PLC 技术在电气设备自动化控制中的应用

王一行

（水发规划设计有限公司，山东 济南 250000）

1 PLC 系统介绍

PLC 技术是利用信号输入与输出的功能，提高电气设备自动化控制水平。可编程逻辑控制器是PLC 技术的实施载体，在确保电气设备自动化控制效果中发挥着重要价值。CPU、输入设备、输出设备、电源、存储器、通信接口以及各种功能模块是可编程逻辑控制器的重要组成部分（图1）。可编程逻辑控制器功能作用的发挥离不开这些功能模块。

图1 PLC 系统的典型结构示意图

根据可编程逻辑控制器的体积、重量的不同，可以将其划分为小型可编程逻辑控制器、大型可编程逻辑控制器。前者的控制器的体积相对小，重量轻，而后者控制器的体积大，重量则比较重。正是如此，小型可编程逻辑控制器易于安装，所以其被广泛地应用在社会生产生活中。另外，大型可编程逻辑控制器则不便于安装，不过其功能强大，有助于满足企业产业化发展需求，提高企业生产效率，促进企业健康发展。基于此，大型可编程逻辑控制器主要用于企业大规模生产发展中。

2 PLC 技术的应用优势分析

2.1 编程控制，可靠性强

PLC 技术是基于一定的编程形成的应用系统。通过将PLC 技术应用在电气系统建设中，就容易增强系统的可控制，提高实际操作水平，更好地完成工作任务。以电气数控车床的控制系统为例，电气数控车床的控制系统是依托PLC 技术形成的电气系统。在实际工作中，通过构建与运用电气数控车床的控制系统就可以自动化地完成操作指令，保证工作质量。同时，还可以根据实际需求，在电气数控车床的控制系统输入合适的数据，从而强化自动化控制效果，满足工作需求。

2.2 功能完善，故障较少

逻辑运算、数据处理、人机互动、即时记录等是PLC 技术的重要功能。通过将PLC 技术多种功能整合在一起，就可以更好地保证工业生产活动的顺利推进，提升工业生产水平。另外，还会在基于PLC 技术构建信息系统时使用大量软继电器等抗干扰的部件。在这种情况下，信息系统的抗干扰能力将会大幅度提高。与此同时，还可以依托外部设置的预警系统，识别异常信息。在识别后，则会根据流程处理故障，确保系统稳定运行。

2.3 流程简化，操作便捷

在运用PLC 技术前，会对其设置一定的编程，以满足实际需求。此后，PLC 技术就会在编程的作用下根据指令，进行一系列的自动化操作活动。开关量控制、模拟量控制、运动控制、数据处理、通信与联网操作是PLC 技术具备的功能模块，而这些模块有着专门的数据接口。在这种情况下，PLC 技术就可以更顺利地推进各项工作，提升自动化操作水平，减少人力资源的使用。外界因素会对PLC 技术正常使用造成了一定的影响。不过，其在高速的运转节拍的作用下就能够增强抗干扰能力，防止生产活动受外界因素影响，保证生产操作的可靠性，进而高效按照生产流程推进生产活动，从而提高生产水平。

3 PLC 技术在电气设备自动化控制中的应用

3.1 PLC 技术在闭环控制中的应用

电气设备自动化控制中的闭环控制指的是在对输出信息进行处理后将其返回至开端环节，从而对信息进行闭环处理。由于电气设备自动化控制的启停状态会在很大的程度上影响闭环处理效果，所以工程人员需要了解该状态。如果启停异常，则需要寻找问题出现的原因，科学地优化电气设备自动化控制系统，便于加强闭环控制。为提高PLC 技术在闭环控制中的应用水平，工程人员需要在二次输出后积极搜集、整理归类、分析以及录入数据信息，改进控电气设备自动化控制系统。另外，连续变化的模拟量会影响闭环处理效果。如在温度、压力、流量、液位等连续变化的模拟量的作用下，就会导致控电气设备自动化控制系统在运行的过程中出现问题，难以提高闭环处理水平。为解决该问题，需要借助PLC 技术中的A/D 和D/A 转换模块及控制算法程度，加大对模拟量的控制力度，从而保证闭环处理水平。

