PLC技术在电气工程及其自动化控制中的运用

2020-03-15党玉洁

电子技术与软件工程 2020年23期

党玉洁

（河北工程大学河北省邯郸市 056038）

在21 世纪背景下，科学技术迅速发展，这也促使全球信息化进程得以不断推进，并给各个领域的发展带来了千载难逢的机遇，在电气工程及其自动化控制领域中，更是将PLC 技术的应用作为未来的发展趋势。在现代社会经济繁荣发展的大背景下，为了使电气工程及其自动化控制水平得到全面的提高，就必须要对PLC 技术进行充分的运用，并将PLC 技术作为领域发展的核心技术，以此推动整个行业的快速发展。相比于传统的控制技术来说，电气工程及其自动化控制在安全性方面要更加严格，而PLC 技术的应用则使其自动化程度进一步提高，有效保障了电气工程及其自动化控制安全，并在该领域中发挥着愈发明显的作用。为此，本文便对PLC 技术在电气工程及其自动化控制中的相关运用进行探讨，以期进一步提高PLC 技术在该领域中的应用水平。

1 PLC技术在电气工程及其自动化控制中的运用价值分析

1.1 高操作性

对于PLC 技术来说，其具有极高的操作性，而且能够对语言互译类管理进行有效支持，确保用户在对PLC 技术进行使用时能够采用正确的操作方式，通过对PLC 控制模式及其语言结构进行掌握，以此确保程序管理效果得到进一步提升。对于PLC 技术来说，其还具备自动翻译功能，用户在使用PLC 技术以后，能利用PLC来进行程序互译。在对程序进行编写过程中，需要对系统整体性结构进行集中性的简化，以使程序得到更为简单的处理，进而使工作效率得到有效提升。工作人员在对PLC 技术进行应用时，需要按照相应的国际标准来进行使用，以确保其够满足通信要求，同时也能使不同厂家顺利实现PLC 技术的更换，使实践效果及处理效率得到进一步提升。在对操作水平进行调试过程中，也能使PLC 通信的开放化发展打下良好的基础。

1.2 控制功能

图1：PLC 装置的内部构造示意图

对于PLC 技术来说，其在电气工程及其自动化控制领域中有着非常明显的应用优势，这是因为PLC 技术是一种可以进行编程的逻辑控制器，这使其能够充分发挥出应有的控制功能，同时，在控制方面也比较便利，能够实现对电气工程及自动化控制系统的高效、灵活控制。在对PLC 技术进行实践运用过程中，通过PLC 能够使系统具备较强的环境适应能力，防止外界环境对系统运行及控制造成干扰，同时也能为系统的维修工作提供巨大便利。对于一些非常复杂的控制任务来说，可以通过PLC 技术的运用，借助于简便的编程语言来确保系统能够按照相应的控制要求执行对应的操作功能。此外，随着PLC 技术的不断发展，在PLC 技术的运用过程中，产品设备的功能将得到逐步优化。例如，某些产品具有标准化格式，这时用户便可提出具体要求，以使各类控制系统在控制性能方面得到有效加强。比如，用户可提出加强控制系统的抗干扰能力，在传统的控制系统中采用的传统控制方式，主要是利用继电器来达到控制目的的，不过这也是软件的替代性功能被削弱，从而导致控制系统在使用过程中频繁出现各种故障。所以，这也使PLC 技术得以被应用到系统控制中，从而使系统具备了更加强大的抗干扰能力，由此为电气工程及其自动化控制提供了良好的抗干扰技术支持。电气工程及其自动化控制系统通过PLC 技术的运用，使其具备了强大的抗干扰性能，并且在PLC 技术的运用下，其诊断及检测能力也得到了进一步提高，也就是电气工程及其自动化控制系统能够利用PLC 技术来实施自我检测，以此判别系统中其他装置的故障发展情况，并找出故障发生的源头，以此指导检修人员对具体的故障位置进行有效检修，从而实现对故障的有效排除。在PLC 装置中，包含有外部设备接口、扩展接口、存储器ROM/RAM、中央处理器、输入输出接口等。PLC 在运行过程中，其运行流程主要分为三个，分别是输入刷新阶段，程序执行阶段和输出刷新阶段，在输入刷新阶段中PLC 中的输入电路通过扫描方式来对输入状况进行实时监视，并将监视信息暂存到输入映像寄存器之中。而在程序执行阶段中，PLC 则是按照相应的顺序来串行扫描处理程序，然后分别从输入映像寄存器与输出应向寄存器中对相应的数据进行获取，然后进行运算与处理，最后再将程序运算结果写入到寄存执行结果的输入映像中进行存储。在输出刷新阶段中，对用户的控制程序指令进行执行以后，PLC 会把预算输出结果存储到输出映象寄存器之中。如图1 所示为PLC 装置的内部构造示意图。

