導(dǎo)語：淺析PLC技術(shù)在電氣工程的應(yīng)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：本文首先介紹了plc技術(shù)的應(yīng)用原理。其次，分析了目前電氣工程自動(dòng)化控制中存在的問題。最后，針對(duì)這些問題，分析基于PLC技術(shù)的應(yīng)用，優(yōu)化電氣工程自動(dòng)化控制的方式，以推進(jìn)我國(guó)電氣工程事業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；電氣工程；自動(dòng)化控制；智能化

1PLC技術(shù)的應(yīng)用原理

PLC的全稱為可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController，PLC）[1]。從技術(shù)本質(zhì)上來看，PLC是一種可編程的存儲(chǔ)器，這種存儲(chǔ)器通過預(yù)設(shè)的存儲(chǔ)程序，按照一定的運(yùn)算邏輯，對(duì)數(shù)據(jù)的順序進(jìn)行調(diào)整與控制。執(zhí)行定時(shí)、計(jì)數(shù)、計(jì)算、發(fā)出指令等操作，并通過數(shù)據(jù)分析方式，對(duì)各種類型的生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行控制[2]。如圖1所述。從設(shè)備類型上看，PLC是一套電子系統(tǒng)裝置，其裝置核心是數(shù)字化的計(jì)算系統(tǒng)，通過微機(jī)系統(tǒng)與機(jī)電接觸控制系統(tǒng)的配合，有效對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)械進(jìn)行自動(dòng)化的控制。從目前PLC技術(shù)的發(fā)展成果來看，PLC技術(shù)的核心就是控制技術(shù)，它的控制效果由中央處理器、存儲(chǔ)介質(zhì)、電源、輸入輸出口這四個(gè)關(guān)鍵部分組成[3]。與傳統(tǒng)控制技術(shù)相比，PLC技術(shù)的突出特點(diǎn)有：（1）接線簡(jiǎn)單。PLC作為一個(gè)整體系統(tǒng)，只用電源與數(shù)據(jù)傳輸線與外界相連，避免了由于接線復(fù)雜給人員操作帶來的困難。（2）可靠性高。PLC系統(tǒng)運(yùn)行的安全性能較高，整體運(yùn)行表現(xiàn)比較穩(wěn)定。（3）功耗低。PLC系統(tǒng)的組成元件較為簡(jiǎn)單，運(yùn)行中需要的能源供應(yīng)量較少。（4）通用性強(qiáng)。PLC技術(shù)可以廣泛應(yīng)用各種電氣工程自動(dòng)控制過程中，具有較高的適配性。（5）靈活性強(qiáng)。PLC編程人員不需要學(xué)習(xí)專門的計(jì)算機(jī)語言知識(shí)，就能對(duì)PLC系統(tǒng)進(jìn)行維修，操作簡(jiǎn)單。（6）自動(dòng)識(shí)別性能強(qiáng)。PLC帶有掃描功能，能夠自動(dòng)識(shí)別最終輸出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的完整性，將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完整的傳輸?shù)綀?zhí)行機(jī)構(gòu)之中，及時(shí)檢索有缺陷的數(shù)據(jù)。

2電氣工程自動(dòng)化控制中存在的問題

電氣工程的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，經(jīng)過近十年的發(fā)展，已經(jīng)成為了專業(yè)化程度較高、操作技術(shù)較為規(guī)范的現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)。但是，信息化技術(shù)的發(fā)展變化速度非?？?，目前的電氣工程自動(dòng)化控制并沒有完全適應(yīng)這種發(fā)展，因而出現(xiàn)了一些問題。第一，目前電氣工程自動(dòng)化控制的順序仍然比較混亂，自動(dòng)化控制系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，受到的外力阻攔與系統(tǒng)限制比較多，這對(duì)電氣工程生產(chǎn)效率的提高產(chǎn)生了很大影響。第二，目前的電氣工程自動(dòng)控制系統(tǒng)，在進(jìn)行通斷控制的過程中，需要的緩沖時(shí)間較長(zhǎng)，這段時(shí)間系統(tǒng)可能會(huì)發(fā)生短路的現(xiàn)象，造成繼電器發(fā)生損傷，影響電氣工程的控制效果。第三，目前的電氣工程控制系統(tǒng)，抗干擾的性能較差，尤其是在電波干擾的環(huán)境中，運(yùn)行狀況很不穩(wěn)定，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)指令執(zhí)行錯(cuò)誤、系統(tǒng)反應(yīng)速度減慢等現(xiàn)象。第四，目前的PLC技術(shù)設(shè)計(jì)單位與使用單位之間，還存在一定的信息不對(duì)等，很多設(shè)計(jì)單位沒有及時(shí)了解到使用單位的需求，了解信息技術(shù)市場(chǎng)的發(fā)展變化，導(dǎo)致設(shè)計(jì)出的PLC系統(tǒng)適用性不強(qiáng)。

