PLC技术在工业电气自动化中的应用

马茂军

摘要：PLC技术的广泛应用对工业生产领域的持续发展而言具有极大的促进作用，时至今日，PLC技术已经成为了工业电气自动化相关控制系统中的关键性技术。本文以PLC技术为主要的研究方向，分析了PLC技术的技术原理、优势以及具体应用策略，同时阐述了其在电气自动化领域中的发展前景，望相关研究内容能够为工业生产领域的持续发展创设一定的参考条件。

关键词：PLC技术工业电气自动化 优势 发展

依照现阶段工业生产领域的整体发展势头而言，有诸多的传统控制技术已经无法满足现代工程领域的实际需求，应积极引进新型的技术以及与之相匹配的操作理念。PLC可编程逻辑控制技术具有诸多的应用优势，如极高的安全性、稳定性与便捷性，在现阶段工业电气自动化控制领域中具有举重若轻的地位。PLC技术还能够与互联网技术、计算机技术、通信技术等多种新兴技术达成完美合作，为电气自动化领域的持续发展创设出了绝佳的条件。

PLC技术概述

PLC技术本质上是一种逻辑控制器，亦可以称之为可编程性控制器，该技术具有良好的兼容性，能夠协同其他技术共同服务于工业电气自动化生产，实现智能化工业管控工作。相较于传统的单片机逻辑控制器而言，PLC技术的操作更加灵活。技术人员可以依照实际需要在PLC中输入相应的指令运算程序，再由系统将这部分程序指令转化为数字指令并传输到相应的机械设备之上，实现全自动化的现场作业，在降低技术人员作业压力的基础上提升了整体工业电气自动化生产作业的质量与效率。从技术角度而言，PLC技术有机结合了通信技术、互联网技术以及电力控制技术的多种优势，不仅简化了生产线路的操作流程，同时还增强了技术人员操作的安全性。大部分PLC编程系统都是由软件、硬件控制系统所共同组成，以软硬件的相互配合共同实现自动化控制。PLC技术起初只能进行简单的顺序控制，但随着科学技术的不断发展，其应用范围已经逐渐延伸至闭环控制、机床控制等各种工业电气自动化生产作业之中，能够有效降低企业生产过程中人力、物力、财力等各方面的投入，达成“降本增效”的目标[1]。

PLC应用在工业电气自动化中的优势

PLC具备实时响应的特点

辅助继电器设备是PLC技术中至关重要的组成部分，属于PLC技术内部的核心功能元件。这种结构可以将既往生产中的节点工作转变为时间式工作流程，能够起到减少内部导线连接的作用，能够最大程度地保障响应的稳定性[2]。同时，相较于传统的继电器设备而言，依托于PLC技术开展工作的辅助继电器设备尽可能地缩减了往返节点的判断时间，在保障信息传输以及响应准确性的同时，提升了整体工业电气自动化系统的反应速度，落实PLC技术促进生产效率与质量全面提升的美好愿景。

PLC具备安全稳定的特点

PLC技术的出现给工业电气自动化生产线路带来了新的转机，其具有十分优质的抗干扰能力，轻易不会受到外界电磁电场的干扰，在满足工业生产基本需求的基础上提升了整体生产环境的安全稳定性与可靠性。PLC技术凭借其优秀的稳定性与安全性，促进了工业电气自动化生产作业质量与效率的升级。同时，广大研究人员对PLC技术的不断科研与创新也在不断地提升PLC技术的故障监测、排查与处理能力，其稳定性与安全性在未来亦有一定的研究与发展空间。

PLC具备操作便捷的特点

在编译符号以及梯形图语言技术的帮扶下，使得PLC技术在整体工业电气自动化生产过程中的操作十分便捷，只需要通过逻辑运算即可实现多种多样的程序控制工作。同时，PLC技术还具有极强的易学性，传统的逻辑控制技术需要操作人员极强的专业性以及较高的理论储备支撑才能够进行控制操作。而PLC技术则不同，即使操作人员缺少一定的基础理论知识与实践操作经验，只要经过短期的培训与引导，也能够完全掌握使用技巧并且熟练操作。总而言之，PLC技术下的操作指令更加直观的同时，也更容易被操作者学习、记忆，这不仅能够有效提升PLC技术的操作效率，还能够保障操作的安全性，为维护整体工业电气自动化生产作业的稳定性具有一定帮助。

PLC技术在工业电气自动化中的具体应用分析

PLC技术在火电中的应用

火电厂是工业生产过程中十分重要的组成部分之一，为了保障工业电气自动化运行系统的稳定性，PLC技术中运用了顺序控制技术去完成各项生产工作。顺序控制技术常出现于火电厂中的除渣、除灰系统当中，并且发挥其最大功效，全面地维护生产环境的安全性。

