PLC技術(shù)在工業(yè)電氣自動化中的發(fā)展與應(yīng)用

李曉鶴,徐騰飛（華晨汽車集團(tuán)控股有限公司,沈陽　110044）

PLC技術(shù)在工業(yè)電氣自動化中的發(fā)展與應(yīng)用

李曉鶴,徐騰飛
（華晨汽車集團(tuán)控股有限公司,沈陽110044）

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的持續(xù)發(fā)展，電氣自動化系統(tǒng)的應(yīng)用逐步廣泛，生產(chǎn)效率成倍提高，這得益于可編制邏輯控制器即PLC技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用。文章從電氣自動化的概念入手，分析PLC技術(shù)的概念、特征及發(fā)展趨勢，并分析PLC技術(shù)在工業(yè)企業(yè)中的應(yīng)用，以供大家參考。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；電氣自動化；工業(yè)企業(yè)；應(yīng)用

1　氣自動化的概念

電氣自動化技術(shù)是一種運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息科技、儀器儀表和控制理論對整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制、管理和優(yōu)化，以達(dá)到提高生產(chǎn)效率、提高可靠性和安全性、降低成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量等目的的綜合技術(shù)[1]。

電氣自動化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)離不開三大要素的支撐：硬件、系統(tǒng)與自動化軟件。就硬件來說，目前世界上應(yīng)用較為普遍與廣泛的自動化硬件設(shè)備包括了人機(jī)界面、可編程邏輯控制器（即PLC技術(shù)）、變頻器、接觸器、繼電器、工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、指示燈、電機(jī)啟動器、斷路器等等，其中最主要的是三大件：人機(jī)界面、PLC與運(yùn)動控制器，本文主要是研究PLC技術(shù)在電氣自動化中的發(fā)展與應(yīng)用。

2　PLC技術(shù)的內(nèi)涵

2.1PLC技術(shù)的概念

PLC與機(jī)器人、CAD/CAM并列有名，是世界現(xiàn)代工業(yè)自動化的三大技術(shù)支柱，為首的即PLC。嚴(yán)格來說PLC是個(gè)一種小型的計(jì)算機(jī)，可以進(jìn)行軟件編程、接受輸入信號并控制輸出，以此實(shí)現(xiàn)對工業(yè)企業(yè)的控制[2]。因此PLC與計(jì)算機(jī)的內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)基本一樣，都涵蓋了CPU處理器、輸入輸出接口電路、內(nèi)存單元等要素，其中內(nèi)存單元可以分為ROM與PAM兩部分，前者具有掉電保存功能，用于保存CPU處理器編寫的程序，后者具備隨機(jī)存儲功能，用于程序的處理過程。而輸入輸出接口電路起到橋梁的作用，負(fù)責(zé)與外部設(shè)備的連接，將外部信號傳給PLC，并將控制信號輸出給外部設(shè)備。

2.2PLC技術(shù)的特征

PLC技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)企業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了繼電器控制技術(shù)的跨越式發(fā)展，具備了無比優(yōu)越的特性，包括以下四個(gè)方面：

（1）可靠性能與抗干擾能力都極高、極強(qiáng)。PLC技術(shù)具備了自我診斷與檢測能力，當(dāng)外部發(fā)生改變時(shí)，PLC就會隨之采取適當(dāng)?shù)姆绞桨l(fā)出警報(bào)、檢測故障、修復(fù)錯(cuò)誤、保護(hù)信息，整個(gè)程序都很可靠，極大提高了系統(tǒng)的抗干擾性能。

（2）使用范圍廣泛。PLC技術(shù)的性能強(qiáng)大，多方面的性能都能實(shí)現(xiàn)，包括計(jì)算、運(yùn)費(fèi)、開展操縱以及自身排查、人機(jī)交換等等，因此可以廣泛應(yīng)用到自動化系統(tǒng)設(shè)備中，既可以應(yīng)用到單個(gè)的操作設(shè)備、單挑生產(chǎn)線，又可以應(yīng)用到整個(gè)單位與整體制造程序的操作。

（3）通用性強(qiáng)大，方便靈活。PLC具備全套的軟件功能與硬件設(shè)備，各種控制都極為方便，而且程序的設(shè)計(jì)具有可變性，非常靈活。用戶體驗(yàn)非常好，既能適應(yīng)個(gè)性化的需求改變，又十分簡潔方便。

（4）簡易編程與操作。當(dāng)前可編寫操縱設(shè)備關(guān)鍵使用的編寫方式是梯形圖，簡單易懂。這對技術(shù)操作者來說是福音，只需通過簡單學(xué)習(xí)即能熟練完成各項(xiàng)改變或操縱措施。

（5）體型小，耗能低?？删幊滩倏v設(shè)備自身體型小，因此擱置方便；能耗低，節(jié)省資源；體重輕，方便移動與安裝。

2.3PLC技術(shù)的發(fā)展趨勢

近幾年P(guān)LC技術(shù)呈現(xiàn)兩大發(fā)展趨勢：工業(yè)組態(tài)軟件的應(yīng)用與現(xiàn)場總線控制技術(shù)的融合。

