淺析可編程控制器在電氣控制中的應(yīng)用

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摘要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)以及數(shù)字化通信技術(shù)的飛快發(fā)展，可編程控制器將計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)以及通訊技術(shù)有效融合為一體，較傳統(tǒng)意義上的控制技術(shù)表現(xiàn)出了更為顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。依托于可編程控制器自身所具備的實(shí)用性、抗干擾性以及可操作性（易應(yīng)用、易維護(hù)），其在電氣控制領(lǐng)域中的應(yīng)用能夠有效解決傳統(tǒng)意義上存在于繼電器及接觸器裝置中的各類故障問題，從而確保電氣控制調(diào)試作業(yè)下的可靠運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：可編程控制器；電氣控制；應(yīng)用

一、基本概念

可編程控制器（PLC），是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)?！?/p>

二、可編程控制器的特點(diǎn)

1、應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大

可編程控制器能夠適用于各種規(guī)模的電氣控制場(chǎng)合。隨著現(xiàn)代控制技術(shù)的快速發(fā)展，近些年來可編程控制器的功能日益完善，可編程控制器的應(yīng)用范圍也越來越廣，它在位置控制以及溫度控制等方面的應(yīng)用就是典型的例子。當(dāng)前可編程控制器采用了大規(guī)模集成電路技術(shù)，內(nèi)部電路生產(chǎn)中也采用的是現(xiàn)金的抗干擾技術(shù)，這種技術(shù)的應(yīng)用使得可編程控制器本身變得更具可靠性。此外可編程控制器還能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)功能，在故障發(fā)生之后能夠立刻報(bào)警。

2、體積小便于攜帶

當(dāng)前技術(shù)條件支持下超小型可編程控制器的重量在150g以內(nèi)，底部尺寸在100mm以內(nèi)，且功能維持在10瓦以下。編程控制器這一特點(diǎn)使得她更容易裝入到儀器中，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化是非常有好處的。

3、容易理解且操作簡(jiǎn)單

可編程控制器是面向企業(yè)的控制設(shè)備，編程語言容易理解、接口容易是其典型特點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用過程中通過少量開關(guān)以及編輯控制指令就能夠?qū)崿F(xiàn)可編程控制器的有效應(yīng)用?？删幊炭刂破鞅旧砭S護(hù)與改進(jìn)也是非常方便的。在實(shí)際應(yīng)用過程中它是用存儲(chǔ)邏輯來代替接線邏輯。這能夠有效減少控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建造的時(shí)間、能夠有效減少控制設(shè)備外圍接線時(shí)間。這能夠?yàn)楹笃诰S護(hù)提供方便，同時(shí)還能夠有效改變其程序交易。能夠很快適用生產(chǎn)過程的轉(zhuǎn)變。

三、 可編程控制器在電氣控制中的應(yīng)用

1、分散控制系統(tǒng)

對(duì)于分散控制系統(tǒng)而言，任何分散控制對(duì)象都需要配備相應(yīng)的可編程控制器。對(duì)于電氣控制而言，分散控制系統(tǒng)的控制方式多為多臺(tái)機(jī)械生產(chǎn)線聯(lián)動(dòng)控制的方式。從這個(gè)角度來說，各個(gè)控制系統(tǒng)對(duì)象均在與之相對(duì)應(yīng)的可編程控制器控制之下進(jìn)行作業(yè)。一旦某臺(tái)可編程控制器出現(xiàn)運(yùn)行故障或是停運(yùn)，其他在運(yùn)行的控制器運(yùn)行狀態(tài)避免遭受影響。與此同時(shí)，可編程控制器還能夠承擔(dān)電氣控制系統(tǒng)底層的控制任務(wù)，并在網(wǎng)絡(luò)通信連接之下實(shí)現(xiàn)可編程控制器與過程控制的有效融合。

2、運(yùn)動(dòng)控制

可編程控制器還有一個(gè)顯著的應(yīng)用特點(diǎn)就是它可以針對(duì)控制對(duì)象的直線運(yùn)動(dòng)或是圓周運(yùn)行進(jìn)行有效控制。從控制系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的配置角度上來說，專用運(yùn)動(dòng)控制模塊能夠更高效的完成傳統(tǒng)意義上由傳感器裝置所進(jìn)行控制作業(yè)。具體而言，可編程控制器運(yùn)動(dòng)控制性能可支持伺服電機(jī)單軸控制、多軸控制及可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)當(dāng)中，從而在電氣控制中有著關(guān)鍵應(yīng)用價(jià)值。

3、開關(guān)量邏輯控制

開關(guān)量邏輯控制是當(dāng)前技術(shù)條件支持下可編程控制器在電氣控制領(lǐng)域中的最顯著應(yīng)用形式。從電氣控制研究領(lǐng)域角度上來說，可編程控制器支持下的開關(guān)量邏輯控制有效替代了傳統(tǒng)意義上的繼電器電路控制方式，同時(shí)也能夠兼顧實(shí)現(xiàn)電氣控制線路的邏輯控制與順序控制。換句話來說，開關(guān)量邏輯控制裝置既能夠適用于電氣控制系統(tǒng)單臺(tái)設(shè)備控制作業(yè)，同時(shí)也適用于電氣控制系統(tǒng)自動(dòng)化流水線作業(yè)當(dāng)中?，F(xiàn)階段電氣控制所涉及到的組合機(jī)床、龍門刨床以及磨床均是開關(guān)量邏輯控制的關(guān)鍵表現(xiàn)方式。

