陆天醒
四川二滩国际工程咨询有限责任公司 四川甘孜 626000
摘要：PLC具有应用简便、功能强大等显著优势，在很多个领域均取得了很好的应用效果，逐渐成为一种广受欢迎的控制设备。PLC在电气控制系统中发挥着重要的作用，是改善系统控制效果的关键影响因素。PLC技术既做到了对传统电气系统控制模式的转变，同时也提高系统运行效率与控制力度，降低运行成本，具有重要的现实意义。文章对基于PLC的电气系统控制技术进行了详细分析。
关键词：PLC；电气系统；控制技术
一、PLC技术应用概述
1、技术原理及组成
PLC泛指可编程逻辑控制器，由电源、通信模块、CPU、输入输出单元等加以组成。可将PLC视作为同时具备微处理器使用功能的数字运算控制器，在电气工程领域中主要被用于开展自动化控制。系统在运行过程中，持续对现场信号、监测数据进行采集与逻辑运算分析，基于分析结果来输出相对应的控制指令，控制电气系统按预期状态稳定运行。
PLC技术的工作原理为：（1）输入采样环节。PLC持续对现场信号与监测数据进行读入扫描分析，根据数据信号类型来分别存入相对应的I/O映像区。在读入脉冲信号时，在信号宽度大于PLC扫描周期的前提基础上，才能完成脉冲信号输入操作；（2）用户程序执行。PLC以此对程序进行扫描，完成控制线路逻辑运算工作，基于运算结果刷新线圈对应状态，确定是否下达控制指令，基于程序运行准则下达相应指令；（3）输出刷新。PLC以I/O映像区的数据刷新情况与状态为主要依据，通过输出电路对所控制电气设备、或是电气系统下达控制指令。
2.技术应用优势
与电气工程传统控制技术相比，PLC技术可以大幅提高系统控制水平、运行效率，并降低系统运行成本，技术具体应用优势如下：第一，编程难度低。工作人员仅需遵循相关操作规范来构建继电器梯形图、输入16条左右的命令语句指令即可，程序编程速度较快、工作量较小。同时，工作人员无需数量掌握C++、Java等计算机语言，也可完成编程工作；第二，组态灵活。工作人员可根据电气工程实际情况与控制要求，对PLC系统的积木式结构进行重新组合调整，即可起到改变系统控制功能模块结构的作用；第三，功能齐全。基于PLC的电气系统控制技术同时具备多项控制功能，如时序控制、多机通信等，还可以同时处理不同类型的现场信号、通过总线将现场设备与CPU主板加以直接连接；第四，运行速度快。随着制造工艺的发展，新型可编程逻辑控制器中普遍配置有微处理器，大幅提高了系统运算处理效率。
二、基于PLC的电气系统控制技术分析
1.数据处理控制
在技术应用过程中，PLC系统可以替代人工完成基础性的数据处理工作，包括现场信号自动采集、输入监测数据、数据备份存储等等，同时，系统还将自动完成运算分析工作，自上至下对梯形图进行扫描，基于触点完成控制线路逻辑运算工作，根据运算结果与程序所设定命令语句，针对性下达正确的控制指令。在数据处理控制领域中，PLC电气系统控制技术具有自动化程度高、数据处理功能齐全、处理效率快等优势。此外，PLC系统还具有数据监控功能，将根据所接收的自检信号、监测数据来评估电气系统的实时运行状态。如若评估系统处于异常运行状态时，将开展自诊断操作，准确评断故障类型、出现成因、锁定故障位置，并采取有效处理措施。
2.集中控制系统
集中控制系统也是PLC技术的主要类型之一，将各类装置在同一空间内进行集中放置，PLC装置取代传统的中央控制器，采取中央集中控制方式。
简单来讲，则是以全数字化、多功能的控制模式来取代传统的单功能仪器与控制装置，对现场设备与系统控制中心进行双向连接，形成互联性、双向性、开放性的电气控制系统。这将起到简化系统控制步骤的作用，在极短时间内完成数据上传、执行传达、设备控制等操作。
3.分布式控制系统
分布式控制系统是在电气控制系统之间构建起全面性的通信网络，使用双绞线、光纤电缆等进行单独连接，控制对象与电气控制系统将保持单独对应关系。在系统运行过程中，由可编程逻辑控制器对个台设备进行独立控制。与集中控制系统相比，分布式控制系统存在控制效率低、程度编程设计难度大、前期建设成本高等劣势。但是，由于采取独立控制方式，在各模块、现场设备出现故障问题后，并不会对其他模块设备造成影响，具有较高安全系数。
4.开关量逻辑控制
PLC控制系统具有极为优异的逻辑运算性能，可以基于程序运行准则采取定时、顺序步进等多种逻辑控制方式，控制电器系统按预定状态加以运行，做到了对继电器电路控制方式应用缺陷的有效弥补，这也是PLC电气系统控制技术应用价值的主要体现。此外，从实际应用角度来看，还可通过应用PLC技术完成独立设备控制、生产流水线控制等任务。例如，基于PLC技术对组合机床等多种设备同步开展顺序控制工作，操控设备按预定顺序完成各项操作。
5.模拟量控制
PLC技术在电气系统模拟量控制领域也展露出广阔的应用前景，通过设定若干模拟量输入输出点，可以基于程序运行准则来完成温度、压力、速度等参数的采样输入以及输出调节操作，在其基础上形成稳定、高效的闭环控制体系，消除各类变量因素对系统运行状态造成的影响。同时，由于PLC技术具有数字量转换功能，这也在客观层面上加强了模拟量处理效果。
三、基于PLC的电气系统控制技术的应用策略
1.优化信号输入可靠性
根据PLC控制系统工作原理可以得知，可编程逻辑控制器所输入现场设备信号的可靠性，将直接影响到系统运行质量、所输出控制指令是否准确合理，其重要性不言而喻。因此，需要全面掌握信号输入可靠性的各项影响因素，常见因素包括装置老化磨损、配件使用期限过长、装置质量不达标等等，进而引发电线短路等故障问题的出现。针对于此，企业加强装置设备维护保养工作力度，定期对装置使用情况进行检查维护，同时，随着技术发展，不断对PLC控制系统进行升级优化。
2.构建智能预警系统
PLC控制系统在运行过程中，受到环境因素影响，偶尔会出现各类设备电气故障与突发问题。现行PLC系统虽然具备自诊断、数据监测功能，但却难以有效应对各类突发问题，工作人员很难提前在程序中设定各类问题的应急处理预案。因此，应该PLC控制程序中融入智能技术，确保系统可以模拟人类思维方式来评估系统实时运行状态。在出现各类突发问题后，基于专家知识库快速实施有效处理措施，发送报警信号。
结语：
综上所述，在电气工程领域中，基于PLC电气系统控制技术具有极为显著的应用优势，可以有效弥补传统电气控制系统的各项技术缺陷。因此，在电气工程中要根据实际生产的要求，加强PLC技术应用研发力度，针对性开发配套的PLC电气系统控制系统，为电气工程运行安全提供有力技术保障。
参考文献：
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[2]李建,黄德晟,欧阳健强,罗璇.基于PLC的电气系统控制技术分析[J].信息通信,2015(09).
[3]刘晓燕,付建林,张蕾.PLC在电气控制系统中的应用探讨[J].黑龙江科技信息,2013(26).