PLC 技术在电气工程及其自动化控制系统中的应用

1 PLC 技术概述

PLC 即可编程逻辑控制器，是一种将计算机技术、通信技术与电气控制技术相结合的智能设备。它具有灵活性高、可靠性强、抗干扰能力好等特点，可适应各种复杂的工业环境。同时，PLC 支持多种编程语言，如梯形图、指令表等，编程方便，易于掌握，能够满足不同用户的需求。PLC 的工作原理主要包括输入阶段、执行阶段和输出阶段。在输入阶段，PLC 通过扫描读取输入设备的状态，并将其存储在相应的存储单元中。接着进入执行阶段，PLC 对用户程序进行自上而下的扫描，按照既定的逻辑关系进行运算和处理。最后在输出阶段，根据程序执行结果更新输出状态，驱动外部设备工作，实现对控制系统的自动化控制。

2 PLC 技术在电气工程及其自动化控制系统中的应用

2.1 流程顺序管理

在电气工程技术的广阔领域中，PLC（可编程逻辑控制器）技术的顺序控制功能占据着核心位置，特别是在发电厂、变电所等规模宏大、技术复杂的工程项目中显得尤为重要。这些设施不仅是确保电力稳定供应与安全的核心环节，还是推动国家经济发展的重要力量。在这样的背景下，PLC 技术凭借其出众的顺序控制能力，成为保障重大项目高效、稳定运行的关键要素。作为电气系统的指挥中心，PLC 技术根据预设的操作指南与条件，精准指挥各个电气组件按照既定的顺序协同工作。这一特性极大地推动了电气系统自动化水平的提升，有效避免了人为操作带来的误差和风险。在 PLC 技术的精确调控下，电气组件之间的配合变得更加紧密无间，系统整体运行效率实现了质的飞跃。此外，PLC 技术还具备实时分析现场监控数据的能力。它能够迅速捕捉现场传感器传递的信息，并据此智能生成控制指令，从而确保电力网络始终保持稳定运行。这种智能化的控制方式不仅加速了系统的响应速度，还使电力网络在面对突发状况时能够迅速作出反应，有力地保障了电力供应的连续性和稳定性。在顺序控制策略方面，PLC 提供了选择流程与并行作业两种模式。选择流程模式使系统能够根据外部环境的变化灵活调整工作流程，确保高效运行；并行作业模式则要求所有子任务在特定条件下同步完成，以保障关键操作的同步执行。这两种模式的巧妙结合，不仅显著提升了系统运行的效率，还大幅增强了系统的稳定性和可靠性。因此，在电气工程技术的广阔舞台上，PLC 技术的顺序控制功能无疑为大型项目的顺利实施提供了稳固的技术支撑。

2.2 在开关量控制中的应用要点

在电气工程自动化控制中，可合理利用 PLC 技术，实现对开关量的有效控制。（1）实现对开关量信号的有效连接，针对相关设备的开关量信号，如开关、按钮、传感器设备等，与 PLC 开关量输入模块保持良好的连接关系。同时，对于开关量输入模块而言，其输入通道较多，各通道均可连接至某个开关，或者传感器。相关模块，可以把开关量信号转化成数字信号，然后向 PLC 控制器传递。（2）辅助于逻辑程序的编辑。在合理利用 PLC 编程软件的基础上，可通过编写的逻辑程序，对开关量信号进行处理，进一步将相对应的控制信号生成出来。对于其中的逻辑程序，可将特定控制逻辑及需求为依据进行编写，其中涉及逻辑运算、条件语句及控制语句等内容。此外，可结合开关量信号状态，利用逻辑程序执行电气工程自动化控制操作及决策。（3）开关量信号监测。利用PLC 技术，对连接的开关量输入模块进行持续监测，以此了解开关量信号状态变化情况。在某个开关被打开或者闭合的情况下，或传感器触发情况下，开关量输入模块可以将相关状态变化传递至 PLC 的控制器中。（4）逻辑控制执行。以逻辑程序执行情况为依据，PLC 可结合开关量信号状态，使相对应的控制信号有效生成。相关控制信号，既可以作为开关量输出信号，表示设备启动、暂停、调节等相关操作；又可经开关量输出模块，向外部设备或者控制系统连接。（5）设备操作控制。经开关量输出信号，PLC可对连接的设备操作情况进行控制。比如，如果开挂了输出信号显示“1”，则需对设备执行启动命令；如果输出信号显示“0”，则需对设备执行暂停运行命令。此外，PLC 能够和各类设备之间维持良好的连接关系，比如，和阀门、传送带以及电机等有效连接，以开关量信号状态为依据，执行相对应的控制操作等，进而保证电气工程自动化控制效果的提升。

2.3 中央空调系统控制

在中央空调系统中，PLC 可根据室内外环境温度、湿度等参数，自动调节空调设备的运行状态，如压缩机的启停、风机的转速、阀门的开度等，实现节能运行和舒适的室内环境控制。同时，PLC 还可对空调系统的故障进行监测和报警，便于维护人员及时发现和处理问题，提高系统的运行可靠性和维护效率。

2.4 反馈闭环控制

在工业自动化的广泛应用中，反馈闭环控制机制占据核心地位，发挥着不可或缺的作用。该机制通过预设的电气参数基准以及允许的误差范围，持续且细致地监控工业设备的运行状态，并根据实际情况灵活调整控制策略。传感器作为这一机制的关键组件，能够实时收集现场的各种信号，并与预设的标准值进行精确比对，确保设备始终保持最佳工作状态。当设备运行参数偏离预设的安全范围时，闭环控制系统能够迅速启动应急响应机制。这种快速响应的能力，主要得益于 PLC（可编程逻辑控制器）技术的强大计算能力。PLC 在检测到参数偏差超出预设阈值时，会立即依据预设的控制逻辑作出判断，并采取相应的调整措施，以确保设备的稳定运行，有效防止潜在的经济损失和安全风险。在PLC 的选型过程中，闭环控制的具体需求成为重要的考虑因素。具备模拟数量闭环控制功能的 PLC，凭借其卓越的模拟信号处理精度，在众多 PLC 产品中表现出色，成为工业自动化领域的优选方案。它能够快速且准确地解析传感器反馈的数据，并将这些数据与预设值进行细致比对，进而对设备的运行状态进行精确调控。这种高效且精准的闭环控制机制，不仅显著提升了工业自动化系统的整体效能，还为企业生产效率的提升和产品质量的优化提供了有力的支持。

结语

综上所述，PLC 技术特点鲜明，编程简单、可靠性高，且抗干扰能力强等。在电气工程自动化控制领域，PLC 技术可发挥显著的作用，比如，提升自动化控制精度及效率，实现模拟量控制目标。因此，需将 PLC 技术合理利用到电气工程自动开关量、顺序、闭环、远程等控制过程，以此提升电气工程自动化控制效果，确保电气工程运行效率、可靠性及安全性的协同提升，进一步为电气工程自动化控制行业发展奠定坚实的基础。

参考文献：

[1] 梁锐 .PLC 技术在电气设备自动化控制中的应用 [J]. 造纸装备及材料，2023，52（12）：115-117.

[2] 冯军 .PLC 技术在电气工程及其自动化控制中的应用分析 [J]. 造纸装备及材料，2023，52（11）：79-81.