3優(yōu)化電氣工程自動(dòng)化控制應(yīng)用的方式

3.1進(jìn)行差異化的PLC設(shè)計(jì)。隨著智慧城市的建設(shè)，電氣工程自動(dòng)化控制已經(jīng)成為了多種工業(yè)生產(chǎn)線的基礎(chǔ)工程。不同產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求、能源消耗、人員配合情況不通，因而，在電氣工程自動(dòng)化控制的優(yōu)化過程中，要利用PLC技術(shù)，發(fā)展差異化的自動(dòng)化控制，以增強(qiáng)PLC技術(shù)的市場(chǎng)適應(yīng)能力，助推智慧工業(yè)系統(tǒng)的發(fā)展。下面，以幾個(gè)實(shí)際的生產(chǎn)過程為例，探討PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用：3.1.1火力發(fā)電廠電氣工程?；痣姀S的能源消耗較大，生產(chǎn)環(huán)境溫度較高，不適應(yīng)人工手動(dòng)操作，對(duì)電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的要求高。從實(shí)際應(yīng)用情況來看，PLC技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在了目前的火力發(fā)電廠建設(shè)中。（1）火力發(fā)電廠的爐渣清理。PLC技術(shù)的微處理器，能夠自動(dòng)執(zhí)行程序編寫人員的爐渣清理程序，按照爐渣位置確定——運(yùn)輸器械選擇——運(yùn)輸路線選擇——目標(biāo)運(yùn)輸?shù)攸c(diǎn)確定的方式，執(zhí)行編程人員的爐渣清理邏輯，對(duì)清理的順序進(jìn)行嚴(yán)格的控制。PLC技術(shù)可以根據(jù)內(nèi)置的排列組合分析算法，自動(dòng)選擇最優(yōu)的工作方式，實(shí)現(xiàn)做好的自動(dòng)化控制效果。（2）火力發(fā)電廠的飛灰清理。飛灰問題也是火力發(fā)電廠生產(chǎn)面臨的主要問題之一。PLC技術(shù)通過現(xiàn)場(chǎng)傳感——遠(yuǎn)程控制——主戰(zhàn)層劃分三個(gè)階段，對(duì)電氣工程設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化控制，保障清理過程的規(guī)范性。3.1.2倉(cāng)儲(chǔ)物流電氣工程。PLC技術(shù)在立體倉(cāng)庫(kù)的建設(shè)中，發(fā)揮著明顯的作用。目前，電子商務(wù)是我國(guó)工業(yè)與商業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方向。2018年，天貓雙十一的交易額超過了2000億元，派送包裹超過十億個(gè)，大部分雙十一期間的包裹在一個(gè)星期之內(nèi)，就完成了打包——收件——出倉(cāng)——派送的過程，運(yùn)送到了消費(fèi)者手中。這樣的成就離不開PLC技術(shù)在倉(cāng)儲(chǔ)物流電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用。例如，湖南省菜鳥驛站的物流倉(cāng)庫(kù)，已經(jīng)利用PLC技術(shù)，對(duì)倉(cāng)庫(kù)貨物的堆垛、選擇、分發(fā)、中轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，物流倉(cāng)庫(kù)基本實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)式的立體分揀。菜鳥驛站的技術(shù)人員，在十月初，就對(duì)倉(cāng)庫(kù)的PLC系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)置，通過對(duì)數(shù)據(jù)運(yùn)算邏輯的編寫與合理化的參數(shù)設(shè)置，保障堆垛機(jī)等設(shè)備能夠準(zhǔn)確接受旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出的指令，并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)對(duì)指令做出響應(yīng)。這種優(yōu)化方式不僅提升了倉(cāng)庫(kù)輸入輸出的效率，也提高了運(yùn)輸分揀的自動(dòng)化與智能化程度，縮減了派件時(shí)間的同時(shí)，也提高了派件的準(zhǔn)確性。3.1.3機(jī)床加工電氣工程。機(jī)床加工是我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)，PLC技術(shù)在機(jī)床加工電氣工程自動(dòng)控制中的應(yīng)用，明顯的提高了機(jī)床自動(dòng)化加工的精密程度。（1）機(jī)床加工電力工程中的PLC技術(shù)自動(dòng)控制：機(jī)床生產(chǎn)車間利用PLC技術(shù)，替代了傳統(tǒng)的接觸器設(shè)備，對(duì)機(jī)床設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化的電力控制。在使用過程中，自動(dòng)控制機(jī)床的電壓、電流和電力損耗，并在使用后，及時(shí)對(duì)機(jī)床實(shí)行斷電保護(hù)，提高了機(jī)床的使用壽命，減少了機(jī)床設(shè)備發(fā)生故障的概率。（2）機(jī)床加工機(jī)械工程中的PLC技術(shù)自動(dòng)控制：機(jī)床生產(chǎn)車間利用PLC技術(shù)，對(duì)機(jī)床設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督。