PLC技术在电气自动化控制中的运用

2021-06-17石文科高倩孟凡文

电子制作 2021年8期

石文科，高倩，孟凡文

（济宁职业技术学院，山东济宁，272000）

0 引言

现代化技术为电气自动化水平提升提供了重要支持，作为其中的关键核心要素，PLC技术成为电气工程快速发展与电气自动化控制合理应用的重要基础，以实现提升电气设备运行速度的最终目的。因此，有必要加强对PLC技术在电气自动化控制中实际应用的研究，进而为相关技术的未来发展拓展更广阔的空间。

1 PLC技术阐述

■1.1 基本运行结构

PLC又可以称之为可编程控制器，是一种数字运算操作电子系统，随着工业发展水平的不断提升，PLC技术与计算机技术也开始得到不断融合。PLC技术在实际使用的过程中体现出较强的综合性和系统性，其主要由编程架构与交互端口等结构组成。随着技术水平的不断提升，PLC技术也面临着全新的发展机遇，进而在工业领域当中获得了十分广泛地应用。当前，人们更加清楚地认识到了PLC技术在电气工程自动化控制中的应用效果，从而应持续进行深入研究，推动PLC技术的发展与革新。

■1.2 工作原理与方法

在PLC技术实际应用的过程中主要可以分成四个环节：第一环节是内部检查，主要任务是对内部硬件功能、运行情况以及监控定时器等部分进行检查；第二环节是通信服务，在此环节中，需要将控制器与其他形式的智能装置连接起来，以此来完成键入命令的响应与显示内容的更新；第三环节是输入输出处理，即通过控制器将外部输入电路的连接状态反馈到寄存器，实现运行状态的有效管理；第四环节是指令执行，之前反馈到寄存器的外部输入电路连接状态并不会随着外部输入信号的变化而发生改变，因此一旦出现输入信号发生变化的问题，只有保证在响应周期内进行输入处理才可以完成新状态的读入。而在PLC系统进行程序设计的过程中，最常用的方法就是梯形图，进而实现对继电器的有效控制[1]。而需要注意的是，引入PLC技术之后系统内部的继电器并不是真实存在的继电器，因此相关人员也需要采取和原来不同的操作方法。原有继电器控制方法与PLC控制方法的对比如图1所示。

图1 原有继电器控制电路图

图2 PLC控制梯形图

2 PLC技术在电气自动化控制中的实际应用

■2.1 在数据控制中的应用

在实际开展数据控制的过程中，应有效利用数学与统计领域的知识保证电气工程自动化控制设备的稳定运行，同时确保设备可以自动运行也是系统工程的重要组成部分。数据控制环节的数据输出是单向的，因此相关工作人员需要完成数据确认之后才可以进行后续的工作。另外，在数据控制的过程中应用PLC技术可以充分确保相关工作的科学性，并以此为基础展开编程从而确保PLC技术可以有效对数据控制中的各个环节展开分析，保证工作人员可以在第一时间发现其中存在的不合理之处，并提出相应的解决策略。

■2.2 在开关逻辑控制中的应用

在电气设备运行的过程中，其内部的控制关联十分复杂，而逻辑开关的有效控制会对电气自动化设备的稳定运行产生直接的影响。面对这样的问题可以借助PLC技术实现逻辑开关的自动化控制，进而保证整体设备的稳定运行。PLC技术在应用的过程中，具有抗干扰能力强、安全程度高的特点，因此相较于其他控制技术也展现出了突出的应用优势。屏蔽双绞线与磁环的安装可以有效减少环境因素对电路产生的干扰，而PLC技术的应用可以通过指令输入、指令编辑、指令传输等环节实现对操作对象的有效控制[2]。除此以外，PLC技术还可以根据电气设备运行时间与开关对逻辑开关进行控制，在检测到设置值改变之后就会自动闭合，从而确保电气设备的稳定运行。而且为促进控制水平的进一步提升，应对控制开关的闭合路径加以优化，为设备的稳定运行奠定基础。以实验过程中电气系统继电器故障为例，如果在通电之后出现反应时间过长的情况就说明了继电器在电气工程系统推进的过程发生了短路问题。面对这样的情况，就可以借助PLC技术对内部数据展开分析，同时结合自动切换系统与控制系统，有效改善继电器短路、反应慢的问题，促进电气系统运行质量的有效提升。

