电气工程及其自动化控制中PLC 技术运用

吴奔

摘 要：自动化应用的水平彰显着一个国家的科技与工业实力，PLC技术是电气工程自动控制中非常重要的技术，提高了自动控制水平，而且能够让设备当中一些比较难处理的问题和缺陷得到有效的解决。通过在实际工作经验的总结中可以发现，PLC技术在自动化控制中的应用与普及，有效的缩短了技术人员排查故障的时间，增强了工人的工作效率，而且还大幅提高了电气设备的自动化程度。随着对PLC技术的不断优化与研发，其在电气工程及自动化控制中的应用会更加广泛。

关键词：PLC;工业;应用;自动化控制

1.PLC技术概述

PLC技术从概念上来讲是一类利用编程控制的技术，把PLC技术使用到编程中，将其贮存在内储存器中，然后帮助内部程序进行储存，再根据用户发出的指令进行有逻辑性的计算。此外，PLC技术可以被用于专门软件系统中来进行其他方面的工作。这是由于PLC技术的控制工作指令排序对各类数据进行扫描分析，再统一处理，随后将运行结果利用控制信号的方式实现传递。通常来讲，CPU可进行循环执行。可是，将PLC技术应用到电气工程及其自动化控制中，会让接线量的使用次数急剧减少，因为在运用PLC技术时接线端口所需的输入端口和输出端 口有限。利用PLC技术进行工作时，其工作线路会使用数学形式存储到PLC中，其中只要PLC发生任何变化，其存储器的程序可进行更改，从而实现稳定控制的目标。

2.PLC的电气自动化控制中的优势

首先，PLC技术的应用，提高了电气工程领域的自动化程度，大大节省了人力、物理，提高了工作效率。此外，PLC技术的应用，提高了电气自动化系统的稳定性和可靠性，可有效的节约能源消耗，实现设备控制自动化。最后，PLC技术，具有系统自动修护功能，依靠计算机运算和信息传递功能，可以对一些非技术问题进行自动修复，大大降低了自动化维修人员的工作强度。

3.PLC技术是如何在电气自动化中应用的

3.1开关量控制

开关量控制是PLC技术中最基本的应用。开关量控制的目的是根据开关量历史的输入组合与当前的输入顺序，使PLC产生对应的开关量的输出，来达到系统按照给定的逻辑顺序工作。PLC在电气控制电路中比较常见的，可以提供开关量信号开关类元件有温度开关、行程开关、按钮等。行程开关的作用可以用来反馈运行位置，在电气设备指定的位置上安装一个行程开关，行程开关的触点接到PLC的输入点，PLC程序就通过此输入点的接通与断开状态，进行相应的输出。我们要电气设备完成某一项或某一系列动作，就要通过按钮来传输信号给PLC完成指令操作。温度开关给出的信号也是开关量，为了让控制系统简单化，将不是开关量的温度信号处理成了开关量，当达到设置温度时，温度开关内的继电器就会接通，从而会给PLC发出信号，PLC根据接收到的信号在决定是否执行命令

3.2顺序控制

顺序控制应用在电气工程中，如果将一个控制系统分解为几个相互之间独立的控制动作，且为了保证生产的运行正常，各独立控制动作能不出差错的按照给定的先后顺序依次的执行任务。实现PLC逻辑控制的三个必备要素是工作任务、转移目标和转移条件，三者缺一不可，缺少一个，顺序控制功能都无法实现，通过对三个条件的完善与优化，可以有效提升自动控制系统的稳定性与效率。实现按给定的顺序执行是顺序控制系统的最基本特征，可以将顺序控制细分为逻辑顺序、条件顺序与时间顺序。逻辑顺序即按照预先给定的条件，按顺序依次的执行命令。条件顺序即执行条件是否能满足逻辑控制要求。时间顺序即执行时间，什么时间开始执行命令，什么时间停止执行命令。顺序控制提升了工业领域中自动控制水平，顺序控制是在工业的自动控制系统中一种比较典型的控制方式，應用广泛，如在交通领域中对信号灯的控制，对商品包装的生产线控制等。

3.3闭环控制

在传统的电气工程领域，自动化普及应用程度并不高，更多是利用人工的方式来启停电气设备，这样会使得设备的安全性与可靠性得不到保障，而且还降低了工作效率，但是PLC在模拟量闭环控制中的应用，有效的解决了这样的问题。在工业生产以及日常生活的应用中，闭环控制被广泛的应用在自动控制系统中，如对运行中的电机进行自动控制，又如在电动机转速控制系统，流量、液位、温度、压力等的控制系统等等，都是采用了闭环控制系统。闭环控制可以分为单闭环控制与多闭环控制系统。对于控制两个过程变量比例比控制它们之间的绝对值更重要的系统来说，例如控制两台需要同步的设备的速度，就可以采用单闭环控制系统。而多闭环控制系统是将两个过程数据变量之比保持为一个常数，如在对电气设备自动调温系统的控制等。在对闭环控制系统的选择上，要根据需要择优进行选择。

4.电气自动控制系统中PLC技术的应用发展方向

目前，随着大规模集成电路等微电子的发展，PLC技术已经非常成熟，不仅可靠性得到了提高，成本下降，控制功能得到了增强，功耗和体积减小，而且随着图像显示、通信网络、数据处理的发展，使PLC向连续生产过程控制的方向发展。一方面为适应自动控制系统向小型化发展的需要，要大力发展性价比更高、速度更快、小型的PLC。另一方面，向速度更快、容量更大、技术更加完善的大型PLC方向发展。随着电气自动化向着更复杂化控制系统方向的发展，人们对PLC的数据信息的传输与处理能力也提出了更高的要求，要求其存储器的容量也越来越大。为满足自动化控制领域中各种自动控制需要，近年来，开发了许多新模块和新器件应用在了PLC技术当中，如智能输入输出模块、用于排除PLC故障的智能检测模块以及温度控制模块等，这些新型模块的应用和开发增强了PLC的使用功能，扩展了其应用范围，还提高了自动化系统的稳定性。未来PLC软件技术的发展趋势，会向着多种编程语言的共存与互补的方向开拓，PLC的编程语言在顺序功能语言、指令语言、梯形图语言的基础上会不断的丰富与扩展，并向着更高的层次发展。随着相关的软硬件技术、商业模式和社会价值的发展成熟，PLC会向着虚拟化的方向发展。PLC虚拟化是利用通用标准硬件模块和软件的方法，模拟或仿真出行为上类似于特定的PLC硬件系统。PLC虚拟化的发展，会使任意个人和组织避免重复制造，使服务和软件构建各个环节的效率得到提高，加速了各类应用的架构和落地，而且PLC虚拟化的应用会从根本上改变现有的自动控制系统中的安全治理模式和安全架构。

结束语

现如今，我国科技水平的不断提升，PLC技术也被广泛的应用到各个领域的电气自动化中，虽然我国的PLC技术还存在的很多的问题亟需解决，但是相关政府和社会各界都在积极参与到PLC技术的研发和创新当中，使得PLC技术与设备的结合率更高，工作效率更高。从而促进我国社会经济的发展。

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