摘要：伴随着工业技术的发展，电气工程自动化这门专业显得尤为重要，逐渐发展成了我国重要的一项产业支柱。近几年，电气工程自动化技术在技术领域上取得了很大的成效，而 PLC 技术是电气工程自动化的重要组成部分，将 PLC 技术在工程自动化中进行合理科学的应用，不仅可以提高制造业生产的可靠性，而且可为工程公司带来可观的经济效益。目前，PLC 的技术在实际生产过程生产中起着至关重要的作用，其技术应用和实践范围也是越来越广，因此我们要重点分析 PLC 技术在电气工程自动化的应用，为未来电气工程的发展奠定坚实基础。
关键词：PLC 技术；电气工程自动化；应用分析
一、PLC 技术概述
PLC英文叫做Programmable logic controller，中文叫可编程逻辑控制器，英文简称PLC，PLC历经近30年的发展，已经具备优异的工业性能，高可靠性，强电磁干扰，现场兼容性、适用于各类工业控制场合，尤其是近年大规模集成电路和微电子行业的高速发展，PLC已经变得体积更加小巧，指令丰富，功能更加强大，能适应各种恶劣的工业环境和各种复杂的应用控制场景中。
通过PLC编程软件和数据系统，及其它种类繁多的动力元件拓宽了对工业领域的应用范围，无论是从性能上还是效率上都提升了自动化控制方面的整体能力，对于现代电气自动化控制的进步起到了关键的作用，在一定程度上推进了电气工程自动化控制技术的发展。
PLC技术能够实现平台的SFC流程控制与FBD模块编程，在自动化控制的各个工艺环节当中，可以通过合理的流程编辑与分支定义，加强对该系统的流程控制及管理工作，提高了各种生产容错功能，进一步提高了系统的运行可靠性，通过该方式能够替代传统控制思路，在大幅度提高其系统性能的基础上，能够有效减小程序工作量，进而降低能源损耗，降低其他方面的硬件投入，不断提高电气自动控制的灵活性。相对于电气工程来说，借助 PLC 技术，使系统运行更加灵活可靠，减少设计环节的工作量，通过合理的编程与硬件扩展，完善信息的存储工作，可以有效的降低不必要的经济投入，所以自动化控制系统的应用能带来非常可观的经济效益和我国传统制造业的迅速发展。
二、PLC 技术特征
传统的逻辑继电器控制电路存在很多弊端，每一次工艺的改变，都带来大量的硬件淘汰以及线路改造工作，对于生产线的兼容性功能很难实现对新工艺的有效控制，且对于数据信息处理过于依赖计算机，无法实现现场高效的反馈控制等。
PLC技术可以对程序进行修改来实现对新任务的合理控制，无需大量的修改硬件，只需要在程序端进行新流程的控制变更，即可完成生产系统的新工艺的添加，其次，PLC技术具备优异的安全性和可靠性，在恶劣工作环境下，具备工业级宽电压设计，AC 85V-AC 265V能适应大范围动力设备启停造成的电压浮动的环境使用，同时可以保证高度可靠性，也具备高强度的抗电磁干扰性能，在强电磁干扰的环境下也能正常稳定的工作，配合外部安全器件，可以实现危险区域的可靠检测控制，提高了现场的运行安全性，降低了安全生产事故的发生，PLC技术自身的自诊断功能很完善，对系统软件和硬件故障可以快速诊断出来，PLC技术有着使用方便以及维护便捷的特征，可以提供比较标准的通讯接口，如RS485、RS422、RS232、CANOPEN、以太网口等等，以此确保 PLC在各种硬件网络以及各种工业通讯协议中方便构建信息通讯，快速导入或导出各类生产信息。并且，PLC 程序在调试以及编写方面也是非常的便捷，随着IEC61131-3 PLC编程语言标准的出台，PLC平台可以支持各种编程语言，适应各种层次的工程人员进行程序代码的编辑，可以对相应的工艺要求快速搭建以及实现现场、远程监控，快速应对现场应用，在制造业的快速发展上有着很高的适应性。
三、PLC技术在电气工程自动化中的作用
PLC 技术在电气工程自动化控制中的作用主要有三大部分：数字IO和信号采集、自动流程控制以及全闭环反馈控制。
数字操控方面的作用就是在设备遇到突发情况时，能够利用传感器检测以及保护元件反馈功能准确快速找出设备发生故障的部位，在程序端实现动态切换，很容易就能将快速的将故障恢复，自动解决当前异常，实现自动修复和自动检测一体化的功能；
自动控制的作用是能够将传统的人工一步步的操作模式转变为PLC代替的自动控制模式。传统的电气设备的装置都是比较繁琐的，包含大量的逻辑继电器、定时器、计数器和连接线，在运行时会遇到各种各样的问题，无自检功能，检查起来非常浪费时间，且传统的人工操作模式运行过程中会出现各种疏漏，动作防呆和安全保护机制已经不能够满足现代化生产技术的需求了，因此，通过 PLC 技术使传统的人工模式变成自动控制模式，无论涉及到生产工艺的变更还是操作的防呆效果，以及各种生产异常的处理等系统都会快速应对，提高生产效率，提升产品品质稳定性，避免人员手动操作引起不必要的操作失误及各种硬件故障；