3.2 PLC 技术在开关量控制中的具体应用

在电气设备自动化控制中运用PLC 技术时，需要做好相关设备的开关量控制工作。其中，就可以将PLC 技术应用在电接点压力表、压力开关、感应开关等电气设备中，从而控制开关量。之所以要做好相关设备的开关量控制工作，是因为在其开关量难以得到充分控制的情况下就容易增加能量消耗量，浪费能源，同时也容易导致设备出现短路故障，影响设备正常使用。为强化PLC技术在开关量控制中的应用效果，需要做好下述工作。合理选择开关量输入单元接口和开关输出单元接口是发挥PLC 技术在开关量控制中应用价值的前提。所以，应当做好此项工作。在选择开关量输入单元接口时，需要了解工程建设需求、要求，科学选择直流、交流输入单元接口，便于提高开关量控制水平。在选择开关输出单元接口时，可以选择继电器型、晶体管型等，便于保证开关输出效果。在这种情况下，就可以根据采集输出、输入信息，加大对开关量的控制力度。同时还可以掌握线路运行情况，自动地确定电气设备的开关状态，从而起到节约能源、保护电气设备的有效作用。

3.3 PLC 技术在电气设备自动化顺序控制中的应用

顺序控制是PLC 技术的基本功能，通过在基于PLC技术的信息系统中构建顺序控制模块，就容易使电气设备按照规定操作流程、顺序，进行自动化控制，从而提高电气设备操作水平，充分发挥电气设备的价值。为实现上述效果，工程人员需要具体开展下述工作。首先，需要了解电气设备用途、功能，把握电气设备自动化顺序控制技巧，为顺序模块构建工作的顺利开展奠定基础。其次，需要在上个步骤的基础上，绘制功能图表，明确顺序控制流程、控制功能、控制特点、控制目的等。最后，需要以功能图表以及顺序控制细节作为依托，加强PLC 技术的顺序控制，优化PLC 技术的顺序控制功能。而通过做好PLC 技术顺序控制功能板块构建工作，就容易在PLC 技术的作用下共享数据，保证顺序控制的精准度，科学地把握控制过程，提高电气设备的控制水平。

3.4 PLC 技术在涡轮螺旋桨调速控制中的应用

涡轮螺旋桨式水轮发电机属于一种电气设备，常被运用于生产活动中。其中，就被应用在中低水头电站中。为提高涡轮螺旋桨式水轮发电机运行水平，需要对其进行自动化控制。由于涡轮螺旋桨式水轮发电机在实际应用中会涉及水位变化的情况，工程人员可以根据其应用情况，科学地优化电气的参数，科学控制涡轮螺旋桨的速度，满足实际使用需要。另外，工程人员还需要了解涡轮螺旋桨式水轮发电机应用的特殊情况，合理地做好自动化控制工作。其中，涡轮螺旋桨式水轮发电机在实际应用的过程中会受到水头联合作用的影响。为保证其运行水平，可以运用手工组合叶片，增强对特殊情况的适应能力。另外，还可以调整PLC 单元，获得最佳的曲线组合，加大对涡轮螺旋桨速度的控制力度，强化涡轮螺旋桨式水轮发电机运行效果。

