PLC技术在电气工程及其自动化控制系统中的应用

曾小卿 南昌轨道交通集团有限公司运营分公司

随着我国科技水平的不断提高，在当前电气领域中，人工操控的工作模式逐渐被完善的电气自动化技术替代。在实际工作中，PLC技术所发挥的优势是非常明显的，已经成为电气自动化设备中不可或缺的技术，因此在实际工作中需要加强对PLC控制系统的有效完善以及优化，并且制定有效的运行管理机制，从而提高电气自动化设备的运行效果以及水平，推动我国工业发展。

一、PLC技术的原理概述

为了使PLC控制系统能够在电气自动化设备中发挥其价值和效果，在实际工作中需要加强对PLC技术的了解和认识，从而为后续使用提供理论基础。PLC是可编程逻辑控制器的英文简称。PLC技术是在计算机基础上研发而来的，以计算机功能为主进行有效的组合，从而提升实际的应用效果。在实际应用时，将提前编好的程序写入指令储存器ROM中，CPU在逐条执行指令的过程中产生序列控制命令，控制各驱动电器协调各机械部件有条不紊地工作，从而使机械设备能够实现自动化的工作模式。在后续工作中需要按照之前所制定的指令，让机械设备实现自动化运行。在抗干扰、可靠性等方面对软件和硬件进行改进，可提升实际工作效果以及控制水平。在PLC技术中，外设编程器和储存器为重要的组成部分。随着当前科技不断进步，PLC技术逐渐朝着新的方向发展。PLC技术在电气自动化设备中应用时，能够快速分析相关的数据，转换为可操控的信号，并通过自动化控制实现有效调整功能。另外在实际工作中，还可以根据之前所设定的运行模式进行设备运行状态的全方位监控。设备在运行过程中出现任何异常情况，都必须及时通知相关维修人员，在短时间内进行维修，防止对设备造成严重的损坏。

PLC控制系统在电气自动化设备中的应用较为广泛并且优势明显，比如：可以提升数据获取和处理的能力，保证系统的平稳和安全运行，同时还简化了以往设备的操控形式，提升了实际的管控效果。在当前形势下，需要加强对应用PLC技术的合理性进行研究，从不同的角度制定科学而完善的应用方案，保证电气自动化设备平稳运行。

二、PLC技术设计原则

PLC技术的产生和发展不仅使得传统的生产流程能够通过自动化系统进行控制，同时还能够实现对生产产品的质量控制和监管。此外，在整个工作系统出现一定问题的情况之下，通过PLC技术还能够进行自动化的检测和维修，为生产发展提供了极大的便利。所以，在PLC技术设计和发展的过程中，应更好地坚持有效的设计原则，首先要坚持因地制宜的设计形式，根据具体的生产流程以及生产者的使用需求进行有效的设计，以保证PLC技术的应用效果；其次，在整个设计过程中要坚持质量原则，保证整个技术体系运行的安全性和稳定性；同时，还应更好地注重PLC技术应用的经济效益，使得其在保证产品质量以及工作效率的前提下，还能够更好地控制整体的运行成本，实现工业生产的有效利润获取；此外，对于PLC技术的整体设计和开发，应坚持着创新的原则，通过更有创造性的技术设计手段，使得整体的控制系统能够进行不断的完善和发展；最后，除了保证整个PLC技术应用的有效性外，还必须坚持一定的简洁性原则，以实现该系统更好的养护和维修。

三、PLC技术在电气自动化控制中的具体应用形式

（一）顺序控制

电气设备的顺序控制是整个自动化控制的核心。PLC技术在顺序控制中的应用，可以实现整个系统的优化，从而在单一顺序的标准化、系统化下，实现有针对性的生产过程控制。随着信息化水平的提高，PLC技术的信息模块更加完善，可以大大提高电气设备的自动化控制水平。从顺序控制的角度来看，PLC技术可以借助通信总线完成控制室的内部控制，从而实现远程控制站与主控层的连接，从而实现对电气设备整个系统的控制。但是，由于对电气设备的使用要求越来越准确，为了更好地进行远程设备控制，需要将控制站与设备传感器有效连接，并借助显示屏了解远程电气设备的情况，从而实现远程监控。此时，主控室工作人员可以发出指令，确保在单一标准顺序下进行自动功能控制。

此外，电气设备的顺序控制受操作过程的影响。在PLC技术的应用下，可大大保证电气工程的稳定性，为电气设备的安全运行提供保障。随着PLC技术功能的逐步完善，可在顺序控制阶段实现动态监控，方便主控室工作人员结合不同设备的运行需要进行命令调整。它甚至可以结合电气设备的日常操作顺序定义阶段，根据每个阶段的特点执行有针对性的任务，然后结合阶段的实施智能化地强化流程，从而在现有电气设备自动控制的基础上实现技术更新。

（二）在开关控制中的应用

PLC控制系统功能较完善并具备智能化的特征，因此在开关控制中得到了广泛应用。对于大多数的电气自动化控制设备而言，开关控制非常重要。只有切实保证开关控制的实际效果能够稳定，才能有效防止受到外界因素的干扰。在开关控制中应用PLC技术，能够通过不断完善自动化控制的技术方案实现设备的升级，降低触点故障发生的几率。比如，在PLC控制系统中使用断路器，可以实现对系统运行情况的集中控制，解决系统在运行过程中的一些缺陷，达到综合控制的效果。在运输系统中应用PLC技术，由于可通过控制开关量来启动不同的带式运输机，因此可按照设定的程序一次性启动相关的机组。在运输过程中，可使系统按照预先设定的工作模式和工作要点运行，提升实际的运输效率。

