PLC技术在电气自动化控制中的应用

肖良松

曲靖职业技术学院，云南 曲靖 655000

0 引言

PLC技术是对传统电气工程技术的整合，该技术在电气自动化控制中的应用具有较强的灵活性、稳定性，应用成本较低，在保证生产质量、生产效率的同时，能够提高控制的精确度，在我国生产企业的创新和可持续发展中发挥着至关重要的作用[1]。

1 PLC技术的概念及应用优势

1.1 PLC技术简介

可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller,PLC）是一种微处理器，是可用于自动化控制领域的运算控制器，由CPU、指令及数据内存、输入/输出解耦股、电源、数字模拟转换等功能单元组成[2]。PLC技术的综合能力强，控制效率高，应用效果明显，成本可控，在工业领域中有着广泛的应用[3]。

在具体应用中，可以根据电气系统的控制需求，利用计算机软件编写PLC控制程序，以保证PLC技术和工业系统的高度融合[4]。PLC技术应用可编程存储器，通过操作人员输入指令，在内部程序中进行控制计算、逻辑运算，以完成控制。PLC技术的控制指令和程序的编写是根据工业生产中机械设备的控制需求进行的，具有较好的适应性，控制效果明显。在科学技术、自动化技术和控制技术迅速发展的背景下，在PLC技术的基础上衍生出了较多的新型技术，提高了工作效率和控制效果。如今，PLC技术在通信增强、温度控制、位置控制等方面都有着广泛的应用，运行效率和工作准确度得到了大幅提升，推动了工业领域的创新发展，提高了工业生产能力[5]。

1.2 PLC技术的应用优势

PLC技术在电气自动化控制中的应用具有安全性高、可靠性强、反应速度快、不容易发生故障等优势。

1.2.1 安全性和可靠性高

从安全性和可靠性来看，PLC技术基于控制系统，有着其他控制技术不具备的抗干扰能力，可以提高控制系统运行的稳定性，在复杂环境、复杂条件和干扰因素较多的控制场景中也能发挥其稳定性的优势，准确判断和分析干扰源[6]。

1.2.2 反应速度快

基于PLC技术的电气自动化控制系统具有较高的反应速度，在电气自动化控制中应用继电器等新型设备代替传统的机械触电继电器等设备，可以简化控制系统的工作模式，省略连接导线部分，提高控制系统的反应速度[7]。

1.2.3 不容易发生故障

基于PLC技术的自动控制系统具有较高的稳定性，不会轻易出现故障，而这一优势主要得益于PLC技术在极短的时间内可以利用故障诊断模块判断故障，进而及时采取相应的防控措施，以保证PLC技术的运行效率和控制效果。例如，当PLC技术的外部执行器输入设备发生故障问题时，系统会根据编程软件为电气工程设备提供重要的参考数据和信息，这些信息可以帮助评估故障问题的程度和具体的故障类型、故障位置及影响范围，以提高故障问题的解决效率[8]。

2 PLC技术在电气自动化控制中的具体应用

2.1 在开关量控制中的应用

开关量控制是PLC技术最基本的应用，主要根据开关量的历史输入组合和当前的输入数据以及开关量的输出，使用PLC技术实现系统的逻辑控制。在电气系统中，利用PLC技术控制开关量的常见场景主要包含行程开关控制、按钮开关控制、温度开关控制等多个应用场景。针对不同应用场景的开关量控制，要根据具体的应用需求和控制功能要求确定其控制模式[9]。

2.1.1 行程开关控制

行程开关控制主要用于反馈运行位置，需要在电气设备的特定位置安装行程开关。当行程开关的触点接触到PLC技术的输入点时，PLC技术通过输入点的接通与断开实现控制。

2.1.2 按钮开关控制

在按钮开关控制中，需要通过按钮的闭合和断开完成对设备动作或运行的控制。在这种场景下，需要利用按钮传输信号为PLC技术提供指令，完成操作。

2.1.3 温度开关控制

在电气设备运行过程中，产生的温度信号也属于开关量控制范围。在温度开关控制中，为了简化控制流程，提高控制效率，需要将温度数据转化，将温度信号转化为开关量。当某一环节的温度达到预先设置的温度值时，温度开关内部的继电器会自动接通，此时PLC技术根据收到的信号指令判断需要执行的具体命令。

2.2 在顺序控制中的应用

顺序控制是自动化控制中的关键内容，在电气自动化控制中，为了保证电气设备运行效率、提高生产量，保证生产企业的经济效益，需要将复杂、庞大的整体控制系统分为多个子控制系统，同时要保证不同子系统之间的相互独立和统筹协调，既要保证独立性，又要保证整体性，才能满足生产的需求。为了避免不同控制动作之间出现差错，需要按照先后顺序、时间顺序完成运行和生产任务。根据PLC技术的具体运行情况来看，实现顺序控制的三个关键要素分别为工作任务、转移目标和转移条件，只有保证这三个关键要素的有效协调，才能保证顺序控制功能的有效发挥。应用PLC技术时，需要对工作任务、转移目标和转移条件三个关键要素进行完善和优化，才能提高自动控制系统的稳定性、安全性、可靠性，保证工作效率。