PLC系统的闭环反馈控制技术在近几年的不断更新中已经非常成熟（图1），作用是对设备运行状态的输出进行取样检测，取样信号反馈到输入端控制器，在设定的目标输出条件下，对系统实际控制输出出现的超差进行正反调整，通过PID算法，达到稳定的输出，提高输出信号的稳定性，使设备始终保持正常运转。
（图1）
四、PLC 技术在电气工程及其自动化控制中的运用分析
4.1 PLC 技术在顺序控制方面的应用
随着当前 PLC 的相关产品的不断升级和更新，PLC 技术在各行业的应用当中所存在的优势也逐渐体现出来。在建筑、医药、化工、钢铁等行业中需要用到大量的生产周期较长的顺序控制时，用PLC中的流程控制就可以实现复杂的多条流程支路的生产控制。PLC 技术在顺序控制中的应用针对性的实现多支路，多条件选择处理，应对众多因素多变的生产反馈数据，可以实现多条回路大范围的控制思路，顺序控制作为程序控制方式，主要组成就是主程序和相应多个分支流程组成，单个分支流程又包含单条回路的整个循环流程，在实际的应用中，只要根据实际的生产工艺，匹配对应流程程序，就可以实现对设备的合理控制以及管理。顺序控制技术在一定意义上可以降低自动化设备对复杂程序的不确定性，以此来节约企业的前期投入成本，使得企业能够获得很好的经济效益。
4.2 PLC 技术在现场总线控制方面的应用
现场总线技术是近几年迅速发展起来的工业数据总线，主要功能是解决现场智能仪表、智能传感器、总线伺服电机、总线步进电机等等众多执行器件的控制及数据采集问题，以三菱的CClink、SSCNET，西门子的PROFIBUS-DP、PROFINET等等为主流，形成了行业内PLC技术的便捷性、完整性的总线通讯数据控制技术，众多PLC集成各种总线协议的模块可以实现现场快速组态，定义数据通道采集，非常便捷高效，在以往伺服运动系统脉冲模式较为单一的控制方式下，总线驱动器就显得格外强大，一根网线就可以控制多个伺服，且可以实现多种复杂的运动控制及状态采集，比如：多轴同步、多轴插补、电子凸轮、多段速连续控制等功能都能非常方便的实现，且通过总线网络，可以远端实现现场驱动器的各种状态采集，参数下载，故障查询等等功能，大大的提高了运动控制系统的运行可靠性以及降低了现场维护工作量。
4.3闭环控制系统
为了使有些线性运行控制设备能够稳定高效进行，则需要用到全闭环控制系统，加智能PID算法，在现阶段的发展过程当中，可以借助 PLC 技术实现自动化的全闭环控制，进而实现传统手动调节到全闭环自动调节的转换过程。可以有效加强模拟量单元和控速的可靠调节工作，以保障工程能够顺利运行。同时也能够结合具体的多种组合控制方式，实现更加复杂的多重全闭环控制，相对于传统的电气控制系统来说，手动操作整体运行的效率较低，且在一定程度上增加了工作人员的工作量，难以达到现代社会的实际生产发展需求，同时还增加了电气工程的管理难度，PLC的这一特性有效改善了传统方式的弊端，提高了输出稳定性。
4.4 PLC 技术在物联网通讯方面的应用
现阶段，全世界都在谈工业4.0，我国也在积极的推行中国智造2025，其实都表达了一个概念“智能智造”，就是工业互联网加制造，未来工业网络信息的应用将得到大力推广，远端数据采集、远程监控、远程配方、远程生产管理等等，采用 PLC 远端通讯技术快速组网，PLC硬件模块平台快速搭建，这一系列的高难度功能将不再遥远，整个系统中数据高效管理和可靠性是非常重要的一个环节。对于可靠的通讯硬件以及各种工业级通讯协议要求更加高。
结束语
总之，在电气工程自动化控制快速进步的过程当中，借助 PLC 技术能够有效保障其工作的质量和效果，同时可以很好的推进电气工程自动化控制的现代化发展。因而在电气工程自动化控制工作开展的环节当中，则需要充分意识到 PLC 技术的优势和特点，保障其应用的效果，便能够促进自动化行业的健康快速发展，且为我国制造业带来巨大的经济效益和社会影响力。
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论文作者:陈坤
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/9
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