PLC技术在电气工程自动化控制中的应用研究

孙秀兰

[摘    要]随着信息化时代的到来，我国的智能化水平与自动化水准正在逐渐提升，在此基础上，PLC技术在电气工程自动化控制中的应用程度得以逐渐加深。文章分析了PLC技术在电气工程自动化控制中的应用优势，并且对PLC技术在电气自动化控制中的应用进行了研究，期望能够为电气设备自动化控制水准的提升提供参考价值，从而为我国电气行业的长远发展提供帮助。

[关键词]PLC技术;电气工程;自动化控制

[中图分类号]TM76 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）09–00–02

[Abstract]With the advent of the information age， the country's intelligence level and automation level are gradually improving. On this basis， the application of PLC technology in electrical engineering automation control has been gradually deepened. This article analyzes the application advantages of PLC technology in electrical engineering automation control， and studies the application of PLC technology in electrical automation control. It is hoped that through the research of this article， it can provide reference value for the improvement of electrical equipment automation control level， so as to Provide help for the long-term development of my country's electrical industry.

[Keywords]PLC technology; electrical engineering; automation control

现阶段，PLC技术在电气工程中的应用非常广泛。对电气工程而言，要想提升生产效率，应该确保内部系统可以做到自动化控制，而应用PLC技术便可以轻松实现自动化目标。因为PLC技术带有通用性强与便捷性好的优势，国内多数企业选择把PLC技术当作电气工程的主导技术，在此背景下，电气工程企业的技术人员需要关注PLC技术的发展，同时需要对PLC技术的应用进行深入研究。

1 PLC技术和PLC技术的系统构成

1.1 对PLC技术进行分析

对传统型的机电设备系统而言，继电器是其关键构成部分。继电器的特点是它的电磁干扰很强，在信号传输阶段出现的电流很大，设备周围拥有很强的电磁场，有一定概率会严重干扰系统的电磁信号传输工作。举例说明，存在电磁继电器的磁场有一定概率会和机电设备周边的高压线路的磁场发生重叠，由此出现加强区域，不但会使磁场的辐射范围出现明显扩大，而且会严重影响机电设备的系统。使用PLC技术的机电设备能够利用输入方式与输出方式使电磁信号干扰得到降低，从而避免出现接触不良问题。

传统型机电设备在编程程序方面通常比较复杂，它的内部运行机制的脉络具有复杂特点，经验程序及系统程序处于交叉运行状态。传统机电不但具有编程程序比较复杂的特点，还需要对海量数据信息进行存储与处理，不但会增加技术操作者在操作时的难度，而且还使电机运行效率很难提升。如果机电设备使用了PLC技术，它的编程会比较简单，而且在计算机技术与互联网技术的辅助下，能够远程操控机电设备，能够最大限度地提升管理人员及技术人员操纵机电系统的水平。应用程序在使用PLC技术之后能够自行识别各种信号及各种程序，能够防止出现操作人员多次输入系统运行的指令的问题。举例说明，对传统机电设备来说，操作人员需要利用USB接口对其控制系统完成编程操作与输入指令操作。利用PLC自动识别技术机电设备能够对指令进行主动识别，而且能够主动驱动对应的端口。

1.2 对PLC技术架构进行分析

对PLC技术系统来说，其主要架构包含终端处理器部分、交换器部分、存储器部分、传输设备部分、电源系统部分。PLC技术系统在工作时的流程如下：数据在被终端处理器处理之后，传输设备会加密设备数据，并且把数据传输到交换器中，加密数据能够在交换器之中完成解密，再按照指令传输到存储器之中，从而完成收集信息操作、处理信息操作、传输信息操作、分析信息操作、存储信息操作。

系统指令是未经加密的明文，会在传输设备之中利用二进制来完成加密数据工作。在二进制背景下，传输设备能够把自行收集的信息转化为0与1构成的数字代码，在完成压缩之后再进行传输，加密主体与解密主体变成0与1构成的多个字符串。PLC系统在利用二进制完成加密之后，交换机设备就能够对收集的信息与指令進行自行识别与处理，从而使之后的信息加工需要及信息处理需要得到满足。