4、控制模擬量

電氣控制系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程當(dāng)中受到各類客觀因素的影響，難免會(huì)出現(xiàn)多種變化連續(xù)的物理量如溫度指標(biāo)、壓力指標(biāo)、流量指標(biāo)、速度指標(biāo)以及液位指標(biāo)等。電氣控制系統(tǒng)運(yùn)行過程當(dāng)中的模擬量指標(biāo)均能夠在數(shù)字量A/D或是D/A的轉(zhuǎn)換作用之下加以實(shí)現(xiàn)，確保編程器對(duì)模擬量實(shí)現(xiàn)處理。

5、集中式控制系統(tǒng)

在電氣控制系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域當(dāng)中，集中式控制系統(tǒng)能夠在一臺(tái)功能強(qiáng)大且綜合的可編程控制器監(jiān)視系統(tǒng)作用之下對(duì)多個(gè)聯(lián)動(dòng)性裝置設(shè)備進(jìn)行集中控制，此種方式能夠在整個(gè)電氣控制系統(tǒng)當(dāng)中構(gòu)建一個(gè)基于中央集中式的計(jì)算機(jī)控制作業(yè)體系。在計(jì)算機(jī)控制作業(yè)體系當(dāng)中，各個(gè)裝置設(shè)備之間的聯(lián)通、聯(lián)鎖關(guān)系都在中央可編程控制器的控制作業(yè)之下加以完成。將其與傳統(tǒng)意義上的單機(jī)控制系統(tǒng)相比，此種基于可編程控制器的中央集中式控制系統(tǒng)成本更為低廉、操作更為簡(jiǎn)便、控制更為穩(wěn)定。然而值得注意的一點(diǎn)在于一旦我們需要對(duì)電氣控制系統(tǒng)中的某個(gè)控制對(duì)象應(yīng)用程序加以調(diào)整，就勢(shì)必需要對(duì)整個(gè)中央集中式控制系統(tǒng)中的可編程控制器進(jìn)行停止操作，由此也會(huì)導(dǎo)致處于整個(gè)控制作業(yè)體系中的其他控制對(duì)象呈停止?fàn)顟B(tài)。

6、數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用

PLC在數(shù)據(jù)處理過程中，具備數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)學(xué)運(yùn)算、查表、排序及操作等功能，并完成對(duì)數(shù)據(jù)的采集、分析與處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)同時(shí)具備參考價(jià)值，并完成控制操作。另外，這些數(shù)據(jù)也可以通過通信功能的實(shí)現(xiàn)而傳輸?shù)街悄苎b置中，或者打印成表。目前數(shù)據(jù)處理多應(yīng)用于大型控制系統(tǒng)中，如過程控制系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)等。

7、應(yīng)用于商業(yè)樓宇

可編程控制器（PLC）在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行控制中主要對(duì)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)與停止、正傳與反轉(zhuǎn)、連續(xù)運(yùn)行與分時(shí)啟動(dòng)等進(jìn)行控制。但是由于可編程控制器屬于工業(yè)型控制設(shè)備，所以CPU只能對(duì)電平信號(hào)進(jìn)行處理，而這些電平信號(hào)能夠順利進(jìn)入到編程控制器輸入接口或者輸出接口處的電路，使電平轉(zhuǎn)換得到有效實(shí)現(xiàn)。連接至可編程器輸入接口處輸入構(gòu)件多數(shù)都為開關(guān)、傳感器或按鈕等，而輸出接口處則直接與被控制對(duì)象連接，被控制對(duì)象主要包括電動(dòng)機(jī)、電磁閥、指示燈及接觸器等?？删幊炭刂破鬏斎虢涌诨蜉敵鼋涌诰哂酗@著性的觀點(diǎn)濾波和觀點(diǎn)隔離作用。在整個(gè)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行控制中，能夠進(jìn)入到內(nèi)部D/A轉(zhuǎn)換器或者A/D轉(zhuǎn)換器，使數(shù)字量和模擬量轉(zhuǎn)換得到實(shí)現(xiàn)?？删幊炭刂破髟陔姍C(jī)控制方面的應(yīng)用有很多，涉及工業(yè)、商業(yè)、樓宇等領(lǐng)域，其中在商業(yè)樓宇中應(yīng)用也較為典型。

結(jié)語

總而言之，在一定條件作用之下，可編程控制器有著性能優(yōu)越、價(jià)格低廉、適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性高、穩(wěn)定性高在內(nèi)的多方面應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，從而凸顯了其在自動(dòng)化控制系統(tǒng)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用價(jià)值。對(duì)于電氣控制系統(tǒng)而言，可編程控制器的應(yīng)用能夠促使電氣控制朝著更為高效與高質(zhì)的方面發(fā)展，從而在電氣控制中有著深遠(yuǎn)的研究與應(yīng)用價(jià)值。

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