PLC 技术在电气工程自动化控制中的应用

引言​

在电气工程自动化控制领域，高效、稳定的控制技术是保障系统运行的关键。PLC 技术凭借编程灵活、可靠性高等优势，已成为该领域的重要支撑技术，在电力、工业生产、智能楼宇等场景中发挥着重要作用。随着应用的深入，PLC 技术在集成、抗干扰及人才支撑等方面的问题逐渐显现，一定程度上制约了其效能的充分发挥。

一、PLC 技术在电气工程自动化控制中的具体应用

1.1 在电力系统控制中的应用

电力系统的控制中以高可靠性和灵活编程序为核心控制单元的 PLC 技术，PLC 能够根据现场需求实现对变电所各种保护环节的模块化设计，然后综合计算应用，避免了传统控制方式对于各个单元环节的协同调度的困难，使得这些调度可以在同一个系统中自动完成控制命令。在配电自动化的控制中，能够实时采集整个配电线路的电压和电流数据，在发生短路或者过载现象之前自动触发保护，并且将故障线路切断、备用电路转换，以防止故障扩散；在变电站的控制中应用提前设定好的逻辑关系实现倒闸的自动化操作，降低人为操作对于安全的影响。

1.2 在工业生产设备控制中的应用

PLC 技术可在工业生产设备的稳定、持续运转过程中起调节控制作用，用于生产设备控制的 PLC 相比传统继电器控制接线繁琐、故障难以查明的问题，利用 PLC 的编程技术取代继电器的逻辑图控制，不但能简化继电器接线线路，还能根据不同生产要求修改逻辑程序。PLC 被用在流水线设备控制中时，可将传送带、机械臂、加工机床等设备的运动节奏控制在一条线路上，利用安装在机械臂上的传感器检测工件的位置，自动导出设备进入下一环节的操作，从而使生产的各个环节都处于顺畅运作当中。当工业设备出现卡料、停机等故障情况时，这为之后的维修工作提供了线索。

1.3 在智能楼宇电气控制中的应用

电气系统对智能建筑的节能性和舒适性都有比较高的要求，对于此 PLC 技术的场景化控制方式能实现此要求。传统建筑电气控制主要是采用人工开关或者是定时控制，不能根据电气的实际需求场景进行动态的控制，而基于 PLC 可以配合环境传感器做到智能控制。对于照明系统的控制来说，PLC 可以根据传感器监测的环境亮暗情况与人流数据等自行调控公共区域的灯的亮度或者开关等，以避免浪费。对于空调系统控制来说，传感器可以根据不同区域的温度、湿度情况来联动风机以及新风系统让室内不同环境保持协调。

二、PLC 技术应用中存在的问题

2.1 技术集成度有待提升

在电气工程自动化控制实际应用中，PLC 技术存在的问题是可集成性低，各品牌间集成使用的 PLC 系统往往采用不同的通信协议与数据类型，不能实现多设备联动或高集成使用的无缝集成。例如，工业生产系统若使用了不同厂家生产的 PLC 控制设备，可能就需要增加数据转换模块实现相互通讯，此时控制系统必然增加其复杂度，导致 PLC 难以在一个高集成使用的系统中发挥核心控制系统的作用。PLC 在部分新型智能技术的集成上也面临问题。由于部分原有PLC 设备硬件接口较为封闭，不支持通过硬件接口直接进行物联网传感器接入或进行人工智能分析系统接入，往往需要引入中间网络关进行数据中转才能实现数据交互，这不利于系统实时性的实现，更存在由于数据链路增多而造成数据信息在一定程度上丢失的风险，这就导致 PLC 难以在复杂系统的集中化控制系统中发挥关键性作用，妨碍电气工程自动化控制体系的智能化水平提高。

