PLC在工業(yè)電氣自動化中的應(yīng)用

楊雪峰

（太平洋水處理工程有限公司 江蘇 南通 226007）

引言

在如今不斷發(fā)展過程中工業(yè)已經(jīng)逐漸實現(xiàn)了操作的自動化，這樣也使得容易發(fā)生觸頭接觸不良這一情況，同時也導(dǎo)致了線路的不斷老化，影響了推動工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。為了能夠更好的促進(jìn)工業(yè)電氣自動化的快速發(fā)展，這就需要我們不斷仔細(xì)研究分析可編程控制器的工作原理，針對其工作的特點(diǎn)也要進(jìn)行了解和認(rèn)識，這樣能夠很好的解決更好的發(fā)展電氣的自動化發(fā)展。

1 工業(yè)電氣自動化概述

工業(yè)電氣自動化概念是工業(yè)企業(yè)中的電氣自動化，涉及到的技術(shù)方面主要包括電子技術(shù)、電機(jī)電器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)以及機(jī)電一體化技術(shù)等，它在一些領(lǐng)域方面的涉及也是十分廣泛的。伴隨科技的快速發(fā)展，使得工業(yè)電氣自動化在計算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等方面也得到更好發(fā)展的保障，同時這一情況也更好的促進(jìn)了社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

2 PLC 概述

PLC—可編程控制器是一種為工業(yè)控制專門設(shè)計的，同時也是一種通用自動控制的新型裝置，能夠更好的控制電器設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)，可編程控制器是將計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和繼電器控制技術(shù)這些技術(shù)融合在一起。由此看出，可編程控制器在使用過程中能夠更好的，特別便捷的實現(xiàn)操作分析，所以一定對PLC 進(jìn)行控制器分析，詳細(xì)的了解和認(rèn)識PLC 的工作原理和使用是十分重要的。

2.1 PLC 的工作原理

可編程控制器的工作原理是將工作的不同階段進(jìn)行分析，由于不用階段，可編程控制器的工作原理是具有一定的差別性。在輸入采樣階段，PLC 采樣數(shù)據(jù)的方式是利用掃描方式工作的，然后將讀出的數(shù)據(jù)儲存在輸入輸出的單元中。輸入的數(shù)據(jù)狀態(tài)出現(xiàn)變化時，處理單元是不會出現(xiàn)變化的，所以，在讀取數(shù)據(jù)時一定要對進(jìn)行選擇信號的形式，這樣才能夠保證在任何情況下數(shù)據(jù)信息能夠更好的被讀入。在執(zhí)行程序階段，可編程控制器對用戶的程序進(jìn)行掃描的方式是以按照自上而下的方式。同時在掃描過程中可以按照固定的順序和路線進(jìn)行運(yùn)算，使得在掃描順序也發(fā)生了一定的變化，可編程控制器也能夠在掃描之后進(jìn)行刷新，在進(jìn)行輸出階段，可編程控制器刷新是在執(zhí)行用戶程序以后。在進(jìn)行刷新期間，系統(tǒng)中央的處理器能夠更好的根據(jù)相應(yīng)的狀態(tài)對前一階段數(shù)據(jù)的輸入進(jìn)行鎖存，這樣也能夠?qū)ζ渌庠O(shè)的裝置進(jìn)行驅(qū)動，這也是可編程控制器在使用中的主要的任務(wù)。

2.2 PLC 的特點(diǎn)

可編程控制器是一種在應(yīng)用時非?？煽?，并且在試用期間更是干擾能力特別強(qiáng)的一種控制器，這主要因為可編程控制器在使用時其自身的自診能力是相當(dāng)?shù)膹?qiáng)，當(dāng)出現(xiàn)錯誤的信息時能夠及時的進(jìn)行過濾和隔離，保護(hù)硬件設(shè)施。同時可編程控制器還能夠在使用時對系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障進(jìn)行強(qiáng)力的檢測，更是具備有必要的保護(hù)信息和恢復(fù)的功能?？删幊炭刂破髟谑褂脮r具有很強(qiáng)的通用性，在使用過程中的程序是會出現(xiàn)變化的，由此可以看出，可編程控制器的操作是非常方便的，可編程控制器的硬件裝置是非常齊全的，因此在系統(tǒng)的控制中能夠更好的滿足不同用戶不同的需求。這樣用戶在使用過程中不用投入太多在硬件裝置方面上的使用。而且可編程控制器在功能方面更是非常齊全，在使用方面非常的適用?？删幊炭刂破鬟€有在邏輯運(yùn)算和順序控制方面的功能相當(dāng)?shù)凝R全，還有在通信功能方面的功能也同樣很齊全。PLC 能夠控制生產(chǎn)機(jī)械，同時不僅僅能控制生產(chǎn)線，甚至對某一個生產(chǎn)過程都可進(jìn)行控制。PLC 在更是擁有非常簡單的編程，而且非常容易掌握，相關(guān)的技術(shù)人員可以能夠用最短的時間掌握非常重要的操作技術(shù)，這樣也便使得PLC 在應(yīng)用范圍上做到更加的廣泛。