以输煤控制系统为例，实现输煤过程的自动化运行是PLC技术在顺序控制中的主要功能，PLC技术的存在可以在保障产品输送质量的情况下提升生产效率[3]。传统的输煤控制系统大多采取分层式的网状结构完成作业，其运输质量难以保障，但在其应用了PLC技术的情况后即可实现对整体设备的实时监督与管控，如此便能够保障系统运行的稳定性。再以结合了PLC技术的除尘系统为例，传统的除尘工作需要相关的工作人员亲自到除尘现场进行各项操作与监管工作，具有工作效率低、安全隐患高、监控面狭窄的缺陷。在引用了PLC技术之后，工作人员便可实现在办公室中远程操控除尘系统的目标，一方面降低了工作人员的工作量与工作时长，另一方面也能够有效地提升其监控范围，以提升工作效率的方式最大程度地维护企业的经济效益。

PLC技术在闭环控制中的应用

电机控制启动环节是PLC技术在整个电气自动化控制过程中应用最广泛的流程之一，电机启动系统主要依靠于闭环控制与指纹识别、声控识别等手动、自动启动技术的协同作业完成工作。传统技术支持下的闭环控制系统忽略了对后期设备的关注，使其无法依照自动应用程序的变化去灵活调整运行状态，不仅无法有效控制整体设备运行的稳定性，甚至可能造成设备故障、系统紊乱等负面影响。以机电设备中的油管压力为例，当机械长时间运作之后，其内部的油管压力便会随着时间的累积而不断增加，假设当电机内部的油管压力达到1.0MPa时，就有可能因压力过强而引发溅射现象，最终导致油管内壁腐蚀程度过高，时刻威胁着电气作业环境的安全稳定性。得益于PLC技术的升级，使得这一问题能够得到有效控制。依托于PLC技术的闭环控制程序能够起到感知油管内部压力的作用，在其检测到油管内部压力超过设定阈值的情况下，就会将自动调测装置变更为手动调测，同时协同计算机技术，经相关的数据传输至工作人员处，提醒其及时进行检修[4]，从而起到降低设备损耗率、提升生产作业质量、维护生产环境安全性等作用。77A5E70F-01BF-4160-B531-BC9347DEEA74

PLC技术在数控机床中的应用

在既往的工業工厂生产过程中，受到机床工作效率低、运行时间有限、故障发生概率大等问题的限制，导致其生产效率与质量始终无法有效升级。而造成这种情况的主要原因就在于传统的机床系统大多以继电器控制系统为主要系统，需要相关的技术人员能够及时做出调整。PLC技术能够对机床系统中的软硬件进行全面性的升级、优化，同时也能够对机床的运行状态进行实时监控，以便在发生问题时进行及时的上报与处理。以传统机床中的气动系统为例，PLC技术的存在能够在替代气动系统开展工作后简化机床系统的整体结构，达成提升响应效率、降低操作难度的目标[5]。

PLC技术在混合料生产中的应用

混合料生产广泛应用于各种工业工厂生产过程中，其本质就是对各种生产原料的合成与再加工。在传统生产过程中想要完成这一工作，通常需要工作人员对有待合成的原料进行详细检测，意在细致地筛选出符合工厂生产标准的材料，以保障混合料生产的质量。人工筛选材料的工作效率较低，同时也极易出现漏检、错检的情况，一旦发生问题，就有可能导致整批次混合料的报废。将PLC技术融入混合料电气自动化生产工作中，能够弥补人工检测中存在的漏洞，起到提升检验质量、缩减检验时间的作用。具体而言，结合了PLC控制器的混合料原材料自动检验程序，能够精准地筛选出质量与性能符合生产标准的原材料[6]。

PLC技术在逻辑控制工作中的应用

工业电气自动化生产工作中会涉及控制工作，如流水线自动控制工作、单机控制系统以及群体控制系统等，凡是此类的控制工作都需要依托于PLC逻辑控制技术，才能维持其稳定性与高效性。相较于其他控制系统而言，PLC技术所要编写的程序较为简单。基于此，当工业电气自动化生产系统的逻辑控制关系出现问题时，相关的工作人员只需要依照实际问题去重新在PLC控制系统中编写、输入相应的程序指令即可。并且，PLC逻辑控制系统具有十分强悍的逻辑运算能力，因此依托于PLC技术开展的逻辑控制工作通常具有极强的精准度，它的存在对整体逻辑监督、控制工作，甚至生产工作而言皆有一定的积极影响。

