基于PLC技术在电气设备控制系统中的应用分析

张桓瑞

[摘    要 ]随着我国经济和科技的不断发展，在各个领域的现代化生产过程中，自动化技术的应用越来越广泛。自动化技术的应用在有效提高企业生产质量的同时也提高了企业的生产效率。为进一步提高我国电气设备的自动控制水平，大部分企业的管理层和技术人员开始在电气设备的控制系统中引入PLC技术，PLC技术的引进不仅能够有效地优化电气设备控制系统，而且还可以提高工厂的生产力水平，最大限度地提升企业的效益。本文结合我国当前电气设备系统的实际情况，通过对PLC技术在电气设备控制系统中的运用展开详细的探究，希望能够为电气设备控制系统中的相关人员提供一定的思考和借鉴。

[关键词]PLC技术;电气设备;控制系统;应用分析

[中图分类号]TP273;TM762 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）06–00–02

[Abstract]With the continuous development of my country's economy and technology， automation technology has become more and more widely used in the modern production process in various fields. The application of automation technology not only effectively improves the production quality of the enterprise， but also improves the production efficiency of the enterprise. In order to further improve the automatic control level of electrical equipment in our country， most of the management and technical personnel of enterprises have begun to introduce PLC technology into the control system of electrical equipment. The introduction of PLC technology can not only effectively optimize the control system of electrical equipment， but also It can also improve the productivity of the factory and maximize the benefits of the enterprise. This article combines the actual situation of the current electrical equipment system in our country， through the detailed exploration of the application of PLC technology in the electrical equipment control system， hoping to provide certain thinking and reference for the relevant personnel in the electrical equipment control system.

[Keywords]PLC technology; electrical equipment; control system; application analysis

在電气设备控制系统中引用PLC技术，可以有效地改善传统电气设备控制系统中存在的弊端和技术缺陷，在真正意义上实现了电气设备控制系统的自动化。随着PLC技术的不断发展，已经逐渐趋于成熟，这使得PLC技术在电气设备控制系统中的应用越来越广泛，比如在电力系统、输煤系统、数控技术等多个方面都有PLC技术的影子，这足以证明PLC技术在电气设备控制系统中的重要性。引进了PLC技术的数控系统、煤炭系统领域的相关企业都极大地提高了自身的生产效率，同时降低了企业的生产成本，真正地做到了降本增效、持续发展。因此，在电气设备控制系统领域中大力引进PLC技术，是为企业降本增效、加快电气设备自动化发展的有效举措。

1 PLC技术简要分析

PLC技术中文名称为可编程控制器，是一种电气自动化控制装置，国际电工委员会将PLC定义为是在工业环境中使用的数字操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它使用可编程存储器内部储存用户设计的指令，这些指令用来实现特殊的功能，诸如逻辑运算、顺序操作、定时、计数以及算术运算和通过数字或模拟输入/输出来控制各种类型的机械或过程。可编程序控制器及其有关的设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。在PLC技术的实际运用过程中，技术人员结合生产需要进行指令的编写和输入。与传统的电气设备控制技术相比，PLC技术在很大程度上提高了设备的运行质量，不仅能够更加高效的控制设备运转，还能够保证生产数据得到更加精准的分析处理。因此，PLC技术更符合当今时代大规模生产的控制需求，能够进一步的推动社会发展与进步。

2 PLC技术在电气设备控制系统中的应用原理与应用价值

2.1 PLC技术的应用原理

PLC技术的应用原理可以分为3个阶段，分别是输入采样阶段、程序执行阶段和系统输出刷新阶段。在PLC控制系统的输入采样阶段，主要是通过扫描生产过程中的现有数据，然后将数据存入到I/O映像区内相对应的单元中，当数据输入这一阶段完成后，再将用户程序的输出操作进行刷新，就完成了第一阶段的控制操作了。PLC在执行程序的过程中，遵循从上到下的规律，要从上到下逐步进行扫描操作。在数据输入和刷新的过程中，系统的CPU会根据之前已经输入的数据和I/O映像状态来对电路进行锁存，等锁存操作完成后再进行其他的外设驱动操作。当前PLC技术可以十分轻易地控制顺序、开关和闭环等，不仅结构灵活，而且操作简洁方便。就算在现实环境中遇到一些比较复杂的运行环境，PLC技术也可以轻松解决所遇到的复杂问题。