（三）应用于闭环控制

闭环控制也是过程控制，主要是对温度、压力和流量等模拟量的控制。传统的电气工程领域，人工方式的启停难以保证安全性和可靠性，不利于提高生产效率。PLC技术则能起到很好的辅助作用。闭环控制在热处理、锅炉控制等场合都有应用，能够与其他技术组合形成自动智能控制系统。常见的闭环控制系统有电机调速系统和平台流量、液位、温度及压力等控制系统。一般闭环控制系统有单个闭环控制系统和多个闭环控制系统两种。鉴于控制变量的比例系数之间的绝对值非常重要，在控制同步设备速度时会采用单个闭环控制系统。利用PLC技术能够快速反映相关阶段中由闭环系统控制技术呈现出的连续运行状态，从而全面监视闭环的综合控制系统功能。例如，恒速运行状态中，一旦速度发生突变，那么PLC技术可以改变红外传感器，从而有效控制计算机模拟电流强度信号的输出。它的输出模块能够把采集的数据顺利转换为正常的电流信号，最终实现闭环控制。相关应用以及技术功能的发挥，需要操作人员具有区分普通继电器和PLC差异的能力，了解普通继电器和PLC的优缺点。只有这样，才能够在确保相关自动化控制系统安全、平稳以及流畅运行的基础上，将传统技术与新兴技术有机融合，优势互补，各取所长，协同发展，最终提升自动化控制水平。

（四）机床控制

电气设备的自动控制主要从电气和液压两个方面实现对机床设备的自动控制，以避免机床电气控制过程中的设备故障问题，并借助PLC技术消除故障。PLC技术在机床控制中的应用，实现了接触器、继电器等传统电气元件的控制优化，实现了机床电气设备在PLC精确时间控制下的改造，突出了PLC技术的可靠性和稳定性。此外，机床主要电气设备运行状态下的故障发生点可通过PLC技术显示，形成集监控于一体的多功能电气设备系统。在机床控制硬件电路的优化中，PLC技术的应用可以大大减少传统电气元件的实际应用，从而促进机床电气设备的简洁发展，降低系统故障率，实现综合自动化控制。机床控制硬件主要通过构建总线系统来完成多模块的组合，并在PLC专用算法和软件的作用下实现多模块的微分控制。此外，所采用的算法和软件具有可扩展性，可根据PLC技术的补充和更新实现功能扩展，确保系统始终保持灵活的运行状态。借助PLC技术，机床电气设备的微处理器可以实现精确控制，提高运行的稳定性。对于电气设备的控制，采用数字化、自动化的控制方式更容易实现高效运行，避免了传统设备控制中效率低、质量差的问题。此外，具有一定的节能效果，从降低能耗的角度实施了电气行业的可持续发展战略。

（五）在运动控制中的应用

应用PLC技术能够有效控制直线运动和圆周运动。比如在驱动步进电机中，可以利用PLC技术实现多个模块的集中管理和有效控制。随着PLC控制系统的不断完善，PLC技术在运动控制中的应用前景将越来越好。在智能制造的大背景下，生产企业将PLC控制系统用于一些大型电气设备中，可以提升对实际运动轨迹的控制效果，满足市场需求和生产要求，促进行业不断发展。

四、PLC技术在电气工程自动化控制中有效的应用策略

（一）加快研发设计，提升技术手段

在今后的电气工程自动化控制过程中，想要更好地实现PLC技术的高效率应用，就更好地对该技术手段进行创新性研发，针对当前社会发展的具体需求进行有针对性的设计。在具体的创新性设计过程中，相关设计人员可以更好地借鉴国外的实践应用实例，进行自身设计理论的有效建设和完善，为PLC技术的发展提供更大的帮助，同时还需要结合我国的实际国情，进行更有针对性的创新性设计，使得PLC技术的实用性能够得到不断的提升，为我国电气工程自动化控制效果的提升和整个电气工程自动化控制水平的提升提供更好的基础，进一步提升我国整体的工业生产过程中自动化控制的效果。

（二）建设发展PLC技术应用标准

技术手段想要得到更好的应用，必须进行一定的规定和限制，使得其能够在既定的范围内有效地发挥出其作用。因此，在今后的电气工程自动化控制过程中，为了更好地实现PLC技术的应用效果，可以建设发展其自身的技术应用标准，为PLC技术的规范化和标准化发展建立更好的基础。在具体的应用标准建立过程中，可以针对整个PLC技术在电气工程自动化控制过程中具体的应用步骤、技术标准、质量标准以及相关的检测标准等进行有效的统一和规定，结合理论要求以及现场实际应用条件，进行有效的规范，为PLC技术更加科学合理的应用奠定良好的基础，提升其在我国电气工程自动化控制过程中的应用效果。

五、结论

对于电气设备的自动控制，PLC技术具有明显的优势。它不仅能有效地促进电气自动化的发展，而且在一定程度上提高了电气设备的控制质量。面对现代社会的发展，PLC技术全面应用于电气设备的自动控制是一种必然趋势，即从电气设备顺序控制、开关量控制、闭环控制、机床控制等角度全面应用，程序编制和集中控制，以延长电气元件的使用寿命，提高动力设备的利用率。