3 PLC 在工業(yè)電氣自動化中的應(yīng)用

3.1 PLC 在傳統(tǒng)機(jī)床系統(tǒng)中的應(yīng)用

在工業(yè)企業(yè)中，傳統(tǒng)的機(jī)床所采用的模式是電氣控制，這也就很容易發(fā)生觸頭接觸不良不良情況，而且長期的線路會經(jīng)常發(fā)生老化情況。傳統(tǒng)的機(jī)床在使用過程時不僅僅會出現(xiàn)效率低，還有耗能大和故障率很高的情況，這樣使得工業(yè)生產(chǎn)中會發(fā)生各種不同樣式的問題產(chǎn)生。為了將自動化程度的效率提高，可以使用PLC 對機(jī)床電氣部分進(jìn)行軟件和改造硬件。利用PLC 系統(tǒng)實時控制編程系統(tǒng)，以及運(yùn)行系統(tǒng)內(nèi)的狀態(tài)和監(jiān)控等功能，這樣不僅僅能夠提高系統(tǒng)運(yùn)行中的穩(wěn)點(diǎn)和效率，而且還能夠降低了平時對成本的維護(hù)，大大的降低了能源。從而能夠?qū)鹘y(tǒng)的電氣控制轉(zhuǎn)變成具有非?？萍夹缘倪壿嬁刂坪蛿?shù)字控制。現(xiàn)如今PLC被廣泛的應(yīng)用到改造傳統(tǒng)機(jī)床。使用PLC 模塊化的模式，徹底的簡化了傳統(tǒng)機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)，大大的提高了加工精度的提高，更是在使用中特別的方便。

3.2 PLC 在自來水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC 如今已廣泛應(yīng)用于自來水廠的自動化控制系統(tǒng)中，自來水廠的水處理工藝段有進(jìn)水泵房、反應(yīng)沉淀系統(tǒng)、加氯加藥系統(tǒng)、濾池系統(tǒng)、出水泵房系統(tǒng)、污泥處理系統(tǒng)等。這些工藝段中有著多種工藝設(shè)備，需要通過PLC 來進(jìn)行順序控制和過程控制。應(yīng)用可編程控制器不僅能夠控制某一系統(tǒng)的某個工藝流程，同時還可以通過其通訊模塊，實現(xiàn)全廠的數(shù)據(jù)通信，從而更能夠方便掌握各輔助系統(tǒng)的運(yùn)行情況，在全廠生產(chǎn)的方面起到了絕對的協(xié)調(diào)作用。

濾池工藝段的控制主要利用PLC 的順序控制功能和過程控制。順序控制主要用于濾池的進(jìn)水、排水、氣沖、水沖、出水閥門和鼓風(fēng)機(jī)、反沖洗泵等反沖洗設(shè)備的控制。過程控制主要用于濾池的恒水位過濾控制，根據(jù)濾池的實時水位和設(shè)定的水位，通過PID 算法去控制過濾出水閥的開度，以保證濾池的恒水位。

加氯加藥工藝段主要利用PLC 的過程控制功能。以加氯控制為例，水廠出水達(dá)標(biāo)的重要指標(biāo)為余氯值，而余氯的過程控制為：根據(jù)實時余氯值和設(shè)定值進(jìn)行PID 運(yùn)算，得出的控制值去調(diào)節(jié)加氯設(shè)備的投加量，進(jìn)而確保出水余氯值控制在設(shè)定值附近。

配電系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集則利用了PLC 的通訊功能。PLC 系統(tǒng)具有Modbus、Profibus-DP、以太網(wǎng)等通訊接口，通過這些接口可實現(xiàn)帶有相同通訊接口的儀表、配電系統(tǒng)等設(shè)備進(jìn)行通訊，采集相關(guān)數(shù)據(jù)。

此外，PLC 的開關(guān)量控制功能主要應(yīng)用于斷路器控制和自動切換系統(tǒng)。通過選擇適合的PLC，編制一些可行的控制程序，便可實現(xiàn)變電所中多臺斷路器的控制及信號顯示功能，這樣就可以大大減少維護(hù)和檢修的工作量。一次設(shè)備的正常運(yùn)行信號可以作為備用電源啟動或關(guān)閉的依據(jù)，由于該控制系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)處理以及邏輯判斷功能，因此其能很好完成備用電源自投的操作。

4 結(jié)束語

工業(yè)電氣自動化在如今社會不斷發(fā)展的背景下也進(jìn)行了不斷的改變，更是不斷改進(jìn)在在技術(shù)應(yīng)用上，PLC 控制系統(tǒng)很多的方面都得到了很大的提高，包括在電氣自動化中應(yīng)用在功能方面上得到了提高，以及在使用的時候可靠性也得到了提高。PLC更是在很多功能方面和操作方面都是適用的，包括控制系統(tǒng)在環(huán)境適應(yīng)能力方面是非常強(qiáng)的，同時在編程方面也是非常簡單的，這樣使得用戶在使用上也是非常方便的，減少了不必要的時間。同時PLC 控制系統(tǒng)擁有非常輕的重量，非常少的耗能，大大節(jié)約了能源。這些優(yōu)點(diǎn)都使得PLC 控制系統(tǒng)在應(yīng)用范圍上是非常廣泛的，使其慢慢成為了工業(yè)自動化發(fā)展的重要標(biāo)志。同時也要更加的發(fā)展工業(yè)電氣自動化中的可編程控制器的應(yīng)用，這樣能夠更好的促進(jìn)工業(yè)快速的發(fā)展。

[1]張一丁.PLC 在工業(yè)電氣自動化中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，02.

[2]劉永國.PLC 在工業(yè)電氣自動化中的應(yīng)用淺談[J].硅谷，2015，02.

[3]陳鏡波.PLC 技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用[J].機(jī)電信息，2013，03.