PLC技术在电气开关量控制中的应用

开关量控制素来是我国各大工业工厂生产制造过程中不可或缺的构成部分。以汽车生产加工工业为例，工作人员在对各种生产线的工位进行监管与控制时，就会大量使用到以PLC技术为主的开关量控制系统。其中以中型PLC开关量控制系统为主，总体控制系统中的I/O开关量的控制点数通常保持在300个左右。而继电器设备的使用效果可以在一定程度上决定开关量控制系统的工作质量，假设工业生产过程中继电器设备出现问题，那么整体的电气自动化系统也会陷入停摆的局面之中。这就需要借助PLC可编程技术去完善电气开关量控制中的作用效果，以保障设备的生产效果能够控制在合理的范围之中。由此，在面对继电器开关控制器的相关问题时，可以采用PLC变成控制技术对其进行全面性的优化处理，以PLC控制系统的稳定性与安全性来保障继电器的正常使用效果，促进生产工作质量的提升。同时，采用PLC技术的开关量控制器还能够及时反映继电器开关的真实运行情况，以便于工作人员对继电器的监督与管控，在发现问题时能够及时地采取相关的编程控制，进而升级继电器开关控制的反应效率。

PLC技术在工业电气领域中的发展方向

PLC技术高速度、大容量发展方向

高速度、大容量的生产性能是全部工业生产都孜孜以求的设备、系统性能，而应用了PLC技术的工业电气自动化系统，能够最大化地发挥其运行与使用价值。现阶段，我国的PLC扫描速度已经能够达到0.1ms/k步左右，同时其储存量也拓展至了几十兆字节的程度。目前已经有部分PLC生产商会开始使用磁盘储存器抑或是硬盘，以达到扩大设备储存量，提升其运行效率的目的。因此，在工业电气自动化的未来发展中，PLC技术的运行速度以及容量都需有所进步，方能满足工业电气自动化的实际发展需求。

PLC技术超大型、超小型发展方向

现阶段，我国市面上的PLC系统设备多以中小型的状态出现，而为了达到未来工业电气自动化的实际发展需求，需要PLC系统设备相关研究、生产人员增强对超大型、超小型设备的关注，在保障其运行质量的基础上加大相关规模设备的生产量，以满足当下工业电气自动化生产作业的多元化需求。例如，当前工业生产过程中已经出现了对最高配置I/O点数高达14336点的超大型PLC系统设备的使用需求[7]。工业需求的转变对于相关科研人员而言不仅仅是其职业生涯中的挑战，更是推动相关行业进步的机遇，各界应明确PLC技术的发展趋势，从而制造出如“多CPU协同工作系统”“最小配置I/O点数为8～16点PLC”“大容量储存器”等系统、设备，进而在推动行业进步的基础上促进整体社会经济的持续发展。

PLC技术智能化发展方向

但随着时代的进步与发展，工业生产也需要有效改革传统的人工化、机械化作业模式，以满足当下行业生产过程中自动化、智能化、人性化的需求。PLC在冶金、电力、煤矿等工业生产作业中皆具有不可替代的重要地位，因而其应该依照工业生产需求的变化而调整自身的发展方向。以高速计算模块、智能化控温模块、智能通信、人机协同等智能化PLC模块为例，其都能够在一定程度上满足工业自动化生产过程中安全、稳定、高效的作业需求。因此，相关厂商应增加对智能化PLC模块的关注程度，不仅积极地对现有的智能化模块采取优化与升级举措，还应该增加新PLC智能模块的研发、设计、生产力度，以此来全面性地提升工业电气自动化系统的稳定发展。

5结语

依照我国现阶段的工业电气自动化领域发展情况而言，PLC技术的存在能够辅助电气自动化体系完成高效生产。PLC技术能够全面性提升工业生产的安全性、便捷性与智能性，有助于实现工业领域的进一步革新、发展。工作人员应该在学习PLC技术相关先进技术理论的基础上，不断地在实际生产环境中总结PLC技术的应用利弊与实践经验，以达到优化PLC技术应用，创新生产效率与质量的目标，助力于我国整体工业领域的可持续进步。

参考文献

[1]袁酉亮.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用研究[J].软件，2019，40（12）：97-99.

[2]康金涛，蔡其星，骆慧，等.PLC远程维护控制系统技术分析与设计[J].自动化与仪表，2021，36（12）：19-23，28.

[3]王占贵，霍明明.基于西门子PLC的带式输送机输煤自动控制系统设计[J].煤矿机械，2020，41（3）：15-16.

[4]朱建芳.基于PLC的车载通信设备自动化控制系统设计[J].现代电子技术，2018，41（14）：34-36，40.

[5]王佃超.PLC技术在数控机床电气控制系统中的应用研究[J].科技资讯，2021，19（32）：45-47.

[6]庞小兰.PLC在机电一体化生产系统中的应用[J].科技资讯，2020，18（16）：75，77.77A5E70F-01BF-4160-B531-BC9347DEEA74