基于PLC机电一体化技术在电气自动化中的应用

胡忠剑 李博

摘要：近年来在科技革新和经济发展的带动下，我国电气自动化系统运行水平不断提高，这得益于PLC机电一体化技术的发展和广泛使用，PLC技术就是可编程控制系统，是当前电气自动化工程中常用的控制系统。本文对PLC机电一体化技术在电气自动化中的应用展开探讨，仅供参考。

关键词：机电一体化;PLC;电气自动化;一体化

1 PLC机电一体化概述

1.1PLC工作原理概述

在PLC的基本框架中，主要的组成部分有三个：宏单元、可编程形式的连线、I/O输入输出模块。宏单元属于最基本的一个模块，它所起到的是CPU作用，可实现最基本的逻辑控制。可编程形式的连线主要的作用是将信息在宏单元之间传递。I/O模块的主要功能是对电气的输入和输出特征进行控制。PLC工作可分为四个阶段，第一阶段是内部处理，是对可编程形式的控制器进行检查，主要有内部硬件功能检查、运行情况检查、监控定时器是否能够正常复位检查等。第二阶段是通信服务，控制器需要和其他形式的智能装置之间相互通信，以此来响应编程器的键入命令，同时也需要进行显示内容的更新。第三是输入和输出处理，控制器会将一切外部输入电路接通状态和断开状态输入到映射寄存器内。第四阶段是程序执行，输入到映射寄存器里的状态通常不会因外部输入信号发生变化而变化，所以在输入信号发生变化的情况下，新状态仅仅会在下个响应周期内的输入处理这一阶段才可以被读入。

1.2电气自动化设备中PLC控制的特点

第一，具有反应迅速的特点。通过PLC中继电器核心构件的应用可以节省其内部的部分导线，因此可以节省继电器运行中的节点时间，同时也可以忽略返回系数，充分发挥其在数据处理中的优势。第二，具有较高安全性的特点。通过PLC控制系统在电气自动化设备中的应用，可以有效提升此类设备的抗干扰能力，保证其在复杂运行环境中具有较高的安全性和可靠性，保证此类设备的顺利运行。第三，具有操作便捷的特点。由于PLC指令比较简单且具有较强的直观性，便于电气自动化设备操作人员进行快捷操作，而且对操作人员的技术能力要求比较低。

2 PLC控制技术在电气自动化中的应用分析

2.1顺序控制

电气设备的自动化控制方式主要包括开关量控制以及顺序控制两种。顺序控制过程中应用PLC技术，可有效优化电气设备原有的继电器控制方式，实现对电气设备的单独控制，从而防止由于控制顺序混乱、控制反应时间过长而导致的各种运行问题。例如，当对人机接口的主站层以及远程IQ站进行控制时，PLC技术可通过现象传感器对站点进行优化控制，从而实现对电气设备的自动化控制。这种控制方式，不仅能够提升对电气设备的控制效率，还可使得电气设备的操作更加便捷。

2.2开关量控制

在电气工程自动化控制的过程中，为了减少不必要的工作程序，可以将PLC技术应用于其中并且建立相對应的编程工作，实现工程的虚拟运行，并且采用实践的方式发现电气工程在推进过程中存在的故障以及漏洞并展开修补优化。例如在实验的过程中经常出现的问题是电气系统的继电器在通电之后存在反应时间过长，间接证明了继电器在电气工程系统推进的过程中一旦发生短路，那么会不受控制，一旦遇到这种情况，可以将PLC技术应用于其中对于这一部分的数据展开全面地分析，并且提出相对应的改善措施。通过将自动切换系统与控制系统进行结合也能够有效改善电气系统推进过程中由于短路出现反应慢的情况，同时提高电气系统运行的质量以及效率。

2.3自动切换控制

PLC控制系统在具体的应用中，除了能够实现电气自动化设备的自动切换控制外，还能在充分满足电气自动化设备运行标准和要求的基础上，尽可能达到其他相关操作的标准和规范，从而不断地增强电气自动化设备的运行性能。例如：通过将自动投入方式应用到PLC控制系统内部电源中，可以自动控制相关指令和程序。同时，也可以充分利用电气自动化设备相关信号，确保PLC控制系统内部电源能够自动启动和关闭，为实现电源开关的自动化切换控制，保证PLC控制系统操作的规范性和标准性提供有力的保障。因此，这种模式的应用受到了业内人士的广泛支持和青睐。

2.4闭环控制

闭环控制主要指的是输出信息进行有效处理后再返回到处理开端环节，这个流程就形成了闭环，通过对闭环控制主要特点的认真分析和研究，反馈机制对闭环控制具有非常强烈的影响。当电气系统开始启动的时候，按照系统程序运行要求将各类数据信息进行有序、高效的输出，经过二次输出后做好各类数据录入工作，然后，为了达到预期的输出效果，需要对各类数据进行有效修正。闭环控制在工业生产中起到至关重要的应用效果，主要是因为闭环系统具备了一定的灵活性与高效性，这也是闭环系统所具备的重要优势，所以使闭环控制在工业生产中得到了广泛的应用，而且专业技术人员能够根据闭环系统所具备的特点等实际情况及时对系统进行合理的调整，能够有效保障系统的稳定运行。

3 PLC电气自动化控制未来发展方向

随着科学技术的不断发展，未来PLC技术会向着连续生产过程控制方向发展，完成越来越杂乱的操控使命、开展工程设计的自动化和智能化。一是能够适应向小型化个性化发展的需要，使PLC系统的体积更小、速度更快，性价比更高。二是向速度快、容量大、技术成熟的方向发展。为了使PLC技术逐渐适应各个领域，近几年开发了很多新的模块和组件并应用在了PLC中，如智能输入输出模块、温度自动控制模块、故障快速检测模块等，新型模块应用，可以大大提升PLC技术稳定性。随着人们对数据信息和传输需求的不断变化，多种编程语言的共存和互补是PLC的一大发展趋势，相信随着科技的发展，PLC变成语言的顺序功能语言、指令语言、图形语言等功能会不断丰富和完善，向更加先进的方向发展。

结语

综上所述，为了充分利用和发挥PLC控制系统的应用价值，提高电气设备的自动化水平，相关领域技术人员在应用PLC控制系统的过程中，还需要强化PLC技术应用分析，结合实际情况加强PLC技术创新与应用，充分发挥PLC技术优势，创造更高的经济效益。

参考文献：

[1]肖锋.PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用[J].电子技术与软件工程，2020（17）：115-116.