益、经济效益具有积极作用[3]。PLC技术应用于顺序控制时要充分发挥其作用和特点，协调好其在远程控制、现场传感控制、主站层控制三个环节中的侧重点，控制人员需要严格遵守PLC技术应用标准、保障技术应用的科学合理性。PLC计数功能取代了传统继电器，用软件形式进行工作，一定程度上避免系统生产事故发生，加快系统运行速度。

3 PLC发展趋势

3.1 深化PLC技术的集成度

深化集成度是PLC技术实现深层次技术革新的重要着力点，实践路径如：（1）提升电气设备的兼容性是PLC技术高精度实现电气工程自动化集成管控的前提条件，所以要注重操作系统电气接口的选取，使用相同的接口有助于系统的集成管理;（2）在统一管控平台中开发操作系统可加强系统之间的联动性，提高PLC技术的集成度。

3.2 增强PLC技术的数字化水平

信息时代数字化技术、互联网技术是传递信息的主要技术路径，PLC技术汲取了计算机技术、通信技术、自动化技术的技术优势，PLC技术在电气工程自动化控制中实现突破需要加深其数字化水平。增强PLC技术的数字化水平，对于电气工程设备运作精准度、灵敏度来说是极大提升，为生产企业创造更多经济价值。

3.3 提升PLC技术智能应用水准

未应用PLC技术之前，电气设备由人工操作管理比重较大，缺乏与时代共同进步的智能化元素。PLC技术在电气工程自动化中的应用大幅提升其智能化水平。PLC技术判断电气运行状态的依据为对比预设状态值与实际状态值，快速获取电气设备运行情况。未来PLC技术发展更加注重智能化，PLC技术可与物联网技术、5G技术、人工智能技术交叉合作，取长补短，借助高水准科学技术充分释放自动化控制优势。

3.4 加强PLC技术的应用管理

电气工程依赖PLC技术实现了自动化控制的多重目标，创造了生产领域自动运作的良好环境。PLC技术对于电气自动化技术的控制优点在于降低人为失误程度，自动控制工作模式减少了技术人员工作负担，有利于管理人員对生产运行环境的远程监控。在未来的发展中，PLC技术要继续发挥其在电气工程自动化控制中的优势，以加强PLC控制技术应用管理为突破口，加强技术人员专业知识、技术标准的培训，在储备大量专业尝试的基础上充分发挥PLC控制技术的效果。

4 结语

总之，完善自动化控制技术管理体制、加大自动化科研力度是未来PLC技术重点发展方向，弥补传统工业发展的技术缺陷。但是PLC技术自身仍存在诸多不足，在实际运用过程中，应全面掌握PLC技术的优势与不足，制定针对性的优化措施，保障PLC技术的高质量运行，实现PLC技术与电气工程自动化技术的同步发展。PLC技术的逐步完善，必将成为电气工程领域的主流技术。

参考文献

[1] 鲍日洋.浅析PLC技术在电气工程自动化控制中的应用[J].电子测试，2019（6）：128-129+113.

[2] 彭宏.电气工程自动化控制中PLC技术的应用[J].山东工业技术，2017（2）：200.

[3] 周燕.基于PLC技术的电气工程自动化控制设计[J].通信电源技术，2018（2）：153-154+157.

Application of  Electric Engineering Automation Control Based on PLC Technology

ZHAO Fan-zhe， QIN Ying-ge， JIAO Kai， YANG Yong-qi

（Shandong University of  Science and Technology Department of  Electrical Information， Jinan  Shandong  250031）

Abstract：This paper discusses the brief introduction of PLC technology， analyzes the control function of PLC technology in electrical engineering automation， and studies the development trend of PLC.

Key words：PLC technology; electrical engineering; automation control