王輝

北京安控油氣技術有限責任公司，中國·北京 100095

現(xiàn)如今，中國電氣設備自動化控制技術迅速發(fā)展，在多個行業(yè)領域當中都有著廣泛的應用，為推進社會發(fā)展做出了重要貢獻。通過融合電氣化設備以及PLC技術，能夠在模塊化操控下顯著提高電氣化設備的運轉效率。其中，PLC技術是自動控制系統(tǒng)的關鍵組成部分，其所發(fā)揮的作用不可替代。在進行自動化控制的過程中，PLC技術能夠充分發(fā)揮其自身優(yōu)勢，因此其應用前景非常廣闊。對此，論文將闡述PLC技術的主要內容及其優(yōu)勢，并深入分析電氣設備自動化控制當中PLC技術的應用情況，以供參考。

電氣設備；自動化控制；PLC技術；應用

1 引言

通過引入PLC 技術，能夠顯著提升電氣設備自動化控制系統(tǒng)的工作效率以及質量，有助于幫助企業(yè)提高生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品質量，從而在激烈的市場競爭當中占據(jù)有利地位，使得企業(yè)能夠實現(xiàn)持續(xù)健康發(fā)展。通過應用PLC 技術，能夠不斷強化自動化控制系統(tǒng)的控制功能，使得電氣設備能夠擁有更為精準的操控精度，并且提高電氣設備的工作效率，為工業(yè)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展創(chuàng)造了良好條件。

2 電氣設備自動化控制系統(tǒng)當中PLC 技術的概述

PLC 融合了通信技術、自動控制技術以及計算機技術，并且借助微處理器發(fā)揮其控制功能。PLC 當中所采用的編程語言屬于“自然語言”，能夠適應大多數(shù)的工業(yè)場景，并且有著操作便捷、應用門檻低以及可靠性高的優(yōu)勢。PLC的核心是微處理器，是以繼電器的順序控制為基礎的自動控制裝置。實際上，PLC 技術有著多種種類，一般主要由連接口、存儲器以及遠程編程器等部分構成。通過在電氣設備的自動化系統(tǒng)當中應用PLC 技術，能夠為自動化系統(tǒng)中定時和順序控制、邏輯運算、算術以及存儲程序的運行提供支持。除此之外，在數(shù)據(jù)指令的傳輸方面，PLC 技術有著準確性高的優(yōu)勢，能夠顯著提高設備的運行效率。PLC 系統(tǒng)的功能是由其相應的模塊決定的。第一，CPU。CPU 負責分析輸入輸出的數(shù)據(jù)，并對使用者的指令進行處理分析。第二，存儲器。存儲器負責設定并存放數(shù)據(jù)以及程序信息，能夠為PLC 的運行過程提供保障。第三，輸入輸出接口。其功能是與外部設備或者線路進行連接，并通過發(fā)送信號傳輸指令，進而控制電氣設備。PLC 的運行需要穩(wěn)定的電源支持，因此在實際運行過程中需要為其提供穩(wěn)定的電源供應。一旦出現(xiàn)電源故障或者停電等情況，電氣設備將會立即停止運轉，將會導致生產(chǎn)過程停滯等不良影響。最后，近些年來PLC技術也在不斷深入發(fā)展，目前已經(jīng)初步實現(xiàn)了網(wǎng)絡控制?？傮w而言，PLC 技術的應用前景非常廣闊，因此開展相關研究是非常有必要的。

3 電氣設備自動化控制系統(tǒng)當中PLC 技術的優(yōu)勢

3.1 安全性與準確性

傳統(tǒng)的機械設備在完成數(shù)據(jù)傳輸任務時，往往要耗費大量的人力和物力，并且數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性也難以得到保障。而借助PLC 技術，能夠高效處理并傳遞相關數(shù)據(jù)信息，有助于降低工作人員的工作負擔，并且提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性。在進行人工操作時，難免會出現(xiàn)因失誤而導致的各類問題。通過引入自動化控制系統(tǒng)，能夠使得電氣設備的控制過程更加高效和安全。比如：電氣設備自動化系統(tǒng)在引入PLC 技術后，能夠具備優(yōu)良的抗干擾性能，其對環(huán)境的適應能力大大增加，能夠勝任復雜的工作環(huán)境，有助于提升工作效率。此外，現(xiàn)如今PLC 技術仍然在不斷發(fā)展，其相關功能也更加完善，能夠為電氣設備的運行帶來更多保障。

