Research on Modern Electrical Control and PLC Application Technology
于博洋 YU Bo-yang
（大连虎威发动机技术有限公司，大连 116023）
（Dalian Huwei Engine Technology Co.，Ltd.，Dalian 116023，China）
摘要：随着电气工程系统越来越复杂，对于电气控制的要求也逐渐提高，在将PLC控制技术应用在电气控制之中，可以有效提升其整体性能。本文对现代电气控制技术进行研究，并着重分析了PLC控制技术，对PLC控制系统在电气控制系统中应用方法以及应用特点进行分析，旨在提升电气控制系统的综合性能。
Abstract: With the increasing complexity of electrical engineering systems, the requirements for electrical control are gradually increasing. The application of PLC control technology in electrical control can effectively improve its overall performance. This paper studies the modern electrical control technology, and analyzes the PLC control technology. It analyzes the application method and application characteristics of the PLC control system in the electrical control system, aiming to improve the comprehensive performance of the electrical control system.
关键词：电气控制技术；PLC控制技术；电气工程
Key words: electrical control technology；PLC control technology；electrical engineering
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）24-0228-02
0 引言
随着科学技术的不断发展，越来越多的控制技术出现在电气工程之中，电气工程现代化电气控制将成为目前社会发展的主要标志。针对现代电气工程的复杂性，利用电气控制技术时对电力系用进行有效控制对于社会的发展具有重要的意义，所以相关企业要加强对现代控制技术以及PLC控制技术的研究。
1 现代电气控制技术
1.1 智能控制技术
智能控制技术主要指集中化、全面化的对收集到各种数据信息进行处理，从而对电气系统中各个设备的运行状态进行监测和控制，是目前各个国家重点发展的技术。通过智能控制技术可以发现电气系统运行过程中的故障问题，并可以采取相应的措施对故障进行处理。在利用智能控制技术时，需要将电气系统中的电气设备进行一定的优化处理。在此基础上，分析电气设备的精度和自适应能力，从而保证整个电气系统的灵敏度以及适应性。借助这些智能控制系统，可以有效提升电气工程系统对自身故障的诊断能力。
1.2 电气系统模糊控制技术
现阶段，大部分电机中通过PID控制技术可以对系统运行的结果进行精准的测量和判断，但是还会出现各种控制误差，这时采用电气系统模糊控制技术可以充分反映电气系统运行过程各种状态，在电力产品设计中，应用模糊控制技术可以实现精准化控制，并使整个设计过程具有更多的灵活性。在实际控制过程中需要对收集到的信息进行判断，之后对判断的信息进行转换，并将转换后的信息传输到各个处理系统之中，通过调节一个系数缩短控制的时间，提升系统响应的精度。
1.3 非线性控制技术
在传统的电气工程系统之中，往往利用各种线性化控制技术和控制理论进行控制，但是电气系统随着科技的快速发展，实现特高压交直流并网，线性化控制技术已经不能满足目前的电气工程系统，而非线性控制技术和理论应用越来越广泛。在电气产品中应用非线性控制技术，可以提高控制精度，而且还能保证发动机电压满足系统运转的要求，利用各种综合性参数满足动态品质，而且可以满足整个系统动态电压的需求。
2 现代电气控制技术的应用特点
2.1 建设完整的控制系统
在电气工程中应用电气控制技术可以有效的连接系统中的各个单元和数据，而且在连接过程中，能够利用现代化的控制技术对各种电气设备的功能进行调试和修改。具体方式是在各种电气设备中装置监控设备对整个系统的运行状态进行监测，并对其状态进行记录、整理，保存在数据库之中，通过这样的办法可以及时发现系统运行中存在的问题。
2.2 科学选择控制设备
电力工程控制系统随着计算机技术和网络技术的快速发展有了更多的便利，在实际的控制过程中存在很多的问题，针对不同的问题选择适合的控制设备和控制技术对于提升电气工程运行稳定性具有重要的意义。与此同时，在控制系统还需要具有信息收集、信息分析、信息分析等多种功能，在分析数据之后要进行数据整合工作，并将整合后的数据上传到数据管理库之中，这都对电气控制设备提出比较高的要求[1]。
2.3 加强电气工程环境管理
电气工程系统在运行过程中容易受到内部环境以及外部环境的影响，为保证整个电气工程系统运行的安全性和稳定性，需要重点监测系统外部环境以及内部环境，而利用各种技术手段对各种环境数据惊醒监督管理正是现代化控制技术的重点内容，而且其管理方面特别广，不论是电流大小、电压高低、有效功率水平等系统内部运行情况，还是设备所处的空气湿度、温度等外部环境进行监督管理，各种监测数据都可以在短时间之内监测出来，而且各种检测数据也会在不同条件下出现明显的变化。