（1）工業(yè)組態(tài)軟件的應(yīng)用。組態(tài)軟件，一種與控制系統(tǒng)相連接通信，負(fù)責(zé)系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控的軟件系統(tǒng)，英文簡稱SCADA，意為監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，追根溯源是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。組態(tài)軟件，通信功能非常強(qiáng)大，幾乎所有的控制設(shè)備都可以找到能與其通信的組態(tài)軟件，因此應(yīng)用范圍很廣，組態(tài)軟件允許用戶自定義控制系統(tǒng)界面，可以創(chuàng)建復(fù)雜的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)控畫面，通過實(shí)時(shí)通信連接完成控制系統(tǒng)的流程實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且具有報(bào)警、記錄歷史數(shù)據(jù)、仿真等功能[3]。

（2）現(xiàn)場總線控制技術(shù)的融合。現(xiàn)場總線即一種網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場設(shè)備、現(xiàn)場控制器、傳感器、各種終端等連接起來，通過一定標(biāo)準(zhǔn)的通信方式實(shí)現(xiàn)快速、高效、調(diào)理、可靠、簡便的現(xiàn)場數(shù)據(jù)交換或傳遞[4]，它的主要特點(diǎn)是全數(shù)字化?，F(xiàn)場總線技術(shù)的布線規(guī)則很容易理解，在主站控制系統(tǒng)下，主站設(shè)備只需要引出一根線纜，連接到現(xiàn)場總線從站設(shè)備輸入端，再從從站設(shè)備輸出端連接到下一個(gè)總線從站設(shè)備輸入端，依次將所有從站設(shè)備連接即可?，F(xiàn)在有許多可編程控制器具備現(xiàn)場總線主站控制功能，可以方便的與總線型控制設(shè)備組建系統(tǒng)，使得系統(tǒng)的布線、安裝和維護(hù)都更簡潔，成本更低，穩(wěn)定性更高。

3　PLC技術(shù)在電氣工業(yè)中的應(yīng)用

隨著技術(shù)的進(jìn)步，PLC技術(shù)也在持續(xù)發(fā)展，其可編程措施更加完善、穩(wěn)定、方便、快捷、簡易，價(jià)格持續(xù)降低，而現(xiàn)代工業(yè)的需要更旺，具備了更廣的使用空間。因此PLC技術(shù)在工業(yè)電氣自動化的程序中地位無可替代，PLC措施在現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)中的應(yīng)用更加廣泛，持續(xù)擴(kuò)張，從電力體系到水利體系，再到數(shù)控體系，都可以看到PLC措施的應(yīng)用。

3.1PLC在火電系統(tǒng)中的使用

火電系統(tǒng)非常復(fù)雜，涵蓋了水處理、輸送煤炭、灰塵的去除、煤渣的清理等等，這些程序的進(jìn)行都需要各種運(yùn)行程序的控制與開關(guān)功能的控制等等，這些控制程序都屬于PLC技術(shù)的范疇，都可以應(yīng)用PLC技術(shù)。采用PLC技術(shù)，既能控制某一個(gè)步驟，又能控制整個(gè)的火電系統(tǒng)，以灰塵清除程度為例，具體的控制點(diǎn)有：吹風(fēng)機(jī)的風(fēng)度吹風(fēng)時(shí)間長度，氣化風(fēng)機(jī)的方向啟用和關(guān)閉時(shí)間，倉泵、加熱器、各種閥門和卸灰裝備的開關(guān)控制，收灰機(jī)的強(qiáng)度和收灰管道的壓力的控制。通過應(yīng)用PLC技術(shù)，可以減輕工作人員的勞動壓力，提升勞動效率，員工無需在清塵現(xiàn)場緊盯設(shè)備，只要通過辦公室的一臺電腦就能視察各部分的工作動態(tài)并及時(shí)調(diào)節(jié)，令其保持最佳工作狀態(tài)，更加精確和效率。

3.2PLC在傳統(tǒng)的機(jī)床技術(shù)的使用

應(yīng)用到機(jī)床技術(shù)的自動化系統(tǒng)中，PLC操作即使極大的創(chuàng)新了以往由繼電器設(shè)備操作的機(jī)床性能，大大提高了機(jī)床體系的功率，降低了耗電量，減少了事故發(fā)生率，簡易了修改難度，從而讓機(jī)床技術(shù)操作的效率、質(zhì)量、性能都得到了提高與完善，可謂好處多多。

4　結(jié)語

可編程邏輯控制器是一項(xiàng)智能程度高、實(shí)用性強(qiáng)的措施，其發(fā)展前景還是非常廣闊，其市場需求也會更加旺盛。工業(yè)電氣自動化中的PLC技術(shù)，既能提高工作效率，又能減輕工作人員壓力，降低危險(xiǎn)系數(shù)，提升經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)逐步完善與推廣應(yīng)用到各種工業(yè)企業(yè)中。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳瑞陽.工業(yè)自動化技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2011.

[2]劉兵.可編程邏輯控制器及應(yīng)用[M].重慶大學(xué)出版社,2010.

[3]BINDU, K.P. Control, Automation and monitoring of hardboard production process using PLC-SCADA system[J].International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering,2013,2(07):3281-3286.

[4]張培仁,杜洪亮.CAN現(xiàn)場總線監(jiān)控系統(tǒng)原理和應(yīng)用設(shè)計(jì)[M].中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,2011.