PLC在電氣自動(dòng)化控制中的實(shí)踐應(yīng)用

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高，我國(guó)工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程不斷加快，信息技術(shù)的發(fā)展也為工業(yè)化進(jìn)程提供了強(qiáng)有力的支持。PLC是指可編程控制器，它在電氣自動(dòng)化控制中應(yīng)用廣泛，其可靠性高，適應(yīng)性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單，功能完善的特點(diǎn)促進(jìn)了工業(yè)化發(fā)展，有效克服了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)，提高了電氣自動(dòng)化控制水平。本文介紹了PLC的概念以及在自動(dòng)化控制中的實(shí)踐應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：PLC；電氣自動(dòng)化；控制；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.176

0 引言

隨著高新技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化系統(tǒng)逐漸應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。PLC技術(shù)的應(yīng)用，不僅解決了傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性低，能耗高等問(wèn)題，而且節(jié)省了大量的人力物力，保證了控制系統(tǒng)的工作質(zhì)量。推動(dòng)了我國(guó)工業(yè)轉(zhuǎn)型和健康發(fā)展，受到越來(lái)越多專業(yè)人士的關(guān)注和重視。

1 PLC概述

（1）PLC的概念。在國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）的標(biāo)準(zhǔn)中，可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，簡(jiǎn)稱PLC）的定義為：可編程邏輯控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中按照用戶的實(shí)際需要在系統(tǒng)軟件支持下，保證系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮，其工作原理是按照“串行”的工作方式，掃描各個(gè)輸入點(diǎn)數(shù)據(jù)，并發(fā)送給輸出點(diǎn)相應(yīng)的信號(hào)和數(shù)據(jù)，中央處理器會(huì)直接顯示在執(zhí)行的程序命令，一直到整個(gè)程序全部運(yùn)行結(jié)束。結(jié)束后會(huì)周而復(fù)始的重復(fù)這一過(guò)程。

PLC硬件構(gòu)成一般分為箱體式和模組式兩種。但它們的組成是相同的，對(duì)箱體式PLC，有一塊CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，當(dāng)然按CPU性能分成若干型號(hào)，并按I/O點(diǎn)數(shù)又有若干規(guī)格。對(duì)模組式PLC，有CPU模組、I/O模組、內(nèi)存、電源模組、底板或機(jī)架。無(wú)論哪種結(jié)構(gòu)類型的PLC，都屬于總線式開(kāi)放型結(jié)構(gòu)，其I/O能力可按用戶需要進(jìn)行擴(kuò)展與組合。

電源對(duì)于PLC的系統(tǒng)運(yùn)行有重大意義，一旦電源出現(xiàn)了問(wèn)題，PLC將無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。所以PLC的生產(chǎn)廠家非常重視電源的質(zhì)量 ，電源自身的特性決定了所提供的電壓只能在小范圍內(nèi)波動(dòng)，并且需要注意電源在運(yùn)行過(guò)程中要和交流電網(wǎng)形成協(xié)調(diào)配合，這樣才能保證持續(xù)供電[1]。

CPU在PLC系統(tǒng)運(yùn)行中的作用也至關(guān)重要，如果PLC是一個(gè)人，那么CPU就是這個(gè)人的大腦，沒(méi)有大腦就無(wú)法處理信息和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，就無(wú)法工作。在系統(tǒng)運(yùn)行中它最大的作用就是判定PLC控制系統(tǒng)的狀態(tài)，之后將存儲(chǔ)好的數(shù)據(jù)發(fā)送到對(duì)應(yīng)的輸出設(shè)備當(dāng)中，這樣可以確保PLC始終處于良好的運(yùn)行狀態(tài)當(dāng)中。

（2）PLC的特點(diǎn)。首先，PLC的性價(jià)比高，這主要體現(xiàn)在功能上，有些功能只有通過(guò)PLC系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橄到y(tǒng)中有許多編程元件，具有非常強(qiáng)大的控制功能，可以有效的調(diào)整和控制整個(gè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，并且進(jìn)行集中化處理，提升工作效率。

其次，PLC的操作便捷，不需要有非常專業(yè)的計(jì)算機(jī)知識(shí)，程序簡(jiǎn)單，易于操作是PLC最顯著的特點(diǎn)。只要懂得編程語(yǔ)言即可，也不需要較長(zhǎng)的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期，這就減少了操作量，提升了工作效率和工作質(zhì)量。

最后就是對(duì)硬件條件有很強(qiáng)的適應(yīng)能力。PLC有完善的自我檢測(cè)功能，故障率低，即使發(fā)生故障，檢修和維護(hù)也非常簡(jiǎn)單，可以在短時(shí)間內(nèi)處理好，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定[2]。

