PLC技术在电气工程自动化控制中的应用

引言

PLC 技术的价值比较高，有着高可靠性、强扩展性以及易编程性的特点，此外还有通信功能突出的优势。目前，PLC 技术已经成为电气工程自动化领域的核心技术，在运动控制、开关量逻辑控制以及数据处理通信等多个领域被广泛使用。尤其是随着技术发展，其在智能化、标准化方面还在不断进步，未来应用前景十分可观。

1 PLC 技术原理

PLC 控制过程由输入采样、程序执行与输出刷新 3 个阶段组成，根据现场信号分析结果，精准执行特定功能指令，用于控制电气设备运行过程，调整运行模式。在输入采样阶段，扫描读取全部输入数据及状态，存入 I/O 映像区，单元状态数据在阶段更替期间不会变化。在程序执行阶段，提前编写控制程序，当前主要以结构简单的梯形图作为控制程序，按特定顺序扫描程序，展开逻辑运算，按照运算结果刷新 RAM 存储区状态，判断是否执行预先设定的特殊功能指令。在输出刷新阶段，根据 I/O映像区状态刷新对应的输出锁存电路，带动电气设备展开相应动作，顺利执行控制指令。

2 PLC 技术在电气工程自动化控制中的应用

2.1 开关量控制中的应用

（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。

2.2 运动控制中的应用

在机器人、机床等设备控制技术中，应用 PLC 技术的运动控制是重要组成部分。借助于 PLC 的高速计数和位置控制模块，精准控制设备的运动轨迹、速度计算等，从而满足运动控制方面的一些精准、复杂的需求。正因如此，其在机器人应用方面尤为突出。具体解析其技术内核，高速计数模块能够对编码器的脉冲信号进行采集，精确获取设备的位置、速度信息，之后再依托位置控制模块，对运动轨迹进行预设和规划，在短时间内快速生成脉冲指令，驱动电机或者步进电机。目前，机器人领域的 PLC 技术应用研究十分深入，关节运动可依赖运动控制模块实现灵活协调活动。机床应用领域与之不同，主要依靠 PLC 技术实现对运动轴的控制，确保其加工精度与速度。

2.3 顺序控制中的应用

基于电气工程自动化顺序控制过程，可以利用PLC 技术将传统继电器电路取代，进而使逻辑控制及顺序控制目标得到有效实现。需注意，PLC 技术可在单台设备控制中使用，也可以在多机群控自动化流水线中应用。在实际应用过程中，需掌握的技术应用要点如下。

（1）优化设计编程逻辑。以电气工程自动化系统具体需求为依据，对合理科学的顺序控制逻辑进行优化设计。并对 PLC 编程软件合理利用，对符合逻辑的程序进行编写，保证系统可以根据预定顺序执行工作任务。

（2）优化设计输入输出接口。对系统需要的输入输出信号类型、数量进行明确，同时，选取适宜的输入输出模块。对输入输出接口电路进行合理设计，保证信号可以精准、可靠地向PLC 系统模块传输。

（3）采集及处理数据。经输入模块，PLC 可对现场设备状态信息进行采集，包括开关量、模拟量等数据信息。然后结合采集获取的数据信息，由 PLC 对相对应的程序进行严格执行，实现对输出模块的有效控制，对现场设备有效驱动，使相应的动作得到有效执行。

（4）控制执行算法。以系统需求为依据，选取适宜的控制算法，如 PID 控制算法、顺序控制算法等，然后基于 PLC 程序中使相关算法有效实现，保证系统可以根据预定的顺序及规则执行相应的工作，提高电气工程自动化控制效果。

2.4 远程控制中的应用

基于电气工程自动化生产过程，可利用远程控制模式，实现对生产过程的自动化监测及控制，从而提升生产效率，减少运行安全故障问题的发生。期间，需利用远程设备，经以太网、串口通信等协议及接口，和 PLC 展开实时数据传输及交互，进而使远程监控目标得到有效实现。与此同时，PLC经输入模块，对电气工程自动化生产作业现场设备的状态信息进行采集，包括开关量、模拟量等信息，进一步向数字信号转换，有效处理后，经通信接口向远程设备传输，使远程监控、分析能够有据可依。此外，PLC 技术具备故障诊断功能，能够对电气工程自动化系统的运行情况、参数变化进行实时监测。倘若系统发生故障，可通过PLC 将报警信号及时发出，然后经通信接口，把故障信息传输至远程设备当中。远程维护工作人员在对接收的故障信息进行仔细分析的基础上，对现场工作人员进行远程指导，及时排查、处理故障，使电气工程自动化运行过程的可靠性及安全性得到有效保障。

结语

综上所述，PLC 技术在电气工程自动化控制中的应用具有不可替代的重要性，极大地提高了生产效率、降低了成本、提升了系统的可靠性和智能化水平。随着科技的不断发展，PLC 技术还将持续创新和完善，与其他新兴技术进一步融合，为电气工程自动化控制领域带来更多的可能性，推动整个工业朝着更加高效、智能、绿色的方向发展。

参考文献

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