电气工程及其自动化控制中PLC技术的应用研究

电气工程及其自动化控制中PLC技术的应用研究

张炜

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摘要：随着社会经济的快速发展，许多新技术在工业生产中得到了广泛应用，尤其是在电气工程及其自动化控制领域内，新技术的应用更是层出不穷。而PLC技术则是其中的佼佼者。本文对PLC技术进行了简要概述，并指出了其在电气工程自动化控制中所具有的应用优势。同时，文章还探讨了PLC技术在具体应用中所需采取的策略，期望为相关领域应用研究提供参考与借鉴。

关键词：电气工程；自动化控制；PLC技术

PLC技术实为计算机技术与现代控制技术融合发展背景下所形成的产物，借此除了能实现顺序PLC技术是综合计算机技术与现代控制技术相融合的产物。它不仅能够实现顺序控制，还能够进行开关量、闭环等控制，有助于提高电气自动化水平和自动化控制工作的效率。此外，随着工业体系的成熟，PLC技术正在持续快速地发展。目前，PLC技术主要应用于电气自动化控制架构中的开关量和顺序控制。然而，实际应用中还存在不足之处，需要不断探索和挖掘。因此，本文将结合实际情况，探讨PLC技术在电气工程与其自动化控制中的实际应用情况。

1.PLC技术分析

PLC是Programmable Logic Controller（可编程逻辑控制器）的缩写，是一种用于自动化控制的工控计算机，具有输入/输出接口和可编程逻辑控制器。PLC技术主要应用于工业自动化控制，广泛用于各种生产线、机器人、输送带、加工中心等自动化控制系统中。PLC控制系统包含三个基本组成部分：输入/输出系统、中央处理器和编程器。输入/输出系统负责与外部世界进行数据交换，如传感器、执行器、通信接口等。中央处理器是PLC的核心，采用逻辑、控制程序和数据存储单元实现控制逻辑的处理。编程器负责对PLC进行编程，设置控制逻辑和程序流程，可以通过电脑、触摸屏等方式进行编写和修改。在PLC控制系统中，程序运行结果取决于控制逻辑和程序流程，PLC控制程序可以进行实时监控和修改，以实现对生产过程的实时控制。相比传统的机械控制系统，PLC控制系统具有更高的可编程性和可扩展性，从而大大提高了生产效率和控制精度，减少了人工干预和返工率。同时，PLC技术还具有可靠性高、抗干扰性强、维护成本低等优点，在各种要求严格的工控应用领域都得到了广泛的应用。

2.电气工程自动化控制当中PLC技术的应用优势分析

PLC（可编程逻辑控制器）技术是电气工程自动化控制系统中的一种核心技术，具有以下优势：

2.1程序可编程性高

通过PLC编程软件，工程师可以编写自定义程序，实现特定的控制逻辑或功能。而且，PLC程序可以进行实时修改和调整，这意味着当需要改变生产过程或出现故障时，可以在不停机的情况下进行修改，从而提高了生产线的灵活性。 此外，PLC编程软件还提供了丰富的编程工具和内容，例如函数块、图形化编程、定时器、计数器等，可以实现复杂的控制功能，同时又简化了编程过程。PLC程序也可以通过网络更新，使得更改过程更加方便快捷。这样，PLC技术提供了一种高度灵活的自动控制方案，可以为工业制造和自动化生产提供更好的可编程性和控制方案。

2.2控制可靠性高

PLC控制器在控制可靠性方面具有很大的优势。一方面，PLC控制器是稳定可靠的，由于其硬件和软件的高度一致性，避免了由于模拟量传感器精度、电缆干扰或计算误差等所导致的控制失准。另一方面，PLC控制器的反应速度非常快，几乎是瞬间完成对开关信号的响应，从而可以确保及时地控制设备的运行状态。此外，PLC控制器的抗干扰能力也非常强，可以抵御其它设备产生的电磁干扰等干扰因素，提高了系统的可靠性和稳定性。在工业控制领域，控制可靠性是非常重要的一个因素。PLC控制器的高可靠性，可以保证工业生产的安全性和可靠性，在生产过程中减少故障和停机时间，提高效率和产品质量，从而带来更好的经济效益。

2.3维护成本低

PLC控制器的维护成本相对较低是其一个重要的优点。由于PLC硬件结构相对简单，且控制器中大多是数字电路和计算机芯片等高可靠性元器件，因此PLC的故障率比较低。与传统的控制系统相比，PLC控制器不需要频繁更换接触器和继电器，维护成本相对较低。此外，PLC控制器具有自我诊断功能，可以通过诊断程序检测和排除故障，简化了维护人员的工作量，降低了维护成本。低维护成本的PLC控制器在工业领域得到了广泛应用，因为它可以减少停机时间和维修费用，从而提高了生产率和效率。PLC控制器的可维护性和可靠性的优点，也可以令管理者高度评估其作为企业控制系统的投资回报率。