2.2 抗干扰能力需进一步加强

电气工程自动化场景中存在大量电磁干扰源，而 PLC 系统的抗干扰能力仍有提升空间。工业环境中的电机启动、高压设备运行会产生强电磁辐射，可能干扰 PLC 的信号传输，导致数据采集失真或控制指令误执行。例如，在电力系统控制中，若 PLC 接收的电压信号受干扰出现波动，可能误判为线路故障并触发保护机制，造成不必要的停机。环境因素也会影响 PLC 的稳定性。高温、潮湿或粉尘较多的场景中，PLC 内部电路易受侵蚀，导致抗干扰性能下降。虽然部分 PLC 设备配备了基础屏蔽措施，但面对复杂工业环境中的复合干扰，给系统稳定运行带来隐患。

2.3 专业人才储备不足

PLC 技术的深度应用对人才能力提出了复合型要求，但目前专业人才储备难以满足需求。传统电气工程师虽熟悉自动化控制原理，但对 PLC 编程逻辑、数据处理等技能掌握不足，在系统调试时往往依赖预设程序，难以根据实际需求优化控制逻辑。而计算机专业人才虽擅长编程，却缺乏对电气工程现场工况的理解，编写的程序可能忽略设备运行的物理特性，导致控制效果不理想。PLC 技术与智能化技术的融合，进一步加剧了人才缺口。

三、优化 PLC 技术在电气工程自动化控制中应用的对策

3.1 推动 PLC 技术与新兴技术融合

为提升技术集成度，需推动 PLC 技术与新兴技术深度融合。可建立统一的通信协议标准，让不同品牌的 PLC 设备能直接实现数据交互，减少对转换模块的依赖。应拓展 PLC 的硬件接口能力，使其能直接对接物联网传感器、人工智能分析平台等。通过嵌入边缘计算模块，PLC 可在本地完成数据预处理，再将关键信息上传至云端系统，既降低数据传输延迟，又避免信息丢失。借助数字孪生技术，让 PLC 从单一控制单元升级为连接底层设备与上层系统的核心节点。

3.2 增强 PLC 系统的抗干扰设计

针对抗干扰能力不足的问题，需从硬件防护和软件优化两方面强化设计。在硬件层面，可采用多层屏蔽技术，对 PLC 的电源模块、信号线路进行电磁屏蔽处理，减少外部电磁辐射的影响。优化设备安装布局，将 PLC 与高压电机、变频器等干扰源保持安全距离，并通过接地设计降低静电干扰。在软件层面，可引入数据滤波算法，对采集的信号进行降噪处理，剔除干扰导致的异常数据。例如，通过滑动平均算法平滑电压、电流信号的波动，避免因瞬时干扰触发误动作。​

3.3 加强 PLC 相关人才培养

为弥补人才缺口，需构建多层次的人才培养体系。高校可调整课程设置，在电气自动化专业中增加 PLC 编程、工业物联网等课程，并通过校企合作搭建实训平台，让学生在真实工业场景中掌握系统调试技能。开设跨学科课程，鼓励电气专业与计算机专业学生交叉学习，培养既懂控制原理又擅长编程的复合型人才。企业应加强内部培训，针对现有技术人员开展 PLC 与新兴技术融合应用的专项培训，通过案例教学讲解智能化控制逻辑的设计方法。

结语

PLC 技术在电气工程自动化控制中占据重要地位，其在电力系统、工业生产及智能楼宇等领域的应用，有效提升了控制效率与稳定性。虽存在技术集成、抗干扰及人才等方面的问题，但通过与新兴技术融合、强化抗干扰设计及人才培养等对策可逐步解决。随着技术不断优化，PLC 技术将更好适配自动化控制需求，为电气工程领域高质量发展提供更有力支撑。

参考文献：

[1] 黄金彪 ， 冉飞 . 智能化技术在电气工程自动化控制中的应用 [J]. 电工技术 ，2024，（S2）：147-149+152.

[2] 张贵龙 . 智能化技术在电气工程及其自动化控制中的应用研究 [J]. 自动化应用 ，2024，65（S2）：10-11+14.