控制系统的基本特征和主要任务是完成给定顺序的执行，在这一特征下将控制顺序分为逻辑顺序、条件顺序和时间顺序，以实现顺序控制的细化和细节分类。不同顺序控制的要素不同，执行的顺序和命令存在差异。其中，逻辑顺序控制主要是按照预先给定的条件按顺序执行命令；条件顺序控制的执行要满足逻辑控制的基本需求。顺序控制的应用比较广泛，例如，在交通领域中对红绿灯的跳动转换进行控制、在商品包装中对生产线进行控制都需要应用顺序控制。相比于其他控制方式，在顺序控制中应用PLC技术可以极大地降低控制成本，提高精准度、及时性和自动化控制程度。

2.3 在数控系统中的应用

在电气自动化控制系统的实际应用中，由于控制目标、控制方式、企业生产水平、生产规模、自动化控制技术的应用程度等方面存在很大的差异性，自动化控制系统的应用形式也存在很大的不同，现阶段主要分为连续控制系统、执行控制系统、点位控制系统。以点位控制系统为例，该控制系统主要利用单片机和计算机设备实现控制功能。单片机控制系统存在很大的局限性，控制程序设计难度高，应用成本高，控制效率低，在实际生产中应用范围比较小。随着科学技术、通信技术和自动化技术的迅速发展，为提高生产企业的生产效率，降低生产成本，提高各类电气设备的运行效率，加强对机器化问题的管控，PLC技术在数控系统中得到了广泛应用。PLC技术的应用降低了管理成本，可以实现大规模、集中性控制系统的高效管理，提升了控制系统运行的稳定性、安全性和可靠性。由此可见，PLC技术控制技术有着良好的应用前景。在实际工作中，技术人员要根据生产企业的发展规模和对控制技术的具体需求对控制技术进行优化、改善，以满足企业生产要求，推动PLC技术的创新发展和普遍应用。除此之外，为了提高我国整体工业化生产水平，降低生产中的人力成本，提高生产效率，国家要加强对自动化控制技术人才的培养，在相关行业投入充足的资金，为新型技术的应用和研发提供保障。

2.4 在闭环控制中的应用

通常情况下，电气自动化控制采用电动和手动两种方式来启动电机，在电动启动中，应用PLC技术可以实现闭环控制。在电气控制的某些领域，需要结合温控系统，根据热电偶检测加热温度。在根据温度因素进行控制时，需要将电偶输出的电信号转变为标准量程电流，将电信号输入相关模块后电信号可以转化成与温度成比例的数字量。此时，控制主板需要对比所获得的数字量和预先设定的温度，利用相关的控制算法计算，以保证预算结果的稳定性、准确性和可利用性，进而实现模块数据的输出和传递，获得电流信号，以实现闭环控制。相比于其他控制技术，PLC技术在闭环控制中具有较强的灵活性，抗干扰能力强，使用范围广，可以对不同类型、不同运行状态下产生的各类数据进行精确控制，也能优化和简化闭环控制流程。

3 PLC技术在电气自动化控制中的提升对策

3.1 增强可靠性

PLC技术是专业的自动化控制技术，在复杂的生产环境中能够表现出极强的实用性和适用性。传统的控制技术存在很大的弊端，设计和应用成本较高，工作流程复杂，受电磁环境、生产工艺复杂程度的影响比较大，在面对各类干扰因素时，稳定性、可靠性和安全性会极大地降低。应用PLC技术可以提高控制系统运行的持续性和控制效率，但是结合PLC技术的实际应用情况来看，部分PLC技术在具体应用时也存在一定的弊端，受技术发展的影响，有些PLC技术在高电磁环境下也会出现运算错误和程序错误、控制系统失控等问题，这在一定程度上阻碍了PLC技术的进一步发展。基于此类问题，在未来的应用和发展过程中，相关部门应加强对PLC技术的可靠性和抗干扰能力的研究，保证其在更加复杂的生产环境中的稳定性，以提高生产的安全性，提升PLC技术的应用价值。

3.2 增强数字化与网络化

随着网络技术、通信技术、数字化技术的迅速发展，现代化信息技术在各个行业、领域中都得到了广泛应用，与之相关的各类技术也得到了发展。以DCS技术为例，该技术在电气自动化控制领域中的应用主要以分散控制、集中管理的形式存在，是计算机技术、数字通信技术和现代化控制技术相结合的产物，也是信息时代背景下发展起来的新型技术。将PLC技术与DCS技术融合，可以融合技术优势，弥补不足，进一步推动DCS技术和PLC技术的创新发展，突破各自的发展瓶颈。融合发展的新型组合技术有着更强的实用性，能够拓宽应用范围，提高应用效果，推动控制技术朝着网络化、数字化方向发展。

3.3 加强人才培养

人才是推动技术创新，提高技术应用效果的基础，想要提高PLC技术在电气自动化控制领域中的应用效果，就要加大人才培养力度，提高自动化控制人员的专业水平、综合素质和统筹协调的能力，最大限度地发挥PLC技术在自动化控制领域中的作用。企业领导层要意识到，只有加强技术创新才能提高企业生产力和生产效率，在保证企业经济效益的同时，提高市场竞争力，为推动企业创新发展奠定基础。

4 结束语

综上所述，PLC技术具有较强的稳定性、灵活性和抗干扰能力，在电气自动化控制领域中应用可以提高控制系统运行的精准度。PLC技术目前仍在持续发展中，在未来，PLC技术具有广泛的发展空间。研究人员要加强对PLC技术的应用和优化，结合现代通信技术、网络技术改消除PLC技术的弊端，减少PLC技术在电气自动化控制中应用时出现的不足，以体现PLC技术的优势和价值，提高生产质量和效率。