配合現(xiàn)場(chǎng)傳感設(shè)備、遠(yuǎn)程控制設(shè)備等，收集機(jī)床設(shè)備運(yùn)行中的異常數(shù)據(jù)，對(duì)異常設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的維修與處理。（3）機(jī)床加工液壓工程中的PLC技術(shù)自動(dòng)控制：這種應(yīng)用一定程度上，提高了機(jī)床設(shè)備對(duì)外界干擾的抵抗性，減少了機(jī)床車間的電力損耗。3.2優(yōu)化PLC技術(shù)在開關(guān)量上的應(yīng)用。PLC技術(shù)在進(jìn)行自動(dòng)化控制時(shí)，是以可編程存儲(chǔ)器的形式，參與到電氣工程虛擬繼電器的運(yùn)行當(dāng)中的。因而，PLC技術(shù)對(duì)電氣工程開關(guān)量的要求較高。優(yōu)化PLC技術(shù)在開關(guān)量上的應(yīng)用，一方面，要加強(qiáng)短路保護(hù)的范圍與強(qiáng)度。在電氣工程繼電器中加裝智能電流感應(yīng)裝置、智能電壓控制裝置、斷電保護(hù)裝置等，提高斷路保護(hù)期間，繼電器運(yùn)行的穩(wěn)定性，增強(qiáng)PLC技術(shù)應(yīng)用的穩(wěn)定性。另一方面，優(yōu)化PLC技術(shù)的硬件設(shè)備，利用當(dāng)前智能電網(wǎng)的發(fā)展成果，將PLC技術(shù)與電氣工程的自動(dòng)切換系統(tǒng)相結(jié)合，滿足自動(dòng)化控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換需求，提升當(dāng)前PLC系統(tǒng)的運(yùn)行反應(yīng)速度，實(shí)現(xiàn)PLC技術(shù)在電氣工程開關(guān)量上的優(yōu)化運(yùn)用。3.3優(yōu)化PLC技術(shù)在控制順序上的應(yīng)用PLC技術(shù)的主要功能之一，就是優(yōu)化電氣工程自動(dòng)化控制的控制順序，保障電氣工程設(shè)備在科學(xué)合理、運(yùn)行有序的狀態(tài)下運(yùn)行。目前工業(yè)生產(chǎn)涉及到的電氣設(shè)備種類不斷增多，設(shè)備的智能性與集成性不斷增強(qiáng)，工業(yè)生產(chǎn)的流程也越來越復(fù)雜。為了適應(yīng)這種時(shí)展要求，電氣工程自動(dòng)化控制中的PLC技術(shù)應(yīng)用，要注意：（1）加強(qiáng)智能傳感在PLC技術(shù)順序控制中的作用。充分利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與智能制造的發(fā)展成果，在原有的PLC系統(tǒng)組件中加裝智能傳感設(shè)備，加強(qiáng)PLC系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)狀況的了解，方便存儲(chǔ)程序編寫人員與系統(tǒng)維護(hù)人員，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況對(duì)PLC技術(shù)進(jìn)行調(diào)整。（2）加強(qiáng)遠(yuǎn)程控制在PLC技術(shù)順序控制中的作用。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線通信技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)，對(duì)電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的各個(gè)控制部分進(jìn)行優(yōu)化，重新制定組合的邏輯，使之適應(yīng)生產(chǎn)中的實(shí)際狀況。3.4提高PLC技術(shù)的抗干擾新性能?？垢蓴_性能始終是限制PLC技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要問題，改善這一點(diǎn)，加強(qiáng)PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)控制中的應(yīng)用，需要進(jìn)行以下嘗試：首先，立足實(shí)踐，重視工業(yè)市場(chǎng)的發(fā)展需求，組織技術(shù)專家對(duì)現(xiàn)有的PLC技術(shù)干擾問題進(jìn)行討論，加強(qiáng)政府研究機(jī)構(gòu)、高校研究課題組、企業(yè)研究部門、社會(huì)研究組織之間的聯(lián)系，探討現(xiàn)有的PLC技術(shù)實(shí)踐案例，加強(qiáng)對(duì)有科研實(shí)力的研究團(tuán)隊(duì)的經(jīng)費(fèi)與技術(shù)支持。其次，加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有PLC技術(shù)人員的培訓(xùn)與指導(dǎo)，引導(dǎo)技術(shù)人員在實(shí)踐中，對(duì)優(yōu)化PLC技術(shù)抗干擾性能進(jìn)行探索。最后，PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員，要加強(qiáng)與PLC技術(shù)使用單位之間的聯(lián)系，在實(shí)踐案例中發(fā)現(xiàn)造成干擾的系統(tǒng)弊端與漏洞，進(jìn)行有針對(duì)性的技術(shù)升級(jí)。

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作者:鮑日洋 單位:東北林業(yè)大學(xué)