3 PLC控制系统概述
目前在现代化电气控制系统之中常用的控制技术是PLC控制系统，这种系统与计算机有很多相似的地方，但是在编程方式和语言输出方面有很大的差异性。PLC控制系统主要由电源组件、储存器组件以及输出组件组成，电源组件组件的主要作用是将外部电源转化成符合系统运行要求的电源，从而保证PLC控制系统的正常工作；储存器组件是PLC控制系统的核心，由于控制系统的不同，所使用的储存器组件也各不相同，但通常选用统一标准的生产芯片；输出组件可以保证PLC控制系统在不同的环境下都能够保持稳定的运行状态[2]。
4 PLC在电气控制中的应用特点
4.1 系统结构较小
与传统的计算机控制系统相比，PLC控制系统具有体积更小、内存更大的特点，这就使小型PLC控制器体积更小、重量更小，而且易于移动和安装，在电气工程系统中应用可以有效提升其各种功能。大型PLC控制系统的面积较大，但是同时具有功能强大、计算速度快的优点。根据电气工程系统自动化、工业化和生产的实际要求，可以选择不同的PLC体系结构，从而促进电气工程的快速发展。
4.2 操作简单
PLC控制系统具有直观的用户页面，能够利用图形符号、梯形图编辑语言进行表达，具有很强的实用功能，而且由于梯形图语言的图形符号和表达方式与继电器线路图比较接近，通过少量的开关量逻辑控制指令就可以使继电器电路发挥本有的功能，这样即使不熟悉电子电路以及不懂计算机原理和编辑语言的技术人员，都可以直接进行操作，具有很多便利性。
4.3 具有较强的抗干扰能力
电气设备的可靠性是保证电气系统稳定运行的关键，而再利用PLC控制系统之后，在电气系统之中运用了大量现代大规模集成技术以及严格的生产工艺，这样做成的内部电路具有先进的抗干扰能力。在使用PLC控制技术的电气工程系统中，运行时间在两万小时之内不会出现故障问题[3]。
4.4 转换维护简单
与传统的控制系统相比，PLC控制系统应用存储逻辑代替接线逻辑，这样控制设备减少了很多外部接线，明显减少了整体工程的设计时间和施工时间。另外，PLC控制系统具有自我诊断能力，能够对系统出现的故障进行检查，并利用警报装置将故障报告给技术人员，技术人员可以迅速检查判断出现故障的原因，并及时采取相应的措施进行解决。
5 PLC在电气控制中的应用
5.1 进行PLC系统设计
为实现对电气工程系统的控制，在进行设备设计时，要将PLC技术的功能进行不断的拓展，使电气控制系统能够满足电气工程稳定运行的设计要求，从而提升电气工程实际生产的质量，这样才能生产出具有高质量的电力产品。所以进行PLC控制系统设计时，要了解被控对象的实际要求，设计师应该根据图纸对工作现场进行勘察，收集现场资料，同时设计师要与操作技术人员保持密切的交流，通过共同协商，找寻最适合电气工程系统的控制方案，并对可能出现的控制问题进行分析，并采取一定的预防措施，在发生问题后要双方共同解决。在进行PLC自动控制系统设计时要充分考虑其实用性，以便保证电气控制的可靠性[4]。
5.2 集中控制
在电气工程之中，PLC控制系统具有较强的中央控制功能，有利于实现对不同电气设备的集中控制。电气设备都具有一定的自动化功能，这样就可以将电气集中在一个设备之中进行控制，而且电气设备工作转态与PLC控制系统的相似性，为PLC控制系统的集中控制提供了一定的理论基础。在电气工程系统中，所有电气设备都可以利用PLC控制系统进行集中控制，这样既可以提高监控效率，还可以促使电气工程系统进行升级。
5.3 开关量逻辑控制
PLC控制系统最基本的功能是开关量逻辑控制功能，PLC控制系统可以利用其强大的逻辑运算能力，对电气工程运行的各种状态进行逻辑运算，比提供出与、或、非等各种控制指令，对各种继电器串联、并联、串并联等各种连接方式的开关进行控制。相较于传统的继电器控制系统，利用PLC控制系统可以对电气系统中所有光电开关、接近开关等开关进行逻辑控制。为了方便PLC控制系统的修改和维修，PLC控制程序直接在接入模块、输入模块、输出模块中的检测元件信号以及输出信号中建立中间变量，将硬件输入、输出测点转换成数据块中的“位”，实现输入、输出测点与数据块中“位”一一对应的关系，增加了PLC系统的可读性和维修的简便性。通过开关量逻辑控制功能，可以实现对电气工程系统中所有电气设备的控制[5]。
5.4 模拟量控制
在PLC控制系统中有大量智能模拟量输出、输入模块，这些模块可以收集电压信息、电流信息、电阻信息等系统运行信息，之后通过模数转换之后送到中央处理器进行处理，经由中央处理器处理后的数字结果，通过数模转换成模拟量对被控装置进行控制，进行模拟量控制对相关技术人员的综合能力要求比较高，只有这样才能够及时处理模拟的各种问题。
6 结语
综上所述，PLC控制系统具有易用性、适应性、简便性、安全性、抗干扰能力强的优点，在电气工程系统中应用PLC控制系统可以显著提高电气工程系统的生产效率和电气系统运行安全。相关企业要不断优化和完善PLC技术，充分发挥其价值，推动我国电气工程控制的快速发展。
参考文献：
[1]程维湖.电气自动控制中PLC技术的应用[J].山东工业技术，2019（18）：155，185.
[2]白维奇，姜姗.PLC控制技术在电气控制中的应用分析[J].湖北农机化，2019（10）：84.
[3]马立勇，梁建明，李杰.《现代电气控制及PLC应用技术》开放课程建设研究[J].电子测试，2017（15）：116，59.
[4]魏岸若.现代控制技术在电气工程系统中的应用[J].产业与科技论坛，2016，15（13）：48-49.
[5]温昌键.浅谈现代控制技术在电气工程系统中的应用[J].技术与市场，2016，23（05）：190，192. |