3.2 穩(wěn)定性高并且操作方便

傳統(tǒng)的電力設備有著操作煩瑣并且運行過程十分復雜的缺點，這無疑加大了工作人員的工作負擔，并且難以提高工作效率。通過應用PLC 技術，能夠實現(xiàn)電氣設備的自動化控制，借助計算機就能夠完成相應的操作，極大地便捷了操作過程。PLC 技術的優(yōu)勢能夠滿足自動化系統(tǒng)的需求，因此在未來PLC 技術和電氣設備將實現(xiàn)深度融合。然而，在當下的生產(chǎn)過程當中，常常會出現(xiàn)電磁干擾等問題，并且部分工作人員缺乏應用PLC 技術的知識，導致在應用PLC技術的過程中頻繁地出現(xiàn)各種問題，使得PLC 設備難以充分發(fā)揮其優(yōu)勢。因此，在之后的研究工作當中，應當將研究重點放到提升PLC 技術的高效性以及穩(wěn)定性上，從而滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。

3.3 網(wǎng)絡化與多功能運用

現(xiàn)如今中國社會正迅速發(fā)展，人們對電氣設備的功能也有了更高要求。如果電氣設備仍然沿用以往的控制處理方式，那么將難以實現(xiàn)快速運轉，無法滿足人們的多元化需要。因此，可以通過引入PLC 技術，不斷豐富電氣設備的功能，從而滿足人們生活的多種需要。近些年來，中國工業(yè)生產(chǎn)也在不斷發(fā)展，為了適應當下工業(yè)生產(chǎn)的實際需要，應當不斷完善集散型控制系統(tǒng)，通過強化集散型控制系統(tǒng)的功能，盡可能降低生產(chǎn)過程中出現(xiàn)各類問題的概率，從而提高生產(chǎn)效率和質量。因此，相關企業(yè)可以應用PLC 技術，對集散型控制系統(tǒng)進行優(yōu)化和完善，并通過充分結合集散型控制系統(tǒng)以及PLC 技術，使得PLC 技術逐漸取代以往的控制處理方式，從而滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的需要。最后，隨著中國對PLC 技術的深入研究，PLC技術和集散型控制系統(tǒng)將實現(xiàn)深度融合，并逐漸建立起新型的控制系統(tǒng)，也就是現(xiàn)場總線控制器?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)能夠對生產(chǎn)流程進行嚴格控制，并且使得儀表控制向著網(wǎng)絡化以及智能化的方向上發(fā)展，有助于提高企業(yè)生產(chǎn)的自動化程度，提升中國工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)水平。

4 PLC 技術在電氣設備自動化控制當中的應用

4.1 順序控制

順序控制是指向電氣設備的執(zhí)行機構發(fā)送控制信號，從而使得執(zhí)行機構按照一定順序執(zhí)行相關操作。一般來說，電氣設備在投入使用之后，隨著使用時間的不斷增加，電氣設備的耗能也會上升，因此將出現(xiàn)資源浪費的現(xiàn)象，企業(yè)的經(jīng)濟利益將遭到破壞。因此，為了解決這一問題，可以引入PLC 技術，對各執(zhí)行機構實現(xiàn)順序控制。在實現(xiàn)順序控制時，應當首先尋找繼電器的問題，并進行改進，不斷提升繼電器的靈敏程度以及調理性。隨后借助PLC 技術完成模塊化處理，以免在設備運行的過程中繼電器發(fā)生操作流程紊亂等問題。