3.5 PLC 技术在电网调度自动化中的应用

电力自动网格系统有助于提高电网调度水平，满足人们对电力资源的需求。主要表现在：在电力自动网格系统的作用下，就容易在发电厂、电网中心以及下属变电站区域，保证众多设备进行科学有效的连接，便于顺利开展电网调度活动。由于以上电网调度是自动化进行的，所以就能够减少人工操作，降低人力资源成本。随着PLC 技术发展，PLC 技术被逐渐地运用在电网调度自动化控制中。而通过运用PLC 技术，就容易进一步强化电网调度效果。究其原因，在电网调度自动化系统中运用了PLC 技术后，就可以确保各大设备更好地传递信号，进而按照既定的程序、要求等进行电网调度。为充分发挥PLC 技术在电网调度中的应用价值，还需要做好抗干扰工作，防止PLC 技术受到外界因素的影响。其中，需要了解干扰PLC 技术正常运行的因素，将其进行分类。研究发现，强电干扰、柜内干扰、接地系统混乱干扰等这些干扰类别会影响PLC 技术正常运行。所以，就需要根据干扰类别，构建抗干扰方案，尽最大可能避免PLC技术在运行的过程中受到干扰。其中，可以通过原理干扰源的方式，防止强电干扰影响PLC技术正常使用。同时，还可以分PLC 输出和输入地走线，设置隔离变压器等，以此起到抗干扰的效果。

3.6 PLC 技术在电力自动化系统设计中的应用

在传统的电力自动化系统设计中，主要使用CAD等设计软件，开展磨具设计工作，便于开展生产活动。不过，电气设备并不能够完全根据设计软件预定的方案，打磨磨具的细节，以致影响生产水平。如果将PLC技术应用在电力自动化系统设计中，就可以避免出现上述问题。主要是因为在运用了PLC 技术后，就可以在设计模型时转变成多维模型。然后，就会运用可视化软件，将控制程序与系统进行精细化匹配设计。同时，还需要用科学设置CAD 等设计软件，使设计软件更好地做好模具细节设计工作，从而保证最终的模具设计方案能够更好地适应系统，提高磨具生产水平。在互联网时代，我国5G 技术的发展水平不断提高。为提高PLC 技术在电力自动化系统设计中的应用水平，还可以引入5G 技术，从而科学地利用物联网控制电力自动化系统，更好地借助PLC 技术做好电力自动化系统设计工作。

4 PLC 技术在电气设备自动化控制中的应用前景分析

在科学技术快速发展的背景下，PLC 技术的发展水平不断提高，有助于保证电气设备自动化控制效果。因此，越来越多的电气设备应用了PLC 技术。虽然通过在电气设备自动化控制中运用PLC 技术起到了良好的效果，但是也存在一定的应用问题。如在电气设备自动化控制中运用了PLC 技术后，就能够更好地提升电气设备抗干扰能力，确保电气设备稳定运行。不过，PLC 技术的抗干扰性能还需进一步提升。如在恶劣的生产环境下，PLC 技术的抗干扰能力并不高，以致提高生产风险。未来，还需要优化PLC 技术，不断提高PLC 技术的抗干扰能力，为电气设备稳定运行奠定坚实基础。除此以外，在完善与优化PLC 技术的过程中还可以吸收借鉴其他技术的应用优势，科学地发展PLC 技术。如DCS 技术的性能就比较好。为提高PLC 技术发展水平，就可以深入地研究DCS 技术，了解DCS 技术的应用优势，清楚DCS 技术的作用原理，从而升级PLC 技术。另外，还可以将PLC技术与PLC 技术相融合，形成新的控制系统，即FCS 系统。在这种情况下，就容易更好地发挥FCS 系统的作用，保证电气设备自动化控制效果。PLC 技术的完善、优化以及升级离不开工程人员的智慧。对于工程人员来讲，其有必要积极地学习相关知识，深化对技术应用原理、应用方式等的认识，从而科学地运用知识指导实践工作，使PLC 技术进入新的发展阶段。另外，工程人员还需要掌握技术应用技巧，积极地改进PLC 技术。相信，PLC技术终将会获得良好的发展。

5 结语

综上所述，自动化控制是电气设备发展的重要方向。在智能化时代，有必要科学地将PLC 技术应用在电气设备自动化控制中，增强电气设备自动化控制能力，提高生产效率，降低生产成本。为强化PLC 技术在电气设备自动化控制中的应用效果，还需要不断升级改进PLC 技术，提升PLC 技术性能，保证PLC 技术更好地适应复杂的生产环境，从而推动工业发展。