■2.3 在顺序控制中的应用

电气工程实际运行中的相关工序对PLC顺序将会产生直接的影响，而借助PLC技术进行顺序控制则可以显著提升电气工程运行的安全性与稳定性。实际上，PLC系统可以以电气设备运转流程为基础，完成对运行情况的监控，并结合不同需求发布不同的指令，进而将整个电气工程划分为多个阶段，为每一个阶段赋予不同的责任任务，确保各个工序运转职能的有效强化。与此同时，还可以将整体调控作为技术优化的基础，从而促进PLC控制效率与效果的不断增强。例如可以应用PLC技术对电气工程自动化控制系统中的石灰以及锅炉燃烧渣滓进行清理，该技术的应用可以有效对整体流程进行监督，一旦发现异常状况及时发出报警，不仅有效提升了其智能化水平，还对优化资源配置起到了重要的作用。

■2.4 在闭环控制中的应用

闭环控制的主要运行原理是完成输出信息的有效处理之后再将其返还到开端环节，这样就形成了一个完整的闭环；而在其运行的过程中，很大程度上会受到反馈机制的影响。在启动电气系统的时候需要对各类信息完成有序输出，并做好相应的数据录入工作。值得注意的是，录入完成之后还需要对相关数据进行进一步地修正，以提升其输出效果。闭环控制在实际应用的过程中具备极强的灵活性与高效性，也正是凭借着这样的优势，让闭环系统在工业生产当中获得了广泛地应用，并体现出良好的应用成效。与此同时，相关专业技术人员还可以根据闭环系统所具备的实际特点完成系统运行状态调整，为电气自动化系统的稳定运行奠定基础。

■2.5 在电气机床中的应用

线路的运行情况将会对电气机床工作产生直接的影响，一旦出现线路问题，不仅会降低电气机床的整体工作效率，还会对产品的数量与质量造成不利影响。对于这样的问题，可以通过PLC技术来妥善解决：首先，PLC技术的应用使得机床的设备控制手段得到改良与创新，最大限度地避免了因接触器、执行器故障而对整体生产造成影响，进一步提升电气机床的工作效率；其次，PLC技术可以显著提升电气机床的自动化控制水平，并对其生产过程进行实时监控，第一时间将故障与问题报告给工作人员；最后，PLC技术的应用还可以带动电气机床抗干扰能力的提升，为保障电气机床的平稳运行提供重要支持。

■2.6 PLC技术未来的发展与应用

就当前的发展情况来看，PLC技术凭借其突出的应用优势在工业生产、建筑工程以及机械化生产线等多个领域得到广泛使用，并体现出良好的效果。将PLC技术引入到电气设备自动化控制系统当中可以有效提升设备运行的可靠性和稳定性，进而实现提升生产效率、降低生产成本以及增加生产效益的目的。随着科学技术水平的进一步提升，PLC技术在未来会进一步朝向生产过程控制的方向发展，通过有序的操作流程实现工程设计的自动化和智能化。一方面，PLC系统的体积会变得更小，速度会更快，进而实现工业生产个性化发展的需要，提升整体系统运行的性价比；而另一方面，PLC系统的容量将会明显提升，推动其技术朝向更加成熟的方向发展。为了保障PLC技术可以逐渐适应更多领域，在近年来的研究中开始将智能输入输出、温度自动控制等模块引入到系统开发中，进而有效借助这部分新型模块促进PLC技术稳定性的提升。随着信息化技术水平的不断提升，人们对数据信息与传输需求也开始提出更高的要求，因此应不断推进PLC系统多种编程语言互补功能的革新，确保指令语言、图形语言等功能的丰富和完善，提升PLC技术的应用水平。