2.2 PLC技术的应用价值

PLC技术在实际的生产生活中有着非常广泛的运用，具有非常高的使用价值。主要体现在以下几个方面：①可以优化我国当前的自动化控制水平。当前，我国相关企业的电器设备功能非常复杂，要想使电器设备功能的科技水平进一步提升，必须给自动化控制技术提出更高的要求。在传统控制的过程中，引入PLC技术不仅能够提升我国的自动化水平，还能够实现工厂的自动化运转，能够大幅度提升企业的生产效率。②PLC技术还能监控自动化控制的状态，在设备出现故障以后可以及时地报警，从而降低可能出现的损失，降低企业的损耗率，从而提高企业的效益。③PLC技术的应用实现了电气设备领域数字化控制的功能，在电气设备控制中引进PLC的技术，相关技术人员可以结合实际所需的控制程序来高效地掌握电气设备。相比过去对电气设备故障的检测手段，PLC的检测技术可以很大程度上提升了检测质量和工作效率，还降低了电气设备控制的难度，可以有效地减少企业的损耗率，大大提升了电气设备的维修和检测水平。

3 PLC技术在全自动电气设备控制系统中的应用类型

3.1 集散控制系统

集散控制系统是PLC技术在电气设备全自动控制系统中的一种應用类型。主要是自动控制技术、通信技术和现代化信息技术这三大技术互联网无线技术、通信网络技术的结合，这种“3+2”的高新技术结合，将企业生产与管理部门中的监测与控制功能进行相互联系，使得企业在对电气设备进行管理时实现集中化和统一化。这种电器设备的集中管理和统一调配模式可以在很大程度上推动企业的进步与发展。集散控制系统主要是由3个部分组成，分别是控制系统、显示装置和通信总线。显示装置可以对电气设备的实际调度和管理情况进行显示和反馈，这个功能可以帮助工作人员在进行电气设备管理与调度时进行正确的指挥与决策，在很大程度上能够提升企业电气设备科学调度的水平。通信中心是显示装置与控制系统的纽带，对通信总线的设计要遵循以下几个原则：危险分散、数据集中和及时反映。集散控制系统能够实现信息数据的集中管理与调度，这使得企业在生产过程中的管理水平得到了很大的提升。

3.2 现场总线控制系统

现场总线控制技术属于通信网络应用的一种，该系统能够将自动化电气设备、多分支结构、双向传输和结构式数字式进行互相连接，这种连接模式可以使得电气设备控制具备双向全数据化通信、总线管理以及多节点控制等有效的特性，这一系列技术的运用与提升可以使得企业电气设备控制自动化发展更为迅速。现场总线控制系统主要是由现场实际环境、控制节点等多个部分组成，这些组成部分使得现场总线控制系统构成了一个比较完善的分散式控制体系。当前我国的电气设备领域对自动化技术的要求越来越高，而由于现场总线控制系统的独特优势，使得该控制系统在工业领域中的使用频率越来越高，而且还受到了电气设备领域相关人员的高度注意。

