PLC技术在电气工程及自动化控制中的应用

摘要：从电气自动化的发展情况来看，PLC控制技术的应用已经较为普遍，有效提高了电气设备的整体控制效率。PLC控制技术辅助计算机相关技术进行操作指令的转化，延长了耗材使用时间，在节约设备运行成本的同时，保证了电气工程的使用稳定性。简述了PLC技术的应用特点，并从应用方向与应用领域角度出发，阐述了PLC技术在电气设备自动化控制中的应用要点，希望为电气行业工作人员提供一些参考和帮助。

关键词：PLC技术；电气设备；自动化控制；特点

0引言

将自动化控制技术与计算机技术相结合的编程控制方案被称为PLC技术。围绕所搭建的核心控制框架，可实现对电气设备运行全程的自动化控制，打破了以往时间与空间层面的限制。从实际应用角度分析，此种控制方案不仅解决了影响精准度的问题，同时由于自动化控制无需进行人工额外操作，有效提高了生产效率，并显著缩减了人工成本。若在电气设备中融入PLC技术，可实现自动化生产流程控制目标，为工业技术的全面革新与未来的自动化发展提供支持。

1PLC技术的应用特点

1.1功能丰富

由于PLC包含编程元件的数量相对较多，因此可根据用户实际需求进行功能控制层面的自动化调整，进而实现预期控制功能。加之PLC能够与网络相连接，在对设备进行集成管理的同时，也能够通过分析电气设备所处环境进行分散式管理，状态管控效果较好。

1.2抗干扰能力强

与传统的继电器控制原理不同，PLC技术依赖的不再是复杂的元器件，继而避免了以往因接触不良而影响控制效果的情况，维持了设备状态变更的稳定性[1]。其添加了较多的抗干扰元件，使得关联的控制系统能够长期维持稳定的控制状态，消除了控制不佳与信号传递不及时的安全隐患。

1.3编程简单

对于PLC技术来说，其使用用户不需要有较为专业的计算机知识也可实现对功能的自我设定，且完成功能添加后，调试的时间相对较短，可在短时间内进行上手操作[2]。核心配套硬件为封装处理，在无需对元件进行改动的情况下，在接口变更预定的设置方案，满足实际设备控制需求。

1.4适应性强

由于围绕PLC技术的各类装置均采取模块化的功能分配理念，因此模块所对应的功能类型也存在着诸多不同。用户想要实现基于自身需求的工艺改动或系统化的全面应用，只需要连接计算机输入对应的程序，即可通过简单修改配置达到预期功能革新的目的。

2 PLC在电气工程中的应用

2.1电力系统

PLC在电力系统自动化中负责执行多项关键任务，持续监控电力系统中的电流和电压水平，当检测到异常情况时，如过电流或欠电压，PLC会迅速断开受影响的电路，以避免设备损坏、火灾和其他安全隐患，还可根据可调参数（如电流阈值和断路时间）来实现保护功能[3]。PLC可以收集和分析电力系统中的各种数据，包括电压、电流、功率因数和频率，上述数据对于故障排除和系统优化具有重要作用，可以生成警报和报告，将潜在的问题和对应的纠正措施通知操作员，通过应用监控系统防止停电和其他中断。PLC根据设定值自动调节电力系统中的关键参数，如变压器负载、功率因数和电压，可确保电力系统的稳定运行，提高效率并防止停电。PLC还可以执行复杂的控制算法，以优化电力输送和分配。例如，PLC可以调节变压器抽头位置以控制电压水平，或调节发电机输出以平衡负载。同时，PLC基于自身先进功能和网络能力，能够适应分布式能源、可再生能源和智能电网等新兴技术不断增长的复杂性。

2.2工厂电气控制系统

PLC在工厂电气控制系统中发挥重要的作用，PLC提供集中控制平台，允许操作员从单一位置监控和控制所有电气设备，这简化了系统管理的流程，进而提高了工作效率、减少了操作失误。通过人机界面或远程访问进行编程和控制，使操作员能够随时随地访问系统。PLC协调工厂中不同电气设备的操作，通过控制照明系统、马达、暖通空调系统和其他设备，以实现工作流程自动化和性能优化，根据预先定义的逻辑和时间表执行顺序操作，确保设备之间的平稳协作。PLC还可以收集和分析来自电气设备的数据，如电流、电压和温度，用于故障诊断和预防性维护，检测异常情况并生成警报，将潜在的问题通知操作员，通过持续监控系统，防止停机并提高设备可靠性。

3 PLC在自动化控制系统中的应用

3.1生产线自动化

PLC在生产线自动化中可进行顺序控制，根据预先定义的逻辑和时间表执行顺序操作，控制设备的启动、停止、速度和位置，以实现自动化的生产流程。对生产数据进行数据采集，收集和分析来自设备和过程的数据（如温度、压力和流量）。通过过程监控、故障诊断和改进，存储数据并生成报告，以便工程师和技术人员分析和识别改进领域。PLC与人机界面配合使用，能够为操作员提供与自动化系统交互的图形界面，人机界面显示有关生产线状态的实时信息（如设备状态、产量和质量数据），操作员可以使用人机界面输入命令、调整参数和监控系统。PLC在生产线自动化中的应用可以显著提高生产效率，自动化流程减少了人为错误并提高了产品一致性，优化设备操作并减少停机时间，从而提高整体生产效率。

3.2建筑自动化

PLC在建筑自动化中的应用也较为广泛，可以自动调节温度、湿度和照明水平，以优化建筑物的舒适度。其还可以根据占用情况、时间表和外部条件调整暖通空调系统和照明系统，创造一个舒适宜人的室内环境，提升员工和居住者的满意度和生产力。通过优化设备运行来实现节能。例如，PLC可以根据占用情况调整照明水平，或根据需求调节暖通空调系统，能够收集和分析能源消耗数据，进而起到节能降耗的作用。PLC在建筑自动化中可以控制门禁系统、火灾报警和监控摄像头，在检测到异常情况（如未经授权的进入或火灾）时触发警报并采取适当措施，有助于保护建筑物、人员和资产，提高安全性。

PLC系统面临着各种网络安全威胁，恶意软件可以感染PLC并破坏其操作行为，导致系统故障或数据泄露，未经授权的用户可能会远程访问PLC系统并更改其配置或窃取数据，网络钓鱼攻击旨在诱骗用户提供敏感信息，如登录凭据，使攻击者可以访问PLC系统。

结束语

综上所述，新时代发展背景下，更应明确PLC技术在电气设备控制期间的应用价值，进而维持高效的自动化控制状态。由于PLC技术的应用有灵活性与结构自动优化的特殊表现，可基于用户实际需求达到高效节能的目的，进而为中国电气事业的可持续发展奠定坚实基础。

参考文献：

[1]宋彬.医院电气工程智能自动化及PLC技术在医院电气设备自动化控制中的应用[J].科技风，2022（31）：7-9.

[2]詹明化.基于PLC技术的电气工程及其自动化控制分析[J].现代制造技术与装备，2022，58（10）：210-212.

[3]束庆丰，朱从宽.智慧矿山电气自动化控制中的PLC技术的应用[J].中国金属通报，2022（9）：68-70.