2 PLC在電氣自動(dòng)化控制中的實(shí)踐應(yīng)用

隨著PLC技術(shù)的更新和完善，此技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電氣化控制的實(shí)踐中。其中有：順序控制、開(kāi)關(guān)量控制和閉環(huán)控制三個(gè)方面。

（1）順序控制。隨著環(huán)境污染的加劇，國(guó)家越來(lái)越重視節(jié)能減排和工業(yè)可持續(xù)發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)中降低能耗增加效率是我們一直在追求的目標(biāo)。PLC技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)單獨(dú)工藝的流程和對(duì)全長(zhǎng)生產(chǎn)工作的協(xié)調(diào)與控制。例如在煤炭系統(tǒng)中，一個(gè)好的煤炭自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以使生產(chǎn)更加平穩(wěn)的進(jìn)行，同時(shí)使用過(guò)程中顯著提高生產(chǎn)效率。煤炭控制系統(tǒng)采用的是分層式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以有效的監(jiān)督和控制相關(guān)設(shè)備，現(xiàn)在煤炭系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了PLC控制，提高了生產(chǎn)穩(wěn)定性，減少了工作人員工作量，減少人力和物力的資源浪費(fèi)[3]。

（2）開(kāi)關(guān)量控制。在應(yīng)用PLC系統(tǒng)的過(guò)程中，就是把虛擬繼電器當(dāng)做機(jī)械繼電器，所以在運(yùn)行過(guò)程中不考慮反應(yīng)時(shí)間，也不需要考慮返回量，在這樣的情況下，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中開(kāi)關(guān)量控制方面做得很好。由于PLC不需要大量實(shí)物元件和軟繼電器，提高其穩(wěn)定性。沒(méi)有多余元件干擾，維修更簡(jiǎn)便，功能仍全面。在電氣自動(dòng)化工作中，這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到了自動(dòng)切換系統(tǒng)，顯著提升了運(yùn)行速度。

同時(shí)，PLC技術(shù)可以使系統(tǒng)備用電源自動(dòng)投入裝置，在火力發(fā)電系統(tǒng)中增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性，被廣泛應(yīng)用于電業(yè)局生產(chǎn)中。PLC控制系統(tǒng)不僅可以減少輔助開(kāi)關(guān)數(shù)目，也可以集中顯示和控制多臺(tái)斷路器的信號(hào)，這樣系統(tǒng)就有了邏輯判斷能力， 提升了系統(tǒng)的抗干擾力，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)高效可靠運(yùn)行。

（3）閉環(huán)控制。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)有多種電機(jī)啟動(dòng)方式，如現(xiàn)場(chǎng)控制手動(dòng)啟用、自動(dòng)啟用，機(jī)旁屏手動(dòng)啟用等。與其他控制手段先比，閉環(huán)控制保持了系統(tǒng)設(shè)備的相對(duì)獨(dú)立性，能夠保證系統(tǒng)設(shè)備在沒(méi)有其他控制量來(lái)源的時(shí)候，能夠維持系統(tǒng)社會(huì)的正常運(yùn)行.閉環(huán)控制是基于系統(tǒng)人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)的，以機(jī)旁屏手動(dòng)控制為例，在系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)會(huì)以數(shù)據(jù)的形式出現(xiàn)在機(jī)旁屏上，而操作人員可以通過(guò)這些數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)的了解，并基于系統(tǒng)運(yùn)行的需要，對(duì)相應(yīng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而保證系統(tǒng)設(shè)備生產(chǎn)活動(dòng)的順利進(jìn)行。

3 結(jié)論

PLC系統(tǒng)在應(yīng)用的過(guò)程中能夠體現(xiàn)出強(qiáng)大的功能，不僅克服了傳統(tǒng)系統(tǒng)的缺點(diǎn)，更提升了工作效率。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，PLC系統(tǒng)會(huì)更加優(yōu)化和完善，應(yīng)用范圍會(huì)更加廣泛，應(yīng)用程度會(huì)更加深入。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊彥青，宋星.PLC在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用及發(fā)展前景[J].長(zhǎng)春教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2013（24）：52-53.

[2]朱浩宇.PLC在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用研究[J].河南科技，2013（22）：144.

[3]姚振龍.淺析PLC在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用與發(fā)展[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011（26）：114.

[4]張振國(guó).PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（09）：163.

[5]桑吳剛.PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的應(yīng)用[J].科技資訊，2012（22）：131.