4 PLC技术在电气设备控制系统中的具体应用

4.1 PLC技术在电气设备顺序控制系统中的应用

PLC技术主要的运用表现是在电气设备自动化的开关量控制方面，我国当前的电气设备辅助系统中有两种主要控制方式，顺序控制和开关量控制。随着我国节能减排，净化环境的规章提出后，企业越来越重视电气设备自动化技术在生产中的应用，所以PLC技术的优势就显现出来，从而逐渐代替了传统的电气设备控制系统。PLC运用在电气设备的顺序控制系统中，不仅能够让设备在运行过程中单独控制工艺流程，而且还能协调通信总线和信息模块之间的配合，有效控制整个生产线。比如，当顺序控制系统运用在煤炭系统中时，能够直接影响煤矿的生产效率，所以设计一套完善的煤矿控制系统可以极大地提高煤炭企业的开采效率，煤炭系统主要采用分层式的技术结构，是由主站层、现场传感器、远超站等多个部分组成。工作人员可以通过电脑在监控室内完成对煤炭运输系统的控制，很大程度上提高了企业的工作效率和质量。

4.2 PLC技术在电气设备开关量控制方面的应用

在传统的电气设备控制系统中，一般是运用电磁性继电器来实现设备的控制功能，但是由于电磁性继电器中存在大量的触点，导致电磁性继电器在实际操作过程中会经常出现触点故障，会影响控制系统的可靠性和稳定性。在传统的电气设备控制系统中，接线比较复杂，多个线路交错，这给设备故障的检修工作带来很大的影响。但是在电气设备控制系统中运用PLC技术作为开关量的控制系统可以很好地取代继电器的控制功能，避免触电故障问题的频繁发生，这会让自动化控制系统的可靠性大大提升。PLC技术运用在开关量控制系统中，既能集中控制多台断路器，又能减少辅助开关的数量，同时还能大幅度增强控制系统的稳定性。除此之外，在开关量控制系统中运用PLC技术还能使系统具备一定的数据推理能力和逻辑分析能力，还能提高控制系统的抗干扰性能，这些优势能够推动全自动电气设备控制系统的发展。

4.3 PLC技术在电气自动化控制中的应用

PLC技术在电气自动化控制中主要有3个方面的应用：①数字操控方面，PLC技术的应用能够让技术人员及时、准确地找到电气设备控制系统中存在的故障，使得设备的检测工作变得更加有效率。②自动控制方面，传统的电气设备结构复杂，体积较大，经常会在运行中出现问题，人工操作时会容易出现错误导致设备出现不必要的损耗，但是PLC技术把错误率高的人工控制变成了自动控制，降低了人为操作设备的错误率，使得设备的管理水平上升到一个新的台阶。③及时反馈方面，运用PLC技术可以直观地反馈设备的状况，一旦设备出现问题就可以及时反馈给相关技术人员，并且帮助工作人员更快、更准确地找到问题所在，以便于相关人员能够及时高效地解决设备出现的问题。

5 结束语

总而言之，随着我国科技的不断发展，PLC自动化技术也获得了更广泛的关注与重视。由于企业的不断发展，市场的需求水平不断提高，对电气设备自动化技术也提出了更高的要求。PLC技术作为电气设备自动化控制技术中的核心科技之一，能够很大程度上满足企业对高水平智能化技术的需要。这使得符合企业需要的PLC技术如今在很多个领域得到广泛地应用。PLC技术不仅具有很高的可靠性，而且还具有非常完善的各项功能。这使得PLC技术在全自动电器设备控制系统中具备非常高的应用价值。虽然目前的PLC技术还不够成熟，在技术上还存在一些问题。但是随着科技的发展，这些问题一定会得到很好地解决，PLC技术将会更加完善并且得到进一步的提升，最终能够推动电气设备控制系统的发展。

参考文献

[1] 李云峰.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用研究[J].现代制造技术与装备，2021，57（2）：176-177.

[2] 吴雅纯.PLC技术在电气自动化系统中的应用分析[J].信息记录材料，2019，20（6）：156-157.

[3] 关润发.PLC在电气自动化系统中的应用与关键技术分析[J].中国金属通报，2018（3）：136.

[4] 姜春来，张国峰，沈伟铭.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用分析[J].电脑迷，2017（9）：84.

[5] 贺剑.PLC技术在电气设备自动化控制系统中的应用[J].中国新技术新产品，2017（14）：5-6.