东北煤田地质局沈阳测试研究中心 辽宁沈阳 110122
摘要：PLC关键技术在信息化技术蓬勃发展的条件下应运而生，尤其在电气工程控制系统的运用越来越广泛，并且发挥着相当重要的作用。把PLC技术运用到电气行业中，使自动化控制水平得到提高。本文以PLC技术为基础，阐述了其在电气工程控制中的运用，并对这种技术发展趋势进行了展望。
关键词：电气工程；控制系统；PLC技术；运用
1 引言
PLC技术是随着现场总线技术的发展而产生出的一种新兴技术，其融合了现代的计算机技术、控制技术等。该技术能借助自身的闭环过程控制、信息加工处理、系统顺序控制以及开关量控制等，实现电气自动化控制的持续改进和优化，从而提升电气工程控制系统的自动化水平，促使控制系统更加有效地满足各类工业生产的需求。此外，该技术还能明显提升工业生产的质量和效率，并为之提供必要的基础保障。随着相关科研水平的提高和工业生产技术的不断发展，PLC关键技术必将会得到持续性的改进和完善，并在电气自动化的发展中发挥更加关键的作用。
2 PLC概述
2.1 PLC发展
PLC技术产生于美国，在20世纪60年代开始投入生产，主要功能为顺序控制，之后该项技术被日本、德国等越来越多的国家借鉴，80年代时该项技术实现了质的飞跃，控制功能逐渐实现高数技术、函数运算等。基于PLC技术多项控制功能，其关键技术日渐渗入到越来越多的行业发展中，在能源、化工、信息等各领域发挥了重要作用。
2.2 PLC结构
PLC全称又为可编程逻辑控制器，I/O模块、存储介质、CPU模块以及电源是其重要组成，通过传感器接受相关指令，根据指令要求在控制器内部实现读取、运算，得到运算结果后将其命令传输与执行器，有执行器进行控制工作，在控制过程中CPU会促使程序进行循环。
3 PLC的功能特点
3.1 编程简单，使用方便
使用各种编程语言，如语句表、梯形图和逻辑图等，不需要计算机知识，所以整个系统的开发时间短，容易在现场调试。此外，可以在不拆动硬件的情况下，实时改变控制方案，现场修改程序。
3.2 功能强，性价比高
无论多大的 PLC，内部都有非常多的编程元件，可供用户使用，具有很强的功能，能够实现相当复杂的控制功能。相同功能的继电器和 PLC 相比，PLC 性价比很高。PLC能够实现分散控制，集中管理，在通过通信联网的控制条件下。
3.3 可靠性高，抗干扰能力强
很多的继电器被应用于继电器控制系统，接触不良容易导致故障的发生。时间继电器、中间继电器被 PLC 编写软件代替，只剩下关键的输入和输出硬件，线路减少，使线路故障大大减少。PLC 使用了一系列软件和硬件抗干扰方法，抗干扰能力非常强，平均无故障时间相对延长，可用于干扰强烈的工业现场。
4 PLC关键技术的应用
4.1 PLC控制系统设计
可编程逻辑控制器是电气工程控制系统的关键，完善控制器的设计质量，可促进控制系统的顺利运行。在进行控制系统设计时，应遵循一定的设计原则，具体有三点：第一，控制设计成本。投入成本的多少将直接影响企业的经济效益，有效控制成本既可增加效益，同时也为系统的升级与研发预留资金。第二，保证系统安全可靠运行，系统运行安全是设计是首要任务。第三，具有控制实效，能够控制系统下产品质量达标。在严格遵循设计原则的基础上，对控制系统进行具体设计，首先对控制需求进行详细分析，对中央处理器进行科学选择，并确定输入与输出设备。其次，对CPU模块与I/O模块进行分配设计，绘制具体的连接图与流程图。最后，编写具体的程序，并进行调式与内部测试，完善控制系统的实际功能。
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4.2 信息加工处理
目前，随着人类社会的不断发展，各类电器设备越来越多，人们对电力能源的需求也随之增大。因此，相关电气工程系统在实施控制时，所涉及的数据信息内容也在不断增加。此时，如果仍旧沿用传统的控制技术进行数据信息的分析和处理，则系统建设的经济成本、人力成本将持续提升。这不仅会导致最终的控制效果变差，且无法可靠地收集和处理某些数据，最终导致电气工程无法有效开展设计应用。而运用PLC关键技术，并借助中央处理器模块，能对控制系统中的数据信息进行自动化处理，并加强对信息数据的运算处理、分析、输出和转化等，从而为过程控制系统提供重要的参考数据。
4.3 顺序控制
较传统的继电器控制而言，PLC关键技术在顺序控制中的运用，所具有的优势特点更加显著，不仅可以提高系统的运作效率，还可减少能量消耗。运用PLC关键技术，可以借助信息存储模块的使用对系统的单个工艺流程实现控制，同时将模块连接于通信总线，可以实现对企业车间的协调生产。
4.4 开关量控制
将PLC关键技术应用于电气工程控制系统的开关量中，能充分起到其在控制方面的快速反应和短时间的通断等作用。在以往的电气工程控制系统中，往往需要借助机械继电器来实现对开关量的控制，且因通断时间较长，无法对短路情况进行有效的保护控制，最终生成相应的安全问题。而运用PLC关键技术中的切换模块能实现快速切换控制，从而保障开关控制的质量。
5 PLC关键技术的优化运用建议
5.1 提高技术的网络数字化
随着信息技术的快速发展，数字信息化已经成为当前时代发展的趋势，为更好是实现PLC关键技术是编程控制优势，应结合时代发展需要，对该技术进行优化设计，使其具有的网络数字化特点更加显著，从而将其运用于更多领域，满足更多行业的发展需要。
5.2 改善运用环境
PLC关键技术具有较多的运用优势，但是PLC控制系统对温度环境有着较高要求，目前电气工程控制系统使用的PLC系统工作温度应保持在0-55摄氏度，适度应控制在85%之下，因此为更好的发挥系统功能，应优化PLC控制系统的外界环境。一方面，将系统安装在通风散热良好的控制室，同时远离发热元件；另一方面；保证控制系统远离易燃气体，同时隔离系统接触氯化氢、硫化氢等具有腐蚀性的物质。
5.3 增强抗干扰性能
新时期，随着电力行业的飞速发展，电气工程市场竞争压力越来越大，对控制系统的安全性能提出的要求越来越高，为满足电气工程的发展需要，控制好繁杂的生产工业质量，应增强PLC关键技术的抗干扰性能。比如说，为了增强系统的抗电磁干扰，应严格控制接地系统的接地点位分布，保证接地点位分布均匀，根据信号源的接地情况控制屏蔽层，如果信号源接地则屏蔽层要在信号侧接地，如果信号源为接地，应将屏蔽层与PLC则接地。同时为避免产生电网引入感染，可在控制系统电源处接入滤波电路，或者安装具有屏蔽功能的隔离变压器。
6 结束语
总而言之，PLC关键是一项非常先进的技术，对目前的电气工程控制系统来说。该技术可大大降低传统控制系统的不足，将整个系统的质量效率明显提升。因此，将其运用在电气工程控制系统中，可极大地发挥它的作用和功能。所以，对电气控制工程厂商而言，发展PLC技术是非常重要的一项工作。
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论文作者:沈迪强
论文发表刊物:《防护工程》2018年第5期
论文发表时间:2018/6/26
标签：控制系统论文; 电气工程论文; 技术论文; 关键技术论文; 系统论文; 功能论文; 模块论文; 《防护工程》2018年第5期论文;