电气工程控制系统中PLC关键技术的有效运用探析

顾夏煜

（中交上海三航科学研究院有限公司，上海 200030）

在我国各生产领域，电气设备的操作与控制正在被系统化的技术所取代。电气控制系统在应用中就要用到一些变频控制技术，而应用PLC可以优化电气设备进行自动化信息反馈控制的能力，PLC技术在我国各生产领域的电气设备操作中应用得非常广泛，控制的精准性、信息反馈的高效性也得到了各领域的认可。

1 PLC技术的发展现状与结构

PLC又叫可编程存储器技术，PLC及其相关设备在电气系统中的应用，可以提升我们对于电气控制系统的操控自动化程度，由于其可编程的特性，针对电气控制系统的信号反馈也更加灵活，在各领域的适应性非常强。PCL由美国信息技术学者发明，在上个世纪中叶就已经实现了量产，当时PLC技术还不够先进，因此其主要功能还只是在于顺序控制方面。在上个世纪末这项技术发生了根本性的变革，其控制编程语言也得到了简化，由于当前PLC技术可以使用非常简单的语言进行编程，其顺序扫描功能的适用范围特别广，在各领域的电气设备控制中都得到了应用。PLC在具体的应用中以CPU为核心，囊括了电源以及存储介质、I/O模块等结构的一种模块化的控制设备，从传感器处接受信息，并对这些信息进行读取与运算分析，而后再通过传输媒介将其预算结果传输给执行装置，执行装置则会根据PLC运算与分析结果进行自动化控制，而后控制系统中PLC会重复这一循环操作，图1就是PLC技术设备的结构。

2 PLC关键技术融入电气控制系统的应用分析

2.1 PLC控制系统的设计原则

图1 PLC结构示意图

其实在电气控制系统运行中，PLC作为对信息进行分析与运算的结构，就是其中的运行关键，针对PLC进行优化设计以及科学编程，能够使之更好地在电气控制系统中应用，我们在进行PLC设计与编程工作时应遵循以下原则：其一就是确保设备投资可控。虽然控制系统可以大幅提升生产效率，但通常是作为生产的配套设备与系统在生产厂家应用的，为了提升可编程控制系统的普及率，要尽量降低系统成本，同时保证设计中对于技术升级要留有余地。其二就是必须确保电气控制的可靠性，这也是对可编程控制系统进行设计的最关键原则。其三就是要确保电气设备能够在可编程控制系统的使用环境中生产出质量达标的产品，我们在遵守PLC控制系统原则的前提下，对其进行设计时，应对控制系统所需完成的工作进行分析，同时选择合适的中央处理单元，并为之配套挑选合理的输入和输出设备，针对CPU以及I/O模块进行科学设计时，应进行精确流程图与结构连接图的绘制，最后也是最重要的就是针对PLC控制器进行科学编程，能够实现顺序扫描与科学反馈的功能。

2.2 PLC关键技术在电气控制系统中的应用

PLC在实际应用中的主要功能表现就是自动化控制，这一技术的重要依托就是电子信息技术，当然也有继电接触控制模块的更新，在电子信息技术发展的推动下，科学编程能够实现更加多元化的运算与分析过程，使控制信息的反馈更加精准，在电气控制系统中应用PLC关键技术，可以使电气系统获得更加灵活、科学的控制，缩减能源浪费，提升电气设备运行的效果。

（1）闭环过程控制。电气工程控制系统中会涉及到流量、温度、压力等模拟量的控制，闭环过程控制则是对这些模拟量进行连续的控制，实现模拟量与数字量的转化过程。运用PLC关键技术，借助PLC结构的I/O模块，从而实现数据信息的转换。

（2）信息数据的自动处理。新时期，随着用电需求的不断增加，电气工程系统控制涉及的数据信息越来越多，若采用传统的控制技术，在对数据信息进行分析处理的过程中，可能耗费较大的财力、人力，不仅控制效果差，同时对部分数据仍无法进行有效控制，影响电气工程的顺利开展。

借助于PLC关键技术，通过系统的中央处理器模块，可以对数据信息进行自动化处理，进一步对信息数据进行运算、对比分析、传送、转换等，为过程控制系统提供重要的参考依据。

（3）顺序控制。较传统的继电器控制而言，PLC关键技术在顺序控制中的运用，所具有的优势特点更加显著，不仅可以提高系统的运作效率，还可减少能量消耗。运用PLC关键技术，可以借助信息存储模块的使用对系统的单个工艺流程实现控制，同时将模块连接于通信总线，可以实现对企业车间的协调生产。

（4）开关量控制。将PLC关键技术运用于电气工程控制系统的开关量控制，因其控制反应快、通断时间短等优势得到推广使用。传统的电气工程控制系统中，会借助机械继电器来控制开关量，由于其通断时间较长，往往不能对短路进行很好的保护控制，造成一定的用电安全问题，将PLC关键技术运用于控制系统的自动切换模块，可借助该技术的快速控制，保证开关的控制质量。

3 PLC技术应用于电气控制系统的优化策略

3.1 推动网络数字化在电气控制系统中的发展

我国信息技术正在以极快的速度发展，可以说数字信息化已经成为这个时代不可逆的发展潮流。在PLC技术的应用中，为了能够进一步发挥其编程控制的优势，应该与时俱进，实现PLC技术应用的优化，使之在网络数字化方面走得更远，不断提升其编程控制的灵活性，满足个性化需求，推动各领域的发展。

3.2 实现其运行环境的优化

PLC技术在运用中优势非常多，但其有一个弱点，就是其控制系统对运行的温度、环境的要求上标准极高，就目前的情况看，电气控制系统应用中要确保温度在0～55℃之间，才能保证其系统控制功能的发挥。因此我们在应用PLC控制系统时，要对系统的安装环境进行调整，要尽量保证在能够通风散热的空间内运行，确保远离发热的设备与构件，还要远离易燃物质，防止受到高温的侵害。

3.3 对电气系统的抗干扰能力进行强化

当前我国电气系统发展迅速，对电气工程自动化控制的技术性要求也在不断攀升，各领域对于控制安全性、可靠性的要求不断增高，因此为能够确保电气设备运行的效率，能够更好地为工业生产服务，必须提升PLC技术设备运行的可靠性，优化抗干扰能力。为了增强系统的抗电磁干扰能力，应严格控制接地系统的接地点位的分布，保证接地点位分布均匀，根据信号源的接地情况控制屏蔽层，如果信号源接地，则屏蔽层要在信号侧接地，如果信号源未接地，应将屏蔽层与PLC侧接地。同时为避免产生电网引入感染，可在控制系统电源处接入滤波电路，或者安装具有屏蔽功能的隔离变压器。

4 结语

总之，在这个信息技术高度发达的时代，我们在电气系统设备控制的过程中，也应改善信息环境，通过应用干扰弱化技术、信息保护技术等来提升电气系统设备控制的效果，同时利用环境因素来提升PLC运行的效果，当然，影响电气系统应用最大的还是PLC本身编程的科学性，我们要在工作实践中优化PLC技术的应用能力，使PLC技术应用更有力地提升电气工程控制水平，为我国各领域的生产发展提供更加可靠的控制依据，进而推动我国经济的发展。