4.2 開關量控制

傳統(tǒng)的電氣設備在對開關量進行控制時，經(jīng)常會發(fā)生觸電情況，并且傳統(tǒng)電氣設備的操作流程十分復雜，不利于控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。除此之外，影響開關量控制的因素非常多，其可靠性以及穩(wěn)定性都難以得到保障，將不利于提升系統(tǒng)運行的質量。因此，為了有效解決這一問題，可以將PLC 技術融入到系統(tǒng)運行當中，從而充分結合通信技術以及繼電器，有效解決開關量控制的問題。此外，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)采用的是電磁式的繼電器，這將導致控制系統(tǒng)非常復雜，不僅不利于提升控制過程的穩(wěn)定性以及可靠性，還會降低系統(tǒng)的運行效率。因此，可以借助PLC 技術對繼電器控制系統(tǒng)進行完善，從而顯著提升運行效率，為企業(yè)節(jié)約大量的生產(chǎn)成本，從而獲得更高的經(jīng)濟利益。最后，PLC 技術通過對開關量進行控制，能夠不斷完善控制系統(tǒng)的多個功能，從而提高系統(tǒng)整體的運行效率。生產(chǎn)企業(yè)可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況選擇適合的運行模式，從而精細化控制電氣設備，使得電氣設備的運行更加可靠與穩(wěn)定。

4.3 閉環(huán)控制系統(tǒng)

閉環(huán)控制系統(tǒng)實際上是輔助控制系統(tǒng)，其作用是強化PLC 控制系統(tǒng)的控制功能。閉環(huán)控制系統(tǒng)通常結合了常規(guī)控制系統(tǒng)以及PLC 技術，從而合理管控控制系統(tǒng)?，F(xiàn)如今，中國工業(yè)企業(yè)已經(jīng)向著自動化以及智能化的方向上發(fā)展，在電氣設備當中閉環(huán)控制系統(tǒng)的地位十分重要。通過借助信息反饋系統(tǒng)，操控系統(tǒng)能夠及時獲得設備的運行數(shù)據(jù)，并利用系統(tǒng)的自檢功能，獲取到設備當前的運行狀態(tài)以及相關數(shù)據(jù)信息。這一信息傳輸模式能夠與PLC 技術相符合，傳感器可以借助PLC 實現(xiàn)模塊對接，使得傳感器所獲得的信息數(shù)據(jù)能夠及時傳遞到操控系統(tǒng)當中。而工作人員可以通過下達指令向電氣設備當中傳輸相關信息數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)智能化操控。

4.4 邏輯性控制

現(xiàn)如今，工業(yè)企業(yè)在應用電氣自動化設備時，通常將其工作模式設置為持續(xù)性運行。如果電氣自動化設備運轉了較長的時間后，其資源的消耗量將十分巨大。此外，如果設備運行了過長時間，那么其系統(tǒng)內部的精密零件可能會出現(xiàn)一定誤差，導致設備運行的精準度遭到破壞，不利于提升生產(chǎn)質量。通過借助PLC 技術，使用者可以結合數(shù)據(jù)信息模塊化操控電氣設備，使得電氣設備能夠實現(xiàn)邏輯性運轉。除此之外，還可以利用PLC 技術設定基準參數(shù)，使得電氣設備的部件能夠實現(xiàn)獨立化控制。當電氣設備需要長時間運轉時，能夠做到部件的間歇性運轉，如果其中某一工作模塊并沒有接收到指令操控時，其相關部件會進行停歇，從而降低設備運行的損耗，避免企業(yè)投入過多的生產(chǎn)成本。

4.5 傳統(tǒng)機床系統(tǒng)

在以前，生產(chǎn)機床是借助電氣控制模式實現(xiàn)控制的。但是，其中應用的繼電器——接觸器系統(tǒng)在實際應用時經(jīng)常會出現(xiàn)各類問題，并且存在著能源浪費等現(xiàn)象，工作效率也比較低。當出現(xiàn)故障時，其維修難度也比較大，不僅增加了工作人員的工作負擔，還難以提升生產(chǎn)效率。所以，通過大量的研究與試驗，PLC 技術開始逐漸應用到電氣設備當中，并推動電氣設備向著自動化的方向上發(fā)展。借助PLC 技術，工作人員能夠實時控制電氣設備，不僅能夠提升電氣設備的工作效率，還有助于提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。此外，隨著系統(tǒng)可靠性的提高，企業(yè)不用承擔額外的維修成本，不僅解決了資源浪費的問題，還有助于提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。通過利用PLC 系統(tǒng)，能夠對機床設備的結構進行進一步簡化，并提高其運行的穩(wěn)定性。PLC 系統(tǒng)的操作比較便捷，因此工作人員能夠迅速掌握設備的操作方法，從而提升生產(chǎn)效率。PLC 技術的引入能夠幫助企業(yè)解決以往難以克服的困難，并且有著故障率低、穩(wěn)定性高、利于監(jiān)管以及經(jīng)濟效益高等優(yōu)勢[1]。

