論PLC在電氣自動化控制中的應(yīng)用

【摘要】PLC的簡稱為可編程控制器，其主要的工作原理為通過中央處理器，將計算機以及自動控制等比較先進的技術(shù)結(jié)合發(fā)展的工業(yè)控制器，現(xiàn)階段內(nèi)，其所具有的特點為較廣的使用面，強大的功能以及方便的操作方式，可以說現(xiàn)階段內(nèi)PLC已經(jīng)成為了工業(yè)自動化主要的支柱之一。本文主要是對于論PLC在電氣自動化控制中的應(yīng)用進行研究分析。

【關(guān)鍵詞】PLC；可編程控制器；電氣自動化；應(yīng)用

1、概述

1）電氣自動化概念

所謂的電氣自動化就是將電氣工程相關(guān)的工作方式、自動化控制以及電力電子技術(shù)、信息處理、研制開發(fā)等和計算機結(jié)合在一起的一門學(xué)科。國內(nèi)對于電器自動深入研究主要是在解放后其開始的，同時增設(shè)了很多本科專業(yè)，在進行電子時代之后，電子技術(shù)以及微電子技術(shù)不斷發(fā)展，使得電氣自動化更加多元化的發(fā)展，在結(jié)合現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)以及通信等技術(shù)之后，電氣自動化已經(jīng)涉及了我們生活中各個部分。

2）電氣自動化發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段內(nèi)發(fā)展趨勢為電氣工業(yè)與IT技術(shù)相結(jié)合。電氣自動化同時受到了客戶機或者是服務(wù)體系結(jié)構(gòu)、計算機網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的影響。發(fā)展需要使得自動化以及IT平臺不斷的融合在一起。工業(yè)世界受到電氣自動化的影響主要表現(xiàn)在兩個方面：第一方面就是管理層縱向參透，企業(yè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要是在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中所進行的，還有一方面就是：信息技術(shù)橫向擴展，逐漸的涉及到了自動化設(shè)備以及系統(tǒng)之內(nèi)，甚至已近滲透到了產(chǎn)品所有的層面之中，這其中不單單有儀表以及控制器，甚至還有傳感器以及執(zhí)行器。不單單將現(xiàn)實技術(shù)虛擬化以及視頻處理的使用，同時對于未來自動化產(chǎn)品也有很大的幫助

2、PLC

2.1概念

所謂的可編程控制器是計算機家族內(nèi)的一名成員，主要是針對與工業(yè)控制應(yīng)用所產(chǎn)生的。在最早的時期內(nèi)將可編程控制器稱之為可編程邏輯控制器，也就是現(xiàn)在PLC，那個時期主要是代替電器實現(xiàn)邏輯控制能力。現(xiàn)在科技不短發(fā)展，這樣裝置的功能已經(jīng)超越了邏輯控制范圍。所以說，現(xiàn)在這樣的裝置被稱為是可編程控制器，就是PC。為了將個人計算機與其區(qū)分開，將可編程控制器稱為PLC。

2.2PLC的工作原理

1）輸入采樣階段

在輸入采樣這個階段，PLC主要是通過掃描的方式將所有狀態(tài)或者是數(shù)據(jù)輸入，同時將這些數(shù)據(jù)保存在I/O映象區(qū)中。在這個過程技術(shù)后，在登入用戶程序執(zhí)行或者是輸出刷新階段。在這兩個計算內(nèi)，就會出現(xiàn)輸入狀態(tài)以及數(shù)據(jù)的變化，在I/O映象區(qū)中的數(shù)據(jù)或者是狀態(tài)卻不會受到影響。所以說，要是將輸入比做是脈沖信號，那么脈沖信號的寬度就超多了一個掃描周期，只有在這樣的情況下，才能保證輸入被讀入。

2）用戶程序執(zhí)行階段

對于用戶程序進行運行的時候，PLC不單單能夠由上而下的進對于用戶進行程序掃描，同時對于每一條梯形圖在進行掃描的時候，也是根據(jù)先上后下或者是先左后右的邏輯所進行的運行的，也就是先掃描梯形圖的左邊控制線，所得到的邏輯運行結(jié)構(gòu)，就會在RAM存儲區(qū)內(nèi)刷新出邏輯線圈，或者是在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位置上刷出輸出線圈。

3）輸出刷新階段

完成掃描用戶程序之后，PLC就已經(jīng)開始輸出刷新階段。在這個時期中國CPU都是根據(jù)I/O映象區(qū)中對應(yīng)的狀態(tài)或者是數(shù)據(jù)將所有的輸出鎖保存在電路中，在通過輸出電路中驅(qū)動相應(yīng)的設(shè)備，通過這一系統(tǒng)的步驟，才算是完成了PLC輸出任務(wù)。

