PLC 技术在电气设备自动化控制中的应用研究

李云峰

（三江学院 机械与电气工程学院，南京 210012）

电气设备自动化控制集数学基础理论、自动控制理论和反馈理论为一体，主要通过一定设备控制特定对象。随着信息技术的发展，PLC 技术实现了突破，在工业自动化进程中发挥了重要作用。实际应用中应将PLC 技术与电气设备进行融合，并以电气设备自动化控制为切入点，全面促进电气行业的自动化和智能化发展。

1 PLC 技术在电气设备自动化控制中的优势

随着电气行业自动化建设的发展，传统控制技术的弊端逐渐显露。PLC 技术凭借其优势在电气设备自动化控制中逐渐显露头角。在电气设备自动化控制中，PLC 技术的优势主要表现在以下几点。第一，PLC 技术作为整体化控制技术，其安装接线方式更为简洁，仅需完成电源、传输线和设备的连接，大幅降低了传统技术的重复性操作和相关工作人员安装的负担，并可在一定程度上降低人为失误。第二，在电气设备自动化控制中，PLC 技术的安全性和稳定性较高，因此在自动化控制中可降低继电设备的使用率，避免周边环境的干扰，切实保障电气设备运行的安全，从而规避不必要的安全事故。第三，PLC 技术简单，在实际应用中产生的能源损耗较低，意味着使用门槛不高，且符合当下生态环保和节约能源的行业号召。第四，因PLC 技术具备较强的适应性，所以相比传统技术，PLC 技术操作的容错率极高。在编程语言方面，它可降低逻辑图和梯形图进行程序修改及编译等的工作难度。此外，基础性维护工作可由基层员工自行开展，在PLC 技术的支持下实现程序的自动修改增减，更易于人员分配，实现人岗协调。第五，PLC 技术具有较强的自动识别能力。在电气设备自动化控制中，它可借助扫描功能完成系统数据检测，以保障输出数据的完整性，从而规避数据缺失造成的设备使用故障。

2 PLC 技术在电气设备自动化控制中的具体应用

为切实发挥PLC 技术在电气设备自动化控制中的优势，可从电气设备的顺序控制、开关量控制、闭环控制、机床控制、程序编译以及集中控制等6 个角度分析PLC 技术的具体应用，以保障电气设备使用的有效性。

2.1 顺序控制

电气设备顺序控制在整体自动化控制中处于核心位置。PLC 技术应用于顺序控制可实现整体系统的优化，从而在标准化和系统化的单一顺序下展开针对性的生产工艺控制。随着信息化水平的提高，PLC 技术的信息模块更为完善，可大幅度提高电气设备自动化控制水平。从顺序控制的角度分析，PLC 技术可借助通信总线完成控制室的内部控制，以实现远程控制站与主控制层的连接，从而实现电气设备整体系统的控制。但是，由于电气设备的使用要求逐渐精确，为更好地开展远程设备控制，应借助控制站与设备传感器实现有效连接，并在显示屏的辅助下了解远程电气设备情况，进而实现远程化监控。此时，可由主控室工作人员下达指令，以保证在单一标准顺序下实现自动化功能控制[1]。

此外，电气设备顺序控制受到运行工序的影响，在PLC 技术应用下可极大保障电气工程的稳定性，为电气设备安全运行提供保障。随着PLC 技术的功能逐渐完善，可在顺序控制阶段实现动态监测，便于主控室工作人员结合不同设备运行需求展开指令调节。甚至可结合电气设备日常运转顺序划定阶段，根据各阶段特性执行针对性任务，继而结合阶段执行情况进行工序的智能强化，从而在现有电气设备自动化控制基础上实现技术更新。

2.2 开关量控制

传统电气设备控制主要借助继电器实现。在元件复杂的继电器控制下，电气设备运行缓慢，且受到继电器长时间通电反应的限制，在继电器运行初期无法受到短路保护，从而降低了整体电气设备的运行效率。在PLC 技术应用下则可实现实时短路保护，并在编程系统和编辑控制器辅助下展开设备状态监测，从而规避短路问题。此过程中，PLC技术的应用并不阻碍继电器的常规运转，即在保障运行效率稳定提升的同时，兼顾开关量控制的优化[2]。实际电气设备自动化控制中，因受开关点众多的影响，PLC 在自动控制系统中需同时对接十几个开关量控制点，甚至在高峰时期可连接上百个控制点。在PLC 技术的保障下，众多控制点基于互联网与电气系统云平台可实现统一处理，并可根据不同控制系统与机电设备类型实现分化控制，从而有效规避复杂指令造成的不利影响。在实现PLC 技术自动控制应用时，可结合设备功能展开逻辑控制，并采用特定组合时序的方式进行设备开关量的调整。此时，相关工作人员可借助人机交互实现多个开关点的灵活操作，既可满足设备个体控制的需求，又可有效提升电气设备控制的效率，以实现整体化电气设备系统的稳定运行，彰显PLC 技术在电气设备自动化控制中的应用优势。