存储器能够对大量数据进行高速存储，从而符合系统在调取数据、传输数据、分析数据方面的需要。

信息系统需要依靠电源系统支持，电源系统能够确保PLC系统可以正常运行，而且能够按照机电设备的控制系统在运行方面的需求与具体的运行状态来主动对电流的强度进行调节，从而为系统的平稳运行提供保障。举例说明，如果系统长时间处在高压运行的状态中或者监测出发生了电流异常的状况，在此背景下，对电源系统来说，其自动保护机制便能够自行开启，并且利用将电源切断与提出警报的方式使安全事故的出现概率得到降低，而且系统拥有对异常数据的分析报告进行上传的功能，技术人员能够利用此功能尽快将有效的解决方案提出。

2 PLC技术在电气工程的自动化控制的应用优势

2.1 通用性强，方便使用

PLC技术的通用性很强，它的编程语言在具体操作方面较为简单，相关人员不必对专业计算机知识进行全方位掌握，而且开发时间比较短，现场调试过程很方便，能够为技术人员的具体操作提供便利。而且能够在不对硬件进行拆动的前提下，按照具体状况及需要利用互联网完成对控制方案的更改，可以方便技术人员在现场按照实际状况对程序进行修改。PLC技术具有软件功能，利用软件功能可以使安装工作的强度降低，使相关人员在工作时的负担和压力得到缓解。利用其软件功能可以替代继电器控制系统的部分器件，减少流程，可以使电气设备在生产方面的效率提升，可以使PLC产品做到标准化生产和标准化发展。此外，PLC产品的体积较小，方便人们进行使用和操作。

2.2 抗干扰能力强，使用时非常可靠

使用PLC的软件功能可以替代继电器控制系统的部分器件，可以降低接线工作的难度，可以减少线路故障出现的次数。PLC技术的抗干扰能力很强，而且比较可靠，应用PLC技术对电气工程的自动化控制来说，可以使电气设备在运行方面的能力有所提高，即使在生产现场也可以确保硬件及软件在正常的状态下运行，由于PLC技术自身的优势非常突出，其在电气工程的自动化控制中的应用范围正在不断扩大。

3 应用在电气工程自动化控制的PLC技术

对电气自动化领域来说，高效且智能的PLC技術的应用范围正在逐渐扩大。PLC技术在电气工程的自动化控制的应用可以被划分为开关量、闭环、顺序控制三方面，其具体应用状况如下。

3.1 PLC技术的开关量控制

在继电器控制系统当中，以往的电气工程自动化设备内部的线路十分复杂，运维人员不得不投入很多时间精力来完成梳理工作，此工作具有复杂程度高与工作量大的特点。此外，在运维工作时间过长的影响下，电气设备在运行时的效率会受到不小的限制，在严重情况下，企业的生产经营活动也会受此影响[1]。

PLC控制系统能够利用对开关量进行控制的功能来实时监测系统在运行时的状况，能够最大限度地缓解相关工作人员在工作时的压力，使机电设备在运行时能够更加稳定。它的实际工作原理如下：开关量控制能够实时监测系统运行时的状态，按照监测所得的状况来自动控制电流的大小，而且在设备保持在平稳运行的状态时，开关量将会处在低档状态，而如果设备系统的运行状态为高功率状态，特别是在设备系统的具体运行功率大于机电设备的限定功率的状态下，对开关量进行控制的系统将会充分发挥其调节功能，利用跳转到辅助电源的方法来达到增加系统额定电压的目的。