4.6 搭建數(shù)據(jù)分析軟件

在搭建數(shù)據(jù)分析軟件的過程中，相關工作人員應當結合工作內容以及檢測標準，明確不同的工作模塊，為系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供保障。例如，對于化工企業(yè)而言，在生產(chǎn)液狀石蠟時需要對原料的投入速度、加工溫度以及原油的輸入流量進行控制。通過利用PLC 技術，工作人員可以事先設定液狀石蠟的各種生產(chǎn)參數(shù)，從而實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。除此之外，原料的運輸管道當中還要安裝檢測原油流量的傳感器以及總量傳感器，當傳感器采集到相應的數(shù)據(jù)時，需要將其傳遞到控制系統(tǒng)當中，由控制系統(tǒng)對生產(chǎn)過程下達指令。通過利用數(shù)據(jù)分析軟件，能夠同步計算機系統(tǒng)的時間，工作人員也應當確保計算機與個人計時設施的時間同步，并對生產(chǎn)周期數(shù)據(jù)進行設定。隨后數(shù)據(jù)分析軟件會自動定時，并對生產(chǎn)任務的完成情況進行核算[2]。

4.7 模擬量數(shù)字量的控制

電氣設備在運行的過程當中，將會受到多種因素的影響，比如：壓力、環(huán)境溫度、速度以及流量等。這些影響因素屬于一種模擬量，在實際的生產(chǎn)過程當中應當進行模擬量和數(shù)字量的轉化，并對生產(chǎn)過程進行控制。其中，模擬量一般屬于非電量，PLC 系統(tǒng)只能對數(shù)字量以及電量進行控制。因此，PLC 系統(tǒng)要想控制模擬量，首先需要相應的轉換器，將模擬量轉換為數(shù)字量，并由PLC 系統(tǒng)控制。這一過程需要變聲器對非電量進行轉換。比如：6000 分辨率的0～20mA 電流，能夠轉化成0-1770Hex(O-6000)。通過轉化數(shù)字信號，能夠便于控制程序的識別，為控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行奠定基礎。

4.8 通信數(shù)據(jù)的處理控制

PLC 系統(tǒng)控制器能夠根據(jù)數(shù)據(jù)的采集和整理過程對數(shù)據(jù)進行編號，并完成信號傳輸?shù)墓ぷ?。在此過程當中，首先要經(jīng)歷數(shù)據(jù)的自動化處理。隨后，需要實現(xiàn)智能化通信，利用多個通信接口完成信號的傳輸以及接收工作。例如，數(shù)控機床的精度一般比較高，并且通常是以數(shù)字信號的形式進行控制的，數(shù)控裝置能夠對數(shù)控機床的生產(chǎn)過程進行補償。因此，通信數(shù)據(jù)的分析和處理，得益于PLC 系統(tǒng)的應用，使得整體的生產(chǎn)過程向著智能化以及自動化的方向上發(fā)展[3]。

5 結語

綜上所述，對于工業(yè)領域而言，通過引入PLC 技術能夠提高電氣設備的控制水平，并逐漸取代傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)在實際營運過程當中有著諸多缺陷，不利于提升生產(chǎn)效率以及質量。而通過應用PLC 技術，能夠有效解決傳統(tǒng)技術當中的各種缺陷，并且借助信息技術，能夠進一步強化電氣設備自動化控制系統(tǒng)的應用效果，有利于現(xiàn)代工業(yè)的健康發(fā)展。