單片機控制改為PLC控制的實例應(yīng)用分析

杜 娟，王海龍

（1.酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 酒泉 735000；2.國網(wǎng)甘肅省電力公司嘉峪關(guān)酒泉供電公司，甘肅 酒泉 735000）

1 單片機與PLC兩種控制方式比較

在控制模式上來說，普通的單片機控制較為復(fù)雜，相對難以理解和應(yīng)用。它的原理是應(yīng)用C語言編程形成的一套控制動作來對工業(yè)器械進行自動化控制。而PLC在早期和普通控制的模式類似，也是語言編程控制，是以單片機為核心的一個系統(tǒng)。隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在的PLC控制具有了非常強大的功能，有多種可供選擇的模塊，例如A/D，D/A，溫度，高速I/O等模式。甚至在有些電廠，引進了大型PLC控制進行分散控制系統(tǒng)的控制。

在指令的寫入方面，PLC控制的指令運行相較普通單片機控制靈活，但是在I/O口的運行時間上面，普通單片機控制則要少于PLC控制。在早期，PLC控制編程時，需要與單片機控制一樣將指令利用編程器寫入系統(tǒng)之中，而隨著技術(shù)的發(fā)展，PLC以及利用醫(yī)用軟件的組態(tài)來進行指令寫入，使得操作平臺更加方便，更加簡潔。但目前所用的PLC控制系統(tǒng)，在進行指令寫入時，是將計算機變成運行后的數(shù)據(jù)，利用梯形圖語言進行程序書寫。所以如果小型系統(tǒng)控制，使用單片機控制比較方便。PLC控制系統(tǒng)的硬件是可以根據(jù)實際使用需求來進行選擇的模塊。而單片機則需要自己制作相應(yīng)的I/O接口，所以PLC控制系統(tǒng)的使用更加方便。普通單片機的應(yīng)用成本相對育PLC控制系統(tǒng)來說比較少，所以在小型的控制上面，使用普通單片機控制比較實惠，但是PLC控制系統(tǒng)具有較高的復(fù)雜程度與安全性，所以如果有這方面需求，應(yīng)該盡量選擇PLC控制系統(tǒng)。

2 氣力輸送控制系統(tǒng)單片機控制分析

SJ-ATIC型氣力輸送控制系統(tǒng)是利用集成芯片進行控制，也就是利用普通的單片機進行控制。為了有效控制，必須要設(shè)計其他的系統(tǒng)和電路與之配合才能夠進行形成完全的控制系統(tǒng)。所以該系統(tǒng)的設(shè)計非常復(fù)雜，主要是用低端的控制單元為主要部件，然后進行分散的設(shè)計，除了設(shè)計有主要的控制單元之外，還利用單個控制模塊對各個倉泵進行控制，以及就地控制，造成設(shè)備出現(xiàn)過多的故障，并且需要對設(shè)備進行大量的維護和修養(yǎng)。

系統(tǒng)的主控制單元（ATIC）會時常出現(xiàn)死機的情況，并且出現(xiàn)一些例如黑屏、面板顯示消失等計算機的常見問題，造成控制系統(tǒng)的癱瘓，引起一些不必要的問題。此外，在出現(xiàn)黑屏等現(xiàn)象時，系統(tǒng)不會發(fā)生任何的報警，也沒有一個比較有效的防御程序，而由于突然的死機，可能會使老化的原件和線路有起火、生電等安全隱患。

由于單片機的程序已經(jīng)在ROM中固化，使得工廠有一些突發(fā)的以及實際的需求時，技術(shù)人員不能夠修改和檢查單片機的程序。此外，系統(tǒng)控制柜中的電源系統(tǒng)設(shè)計比較復(fù)雜，雖然擁有較多數(shù)量的電池，但是電池的使用效率不高，供電量比較少，常常會發(fā)生電源終端的現(xiàn)象，造成程序自動退出。

SJ-ATIC型氣力輸送控制系統(tǒng)所使用的單片機比較早，在市場上已經(jīng)很少有能夠與之相配的硬件設(shè)備，造成設(shè)備出現(xiàn)故障之后很難進行檢修。因此，需進行PLC改造。

3 氣力輸送控制系統(tǒng)運用PLC改造方案

在進行PLC改造時，根據(jù)現(xiàn)場控制系統(tǒng)的實際情況，選擇使用一體化結(jié)構(gòu)或者使用多模塊化結(jié)構(gòu)。在改造之后，PLC的系統(tǒng)主要有倉泵電控系統(tǒng)、運行人員控制站、操作站三部分組成。三部分中的每個設(shè)備都設(shè)置了相應(yīng)的獨立電控系統(tǒng)，方便操作人員對倉泵以及灰管線的監(jiān)控以及操作，然后對各個設(shè)備的狀態(tài)以及運行情況進行匯總送入主控制站，使控制站對設(shè)備進行分析和控制。控制站的組成是電源、PLC和繼電器等設(shè)備，控制站能夠?qū)⒔邮艿皆O(shè)備電控系統(tǒng)和現(xiàn)場傳感器的信號進行邏輯處理，并且監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備。操作站的功能是對運行過程的顯示以及對系統(tǒng)的操作和故障報警等，由工業(yè)觸摸屏以及系統(tǒng)軟件組成。

改造之后的系統(tǒng)對于輸灰的控制主要設(shè)計了三種運行方式，首先是順序控制的運行方式，是正常的運行方式。在運行時，配合自動系統(tǒng)中的設(shè)計以及組態(tài)進行全程的自動運行，不需要人工干預(yù)。如果需要檢修時，則利用人工在旁路干預(yù)，而長長的設(shè)備仍然自動運行。第二種是軟手操作的運行方式，軟手操作運行方式是補充順序控制運行方式的一種控制。在實際運行的時候，使用軟手操對設(shè)備進行遠程的控制，這種控制方式是在順序控制出現(xiàn)一些不能夠解決的狀況時進行的后備運行方式，有很大的限制。第三種是就地手操的運行方式，這種方式是一種應(yīng)急方式，是不正規(guī)的運行方式，在對設(shè)備進行緊急檢修和問題處理時采用。

該系統(tǒng)在運行時，有著比較完善的故障檢查系統(tǒng)，并且能夠檢測各種壓力，同時對系統(tǒng)形成保護，實現(xiàn)設(shè)備PLC級連鎖，使系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、可靠、安全的運行。此外，系統(tǒng)的監(jiān)視、提示、報警等功能完善，能夠?qū)υO(shè)備的運行狀態(tài)、閥門狀態(tài)、管內(nèi)壓力、倉內(nèi)料位等情況進行實時的監(jiān)控和比對，實現(xiàn)及時報警的功能。

4 結(jié)語

普通單片機控制與PLC控制均有各自適合的領(lǐng)域和方面，但是總體來說PLC控制的系統(tǒng)操作簡便，并且具有完整的監(jiān)控、報警以及自動運行功能，能夠?qū)崿F(xiàn)各種大型工廠實際機械運行時的需求，具有良好的實用性，并且系統(tǒng)不會出現(xiàn)一些常見的計算機問題，運行過程比較清晰，對操作人員的要求也比較低，安全性和可靠性比較高，能夠極大地增強工廠的工作效率。