PLC技术的开关量控制系统不但具有自我故障诊断功能，而且具有修复功能，能够监控系统所有部分在运行时的状况，会在预判险情的情况下发出预警提示，并对问题进行自动调整与自动修复。开关量控制系统能够对已出现的故障进行细致的记录与分析，运维人员会在固定的时间分析与梳理故障信息，这样做能够防止机电设备在之后的运行中发生同样的故障。总之，PLC控制系统能够有效支撑运维机电设备的工作，其预警隐患的功能、故障出现时做出快速反应的机制、故障出现之后进行数据分析的功能，都可以使电气自动化控制系统的故障出现概率得到有效降低。在电气工程自动化控制中应用PLC技术能够起到非常重要的作用[2]。

3.2 PLC技术的闭环控制

与电机启动系统相关联的技术数量众多，主要有声控技术、遥感技术、生物识别技术，上述技术有一定的概率会使电机启动所用的时间缩短，其优势还包括操作便捷，不过在之后的运行阶段，这些技术容易在状态感知方面与状态调控方面存在问题。

PLC闭环控制系统通常会应用至电机启动系统，能够降低异常情况发生的概率，包括液压方面、转速方面及电流调控方面。举例说明，如果电机长期位于高压运行的状态下，它的内部油管与电路受到的压力会逐渐加大，假如油管的内部压力超过1.0 MPa，其液压油会有很高的概率出现溅射，使油管内部遭受腐蚀的隐患加大。而在使用了PLC技术闭环控制程序之后，能够有效防止这种情况出现，闭环控制程序能够监测有关内部的压力，并且能够按照感应器传达的数据来分析设备的压力状况，从而实现对调测开关的控制。即便其液压状态大于正常范围，自动控制系统能够利用特别指定的操作使液压的压力得到减少，而且再次操作的前提是压力处在正常范围之后。此外，PLC技术闭环控制系统能够对转子运行效率及转子温度进行有效监测，不仅拥有平衡转速功能，还拥有平衡温度功能。例如，电机转速增加能够使其散热功能减弱，在高速运转转子导致电机温度大于正常值或者电机长时间保持在高温状态的情况下，设备的保险装置会有很高的可能出现损坏问题，如果情况较轻，会对电机在运行时的效率造成不利影响，如果情况较重，会使电机损毁。

3.3 PLC技术的顺序控制

一般来说，PLC能够在电气工程的自动化系统的顺序控制中起到至关重要的作用，能够使自动化控制系统在运行时的效率与流畅程度得到有效提高。以火力发电厂为例，在其应用以往的电气系统的过程中，有一定的概率会出现燃烧物和不容易分解或者不容易排除的杂质。出于将以上问题解决的目的，火力发电厂的员工应该使用风机鼓风的方式来集中这些物质。随后利用人工方式来处置它们。此种方式不但效率较低，而且很难达到理想的效果，此外，发电厂的工作环境比较恶劣，对工作人员的安全与健康十分不利。在对PLC技术加以应用之后，传感器系统能够检测发电时出现的燃烧物和杂质，之后通过对应的程序来自行统一处置燃烧物和杂质。因此，在发电厂生产经营时使用PLC控制系统，能够尽快消除燃烧物和杂质对系统运行安全的影响，而且对发电厂向着环保和节能型发电厂的转型很有帮助。

4 结束语

总而言之，将拥有可靠与操作简便特点的PLC技术应用至电气工程的自动化控制，此技术可以利用优化内部控制系统的方式保障系统的正常运行，使得电气设备的内部控制系统得到优化和提升。PLC技术可以按照一定的原理与方法对电气控制系统的硬件和软件进行不断完善，进而在运作数控系统时实现对数控自动化控制系统的设置，能够使国家的电气自动化在应用时的水准得到全面提升。

参考文献

[1] 陈吉平.PLC技术在电气工程及其自动化控制中的运用分析[J].现代制造技术与装备，2021，57（2）：181，186.

[2] 唐无忌，巫中艺，吴启航，等.电气工程自动化控制中PLC技术的应用探究[J].信息记录材料，2021，22（2）：87-88.