PLC技术在电气工程中的应用研究

PLC技术在电气工程中的应用研究

何飞

身份证号码：652828198406232012

摘要：近年来我国社会行业的不断发展，电气工程项目在我国各行各业都得到了较为广泛的用。PLC技术属于当前电气工程领域应用较广的一项技术，具有诸多优势，而且实用性强，近年来在电气工程及其自动化领域突显出越来越重要的作用。企业将PLC技术引入生产中能大幅提高生产效率，而且也能减少人力资源。为了更好地利用此项技术，应加强对PLC技术在电气工程自动化领域的研究，不断提高电气控制自动化水平。本文就PLC技术在电气工程中的应用展开探讨。

关键词：电气控制；自动化；PLC技术

引言

在电气工程的自动化控制中对PLC技术进行应用，不仅可以让自动化控制发展得到有效提升，也能推动我国电气工程行业在未来实现长远、可持续发展。

1PLC技术的概念与工作原理

PLC技术是指通过可编程存储器对逻辑控制器的有效编程，从而实现对整个系统的控制。电源、显示板、内存、CPU主板等是构成PLC系统的主要元件。它的工作原理包括三步：（1）输入采样：这属于PLC系统的起始阶段，通过扫描将数据信息传入系统内，并存储在内存中，也就是保存在I/O映像区的单元内。在PLC系统后续工作中I/O映像区域内的状态信息、数据保持不变，因此，在输入脉冲信号时需要保证其宽度不小于一个扫描周期，才能有效读出输入信息；（2）程序执行：通常参照由下而上的顺序扫描程序，PLC系统也可以自动开展控制线路的逻辑运算，并根据运算结果刷新I/O映像区域内的保存状态数据。简单来讲，在执行用户程序的过程中，I/O映像区域内的输入点状态保持不变，但其它输出点的状态数据将有所变化。因此，在执行程序的时候，使用立即I/O指令后，可直接存取I/O点信息；（3）输出刷新：这属于PLC系统运行的最后一环。待完成用户程序扫描后，系统会自动进入输出刷新阶段。根据I/O映像区域内的相关信息，CPU主板会自主刷新输出锁存电路，同时，利用输出电路驱动相关外接设备。

2PLC技术在电气自动化工程中的优势

第一，系统灵活，运行稳定，维护方便，由于PLC具有较高的可靠性和稳定性，因此它可以根据不同环境下进行自动控制、调节等操作模式来满足不同工作要求。第二，在计算机应用领域上来说其可实现网络化管理及远程监控功能与一体化处理信息内容。第三，在电气自动化工程中使用过程中具有较强适应性、灵活性以及开放性。

3自动化控制中的PLC技术应用

3.1模拟量控制中的应用

工业生产环节最多的变量就是压力、温度、电压、电流等，上述变量在实际生产环节会持续转变，所以需要对其进行有效管控。PLC对于模拟量的管控，通常情况下都是对模拟量进行转换，让其变成数字量，然后再对其进行处理，原因是PLC针对数字量在处理时功能相对更为强大，不仅可以根据数字展开加减乘除等基础类型的运算，还可以实现浮点、差值、开方等高级类型的运算。因此，在PLC系统中对模拟量进行管控时，通常情况下需要设置数字量、模拟量相互对应的转换单元，也就是D/A单元、A/D单元。A/D单元主要是将外电路传送的模拟量进行转换，让其变成数字量，而D/A单元主要是将PLC系统中的所有数字量进行转换，让其变成相应的模拟量之后，再向外电路中进行传送，由此对其进行有效管控。在PLC中对模拟量进行管控的主要特征就是，可以对开关量进行同时控制，所拥有的功能远高于其他控制类型。

3.2闭环控制中的应用

在自动化电气控制系统内启动电机的方式有很多，常见的包括手动方式、自动方式。若使用自动启动方式，可应用PLC技术达到闭环控制的目的。比如，在温控系统中利用热电偶测试加热炉的温度，由温度变送器将热电偶的相关输出电信号处理为标准量程电流，之后传送至模拟量输入模块，通过A/D转换处理后就能得到与温度成比例的数值。CPU主板将计算出的结果与预先设定的温度数值进行比对，并根据PID控制算法开展误差分析，获得运算结果后再传输至输出模块，然后通过D/A转换处理后得到电流信号。这样就能达到自动控制电动调节阀开度的目的，实现闭环控制。这种控制方式的优势在于能够将闭环内的相关干扰因素控制好，从而确保被控量能无限接近给定值。另外，可直接使用PID控制器，将其作为闭环控制器，因为它的结构简单，不涉及到数学模型，使用简便，而且灵活性好，从而将闭环控制过程加以简化。

3.3逻辑控制中的应用

（1）逻辑控制是指在电气自动化系统中，将PLC控制系统与计算机进行联接，在对现场的设备运行状态、工作情况等信息进行采集后处理。这种技术能够有效地提高电气工程设计质量和效率，同时也能保证生产成本以及可靠性问题得到进一步解决并且提升了整个企业的经济效益水平。PLC则可以利用电子数据形式来完成控制功能实现过程当中所需要具备程序化操作模式，从而为系统提供可靠安全稳定发展基础保障，为生产管理带来良好的应用效果与稳定性优势。（2）逻辑控制技术是一种新型的控制方式，它在电气自动化工程中具有非常重要的作用，其主要应用体现在对电气设备进行管理，能够有效提高系统运行效率。PLC在实际工作过程当中具有较高可靠性与稳定性，通过将逻辑控制系统和计算机有机结合起来实现自动处理信息并做出决策判断，同时也可以利用数字化、网络化等现代技术建立起一个完整且高效的控制体系来完成对整个工程中所涉及到的数据进行分析整理以及计算。

3.4开关控制中的应用

科学合理运用PLC技术就能在很大程度上避免故障问题出现。第一，相关技术人员以数码编程的形式直接控制断电开关，让设备损耗程度降到最低，延长设备使用寿命；另外还需要技术人员在操作过程中将传统继电器替换为虚拟装置，以便在出现设备故障时通过虚拟器开启自我保护功能，不让设备进一步受损；第二，伴随着现代设备的升级与发展，PLC技术在应用过程中也要寻求创新，要细心积累并分析应用环节中出现的问题，对应的技术人员也要不断强化自身专业技能，为工作效率的提升奠定人力基础。

4PLC技术在电气控制领域中的完善措施

针对PLC技术在应用中存在控制出错、执行动作出错等问题，可重点从三方面加以完善：第一，提高输入信号的可靠性。输入信号完不完整，可不可靠，都会对电气控制系统操作造成影响。为此，必须确保输入信号的可靠性。使用符合相关标准，质量合格的电气设备系统配件，并对主界面功能进行优化，增强信号接收能力；第二，建立完善的电气设备预警系统，增强系统对突发状况的应对能力，做到及时预警，尽量减少损失；第三，对PLC系统常见故障做好精准分类，便于日常检修与维护管理，及时排除故障。

结语

PLC具有易于编程，适用范围广等优势，在电气自动化控制领域发挥重要作用。随着PLC技术的不断创新，使电气自动化应用得到更大发展空间。目前电气工程自动化控制设计中存在一些问题，需要运用PLC技术有效控制系统。电气工程自动化控制系统应用PLC技术是顺应行业发展的必然趋势，企业要充分发挥PLC技术优势，合理选择适宜的PLC技术流程。

参考文献

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