2.3PLC的應(yīng)用特點

1）可靠性高，抗干擾能力強

電氣控制設(shè)備關(guān)鍵性能就是較高的可靠性。PLC主要是通過使用大規(guī)模的集成電力技術(shù)，加大生產(chǎn)工藝制造的監(jiān)管，這樣才能保證較高的可靠性。通過使用PLC控制系統(tǒng)，將與繼電接觸器的比較，電器接線或者是開關(guān)接點已經(jīng)降低到了數(shù)百或者是數(shù)千分之一，這樣使得故障大大降低。

2）配套齊全，功能完善，適用性強

PLC經(jīng)過了這么多年的發(fā)展，直到今天已經(jīng)逐漸的形成了不同規(guī)模下的產(chǎn)品，所涉及的領(lǐng)域也是各個方面。不單單ju7you一定的邏輯處理功能，PLC還有這相對比較完善的運算功能，可以說在各個數(shù)字控制領(lǐng)域都有所使用，加上PLC所具備的通信能力或者是人機界面技術(shù)的發(fā)展，使得PLC對于各個控制系統(tǒng)也是非常輕松的完成。

3）易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎

PLC是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人從事工業(yè)控制打開了方便之門。

4）系統(tǒng)的設(shè)計，工作量小，維護方便，容易改造

PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時日常維護也變得容易起來，更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序而改變生產(chǎn)過程成為可能。

3、主要應(yīng)用

1)PLC運用在順序控制方面。這類應(yīng)用通過自動化控制技術(shù)和手段，將傳統(tǒng)的繼電器取而代之，實現(xiàn)了順序控制和邏輯控制，在自動化流水線中得到廣泛應(yīng)用，例如鍋爐的除渣和除灰系統(tǒng)中都運用了順序控制，這類運用通過自控系統(tǒng)設(shè)計，使操作人員在操作間通過電腦技術(shù)實現(xiàn)對設(shè)備的監(jiān)控，減少了工作人員的數(shù)量和工人的勞動強度，有效提高了生產(chǎn)效率。

2）PLC運用在開關(guān)量控制方面。這類應(yīng)用通過虛擬繼電器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械繼電器，它的反應(yīng)速度快，非常適合運用在開關(guān)量控制上。例如傳統(tǒng)的斷路繼電器反應(yīng)速度慢，反應(yīng)時間需要一個過程，不能達到及時控制，而PLC不僅反應(yīng)迅速，而且不會對設(shè)備造成損失，具有可靠性強和安全方便的優(yōu)點。

3）PLC運用在閉環(huán)控制方面。這類應(yīng)用通過自動啟動程序，使PLC中的順序模塊累積運行時間，進行主設(shè)備的選擇，根據(jù)運行時間的長短來自動決定設(shè)備的啟動和關(guān)閉。還可以與常規(guī)控制系統(tǒng)相互配合，成為電力自動化系統(tǒng)運行中的主要控制方式，常規(guī)控制系統(tǒng)可以作為PLC的補充，當(dāng)PLC發(fā)生故障時，常規(guī)控制系統(tǒng)可保證設(shè)備繼續(xù)工作，提高了系統(tǒng)的可靠性，相當(dāng)于給系統(tǒng)設(shè)備裝上了雙保險。

4）PLC在現(xiàn)實中的應(yīng)用列舉。PLC在中央空調(diào)的冷卻系統(tǒng)上的運用，使得智能化程度大大提高，它的抗干擾能力強，運行穩(wěn)定，使用維修方便。PLC在交通系統(tǒng)中交通信號燈的運用，因其具有極強的環(huán)境適應(yīng)性和豐富的內(nèi)部定時控制資源，它借助編程控制，實現(xiàn)了交通信號燈全天無人化管理，并且能做到對交通信號燈的準(zhǔn)確控制。它還具有網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可實現(xiàn)交通信號燈的統(tǒng)一調(diào)度管理，根據(jù)實際情況調(diào)整信號燈的時間，使交通管理更加科學(xué)合理。

由于可編程控制器（PLC）是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的一種工業(yè)控制計算機，具有抗干擾能力強、可靠性極高、體積小、是實現(xiàn)機電一體化的理想控制裝置等顯著優(yōu)點。需要注意的是，在一些電磁干擾過于強烈或者生產(chǎn)環(huán)境極其惡劣的環(huán)境下，PLC也有失誤情況，因此還需不斷提升PLC的設(shè)計和研究，使它能滿足各種場合的運用要求。

參考文獻

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