2.4兼容性强

PLC控制器可以同时支持多种不同的编程语言，例如Ladder图和Structured Text等，能够适应大多数自动化控制系统的需要。此外，PLC控制器也支持不同类型的通讯接口，例如RS232、RS485、Profinet和Profibus等，可以方便地与各种外部设备进行通信。PLC控制器还具有强大的网络连接功能，可以通过以太网、无线网络等多种方式实现互联，实现分散控制、远程监控和数据传输等功能。这种可拓展性也使得PLC控制器成为当代产业自动化领域的主要控制设备之一。具有强大兼容性的PLC控制器可以轻松地与其他设备和系统进行集成，提高了生产自动化和控制的整体效率。

3.电气工程自动化控制中PLC技术的实际应用及策略

3.1实际应用

3.1.1顺序控制中PLC技术的具体应用

在顺序控制中，PLC技术得到了广泛应用。以下是一些常见的PLC技术在顺序控制中的具体应用：（1）流水线控制：PLC可以通过多个输入和输出模块控制生产线上的各个步骤，实现流水线自动化控制，提高生产效率和质量。（2）自动化包装系统：PLC可以控制自动包装、封箱和装箱系统，可根据订单数量和类型自动识别、计数和包装，提高包装的速度和准确度。（3）机器人控制：PLC可以与机器人控制器集成，实现机器人的精密控制和编程，可用于物流、制造等领域。（4）输送带控制：PLC可以控制输送带的启动、停止和调速，实现物料输送和处理的自动化。（5）压力控制：PLC可以控制压缩机、泵等设备的启动、停止和调速，实现压力控制和自动调节。（6）注塑机控制：PLC可控制注塑机各个步骤，如进料、加热、注射、冷却、取件等，实现自动化生产。

3.1.2开关量控制中的PLC技术应用

就PLC技术而言，它是基于储存器编程实现虚拟继电器功能的一种技术，可以很好的替代传统机械继电器。而且，结合现代信息技术，PLC技术能够大大提高虚拟继电器的响应速度，甚至可以将响应时间完全消除。因此，在开关量控制中，采用PLC技术可以弥补传统机械断路器反应速度缓慢的不足之处，避免因断路器控制不当而导致的各种事故和危害。为此被广泛应用：

自动化生产线控制：在自动化生产线控制中，PLC常常被用来控制各种传感器、执行器、马达等设备的开关量状态，并根据控制逻辑要求实时调整控制信号输出，从而实现生产线设备的自动化控制。

工业自动化过程控制：在工业自动化过程控制中，PLC可以通过监测开关信号的状态，实现工业自动化过程中对各种运行阀门、泵、搅拌器等开关量设备的流程控制，从而提高工业自动化生产线的效率和稳定性。

智能家居领域：在智能家居领域中，PLC可以通过测量开关量信号的变化，实现对家庭电器的开关控制和状态监测，控制家庭照明、温度、安防等智能家居设备。

交通信号控制：在交通信号控制方面，PLC常常被用来控制交通信号灯的开关状态，实现交通信号的自动控制，保证交通的有序通行。

3.2具体策略

3.2.1加大对PLC技术的研发力度

加强对PLC技术的研发力度是促进技术发展与成熟的基本前提。在电气工程自动化控制中，要更好地应用PLC技术，首要任务是推进其创新。为此，需根据电气工程控制需求以及PLC技术发展情况，有针对性地进行研发与创新。在实际应用中，积极收集实践案例，不断更新与完善PLC技术应用理论，以提供理论支持，解决现阶段应用中遇到的问题，优化PLC技术。

3.2.2建立完善的PLC技术应用标准

建立完善的PLC技术应用标准也是必要的。电气工程企业需要结合自身实际，制定详细和全面的应用标准与规范，以规范化PLC技术的应用，提高应用效率。制定检测标准、应用技术标准、应用步骤、质量标准等各项标准是必要的，以推动PLC技术向规范化方向发展。

结语

综上所述，PLC技术在电气工程及自动化控制中具备多方面优势。随着技术的不断成熟，其应用广度和深度也在逐步扩展，同时应用效能也得到了明显提升。因此，合理有效地应用PLC技术，可以对电气工程中的多种要素进行高效控制，为相关工作的高效展开提供必要助力。

参考文献：

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[3] 赵微雪. PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用研究[J]. 轻松学电脑, 2021, 000(002):P.1-1.