2.3 闭环控制

在PLC 技术应用背景下，可借助模拟量完成电气设备系统的闭环控制。基于PLC 模拟量闭环系统，可围绕被控制量多种指标变化实现针对性的控制，如设备流量、压力、转速以及温度等主要元素控制量。其中，变频器和电动调节阀为闭环控制系统的执行机构，在此闭环过程中需配合监测系统实现外界被控制量数据的技术捕捉，同时将所获取设备运行状态信号传输至设备集中处理中心，并将其信号转变为直流电流和直流电压信号。系统利用PID 控制模块将所转化的信号重新转化成数字量，此时数字量已传递至电气设备控制中心，可在系统编程作用下进行数字量判断，并根据判断结果下达设备操作指令，以实现PLC 技术下的电气设备闭环控制[3]。目前，电气设备自动化控制系统中常采用泵类启动模式，主要包括机旁手动启动、自动化启动以及现场控制箱手动启动等。其中，自动化启动最先进，但操作难度较高。在PLC 技术作用下，可实现控制系统与自动化启动的有效融合，形成现代化电气设备新型控制模式，并实现PLC 技术与传统技术的补充与优化。新型控制模式下，闭环控制可实现系统的安全化和可靠化转变，有效弥补传统自动化启动的缺陷，从而极大地提高了工作效率，为电气设备安全稳定运行奠定了坚实的基础。

2.4 机床控制

电气设备自动化控制主要从电气和液压两个方面实现机床设备的自动化控制，从而规避机床电气控制过程中的设备故障问题，并在PLC 技术的辅助下排除故障。PLC 技术在机床控制方面的应用实现了接触器和继电器等传统电器元件的控制优化，并在PLC 精准时间的掌控下实现了机床电气设备装置的改造，彰显了PLC 技术的可靠性与稳定性。此外，机床电气主体设备运转状态中的故障发生点可通过PLC 技术进行画面呈现，从而形成集监管和控制为一体的多功能电气设备系统。在机床控制硬件电路优化中，PLC 技术的应用可大幅度降低传统电器元件的实际应用，以促进机床电气设备的简洁化发展，降低系统故障率，并实现集成自动化控制。机床控制硬件主要通过构建总线系统完成多模块联合，并在PLC 特定算法与软件作用下实现多模块分化控制。此外，运用的算法和软件具有可拓展性，可根据PLC 技术的补充与更新实现功能拓展，继而保障系统始终保持灵活运行的状态。机床电气设备微处理器在PLC 技术辅助下可实现精准化控制，并提高运行的稳定性。对于电气设备控制而言，数字化和自动化的控制模式更易实现高效率运转，可规避传统设备控制中的低效低质问题。此外，它具有一定的节能效果，从降低能源损耗角度落实电气行业的可持续发展战略。

2.5 程序编译

在电气设备自动化控制中，程序编译功能在PLC 技术辅助下可实现程序编译的自动化顺序扫描控制。此外，在电气设备运行期间，通过前期编制程序进行CPU 监测与相关指令下达，并根据不同IP 地址实现周期性和循环性的程序编译循环作业，借助扫描功能，可实现输入信号和输出信号的形式转换。就现代化PLC 技术发展而言，在电气设备自动化控制中，编程语言主要包括顺序功能流程图语言、梯形图语言、指令表语言、结构文本化语言以及功能模块语言等5 种类型。其中，梯形图语言为现阶段自动化控制中应用最广泛的语言。PLC 电气设备自动化控制系统主要从模拟量、脉冲量以及开关量3 个角度完成编程算法的计算，以实现PLC 技术应用下的电气设备自动化控制[4]。实际上，不同程序编译对应不同体系的电气工程，而PLC 技术可实现便捷化和自动化的分别控制。

2.6 集中控制

PLC 技术具备自动监视功能，因此电气设备自动化控制可在此基础上实现电气设备的集中化控制。借助PLC 技术可有效连接不同的电气设备，形成网络化电气设备脉络，并以此关联电气设备状态，继而实现整体的集中控制。统一化集中控制并不意味着全面杜绝个体设备的单独管控，而是基于网络化电气设备脉络实现整体和个体的分别控制，从而优化电气设备系统的工作量。集中控制主要应用于人力消耗多且工序复杂的电气项目。例如，集储煤设备、集捡设备、转载机、传送带以及胶带机为一体的煤矿企业，涉及众多人力控制操作内容，而传统的继电器无法实现设备零断层联系。此时，可应用PLC 技术在远程监测功能的基础上，实现多项电气设备的集中控制，继而通过主控制中心实现一体化监测管理，实现电气设备的高效运转。

3 结语

对于电气设备自动化控制而言，PLC 技术具有显著性优势。它不仅可有效推动电气自动化发展，还在一定程度上提高了电气设备控制的质量。面对现代化社会的发展，PLC 技术全面应用于电气设备自动化控制已是必然趋势，即从电气设备顺序控制、开关量控制、闭环控制、机床控制、程序编译以及集中控制等多个角度全面应用，以延长电器元件寿命，提高电力设备利用率。