2 PLC技术在电气工程及其自动化控制中的运用研究

2.1 应用于闭环控制工作中

在电气工程及其自动化控制中，闭环控制是一种重要的控制方式。而在闭环控制中，PLC 技术在其中发挥着至关重要的作用。一般来说，在许多系统中采用的泵类电机设备都是运用的闭环控制方式，在对该类设备进行启动过程中，可采取两种方法来实现，分别是自动式启动与手动式启动。在对PLC 技术进行应用以后，能够对电机运行时间进行准确判断，并将电机运行时间作为泵类型选择的重要依据，这样便使得泵的运行质量及效率大幅提高。在对PLC技术进行运用的过程中，还需在常规控制系统中结合采用PLC技术，这样可大幅提高常规控制系统在运行过程中的智能化水平，进而使企业生产活动得以顺利开展，避免常规控制系统在使用过程中因出现故障而影响到企业的正常生产。

2.2 可充当顺序控制器

现阶段，PLC 技术在被应用到企业生产过程中，许多企业都纷纷将PLC 技术当作一种顺序控制器，这也促使顺序控制成为企业生产过程中的一种重要控制方式。对于PLC 技术来说，其在企业生产中发挥出的顺序控制作用可以从三个方面进行体现。首先，通过PLC 技术的运用，能够使企业管理人员对工程系统进行远端化监管，这有助于对电气设备进行自动化控制，同时也能减轻操作人员的工作量，进而有效降低电气工程安全生产中安全事故的发生几率，保障操作人员的人身安全。并且，通过采取PLC 技术，以此实现对电气设备的自动化控制，还能使生产环境进一步改善，避免出现大量操作人员聚集所产生的混乱、嘈杂现象，从而降低操作人员在工作过程中出现的失误几率，使电气工程及其自动化控制水平得到有效的提升。其次，通过在电气工程自动化控制领域中有效运用PLC 技术，可对生产现场中的各类信息进行有效传感，从而帮助企业管理人员对生产现场的实际情况进行全面了解和掌握，以便于采取对应的管理手段来应对生产过程中出现的问题。最后，通过PLC 技术运用，能够对电气工程中的主站层部分进行有效控制，企业可以利用PLC 技术来提高电气工程的生产效率，使电气工程生产中可能发生的安全事故得到有效避免，最大限度的降低生产风险，并且还能使PLC 技术在顺序控制中充分发挥其应有作用，进而使电气工程在自动化控制方面体现其应用优势。

2.3 可实现开关量的精确控制

现阶段，科学技术的快速发展，使得PLC 技术在应用过程中产生了新的特点，这也使其发展方向出现了新的变化，从而促使PLC 技术在各个领域中的应用范围变得更加广泛，其应用功能更加丰富。尤其是网络信息技术的快速发展，使得PLC 技术的应用优势及其技术特点变得更加明显，在开关控制中能够充分体现出PLC技术的应用优势。在以往的电气工程自动化控制工作中，操作人员往往需要通过开关断电方式来实现开关控制，并且还要通过断路器的应用来实施自我保护，不过这种控制方式使得机器设备在进行控制响应过程中，往往会花费较长时间，而且也会使机器受到一定程度的损害，对机器设备的维修也带来了一定不便，在控制性能方面较为低效。而将PLC 技术应用到电气工程的开关控制中，能够对以往的机械继电器控制方式进行有效代替，进而有效弥补了传统设备控制存在的不足，并且通过虚拟化的继电器控制，还能有效减少电气工程开关控制的响应时间，进而在电气设备发生故障时，能够进行第一时间的响应，以便于工程人员作出及时的维修与更换，这样电气工程的控制效率及质量也能得到进一步提升、所以，对于电气工程自动化控制企业来说，在运用PLC 技术过程中，需要对PLC 技术的性能及其特点进行全面了解，并加强PLC 技术的创新研究，以此强化PLC 技术的性能，使其功能优势得到最大程度的发挥。

3 PLC技术在电气工程及其自动化控制中的发展态势分析

现阶段，在电气工程及其自动化领域中PLC 技术的运用已成为未来发展趋势，科学技术的快速发展，也促使机械制造领域对计算机运用PLC 进行控制成为研究重点。通过PLC 技术的运用，能够使电气设备实现智能化控制，并优化电气设备的运行速度及储存容量，在后续发展过程中，PLC 技术的不断完善还将促使电气工程发展愈发满足现代化生产要求，同时随着PLC 技术的不断普及，电气设备运行水平将得到进一步增强，设备使用效果也将变得更加显著。