電氣控制與PLC的技術(shù)研究

摘 要：隨著社會的發(fā)展，科學(xué)水平和科學(xué)理論也不斷得到提高，也隨之產(chǎn)生了很多新的科學(xué)技術(shù)。這些新技術(shù)和新工藝的產(chǎn)生，當(dāng)應(yīng)用與實際生產(chǎn)后，也對新的控制系統(tǒng)提出了更高的要求。不管是手動控制還是自動控制，都會在未來的智能設(shè)備領(lǐng)域發(fā)揮重大作用。而使用控制系統(tǒng)就必須依靠PLC技術(shù)，特別是對于電氣控制系統(tǒng)，更加離不開PLC技術(shù)。文章通過分析PLC技術(shù)在電氣控制方面的操作流程和存在的問題給出具體的解決方法，來說明PLC技術(shù)在電氣控制應(yīng)用領(lǐng)域的重要性。

關(guān)鍵詞：電氣控制；PLC；技術(shù)研究

科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展也促進(jìn)了電氣控制技術(shù)的大幅度提高，所以當(dāng)前運(yùn)用的PLC技術(shù)比過去更加先進(jìn)、可靠性更高、強(qiáng)抗干擾能力更強(qiáng)、I/O接口模塊更兼容。而且，市場的激烈競爭也更加促進(jìn)企業(yè)通過完善技術(shù)手段和摸索更先進(jìn)的管理方法來提高自身的競爭力。對于電氣行業(yè)，PLC技術(shù)對于其電氣控制方面發(fā)揮了重要作用。PLC技術(shù)也是一門綜合性的技術(shù)，它涉及的范圍比較廣，運(yùn)用到的技術(shù)有：計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、通訊技術(shù)等。PLC本身也是一種通用控制器，它的體積小，質(zhì)量輕，安裝方便，屬于計算機(jī)范疇，專門運(yùn)用于工業(yè)控制領(lǐng)域。而電氣控制一般通過低壓或者高壓這兩種設(shè)備對電器回路進(jìn)行控制，以保證它們的安全運(yùn)行，也為后續(xù)的檢查和維修提供了很多方便之處。將PLC技術(shù)應(yīng)用于實際的生產(chǎn)行業(yè)，極大地改善了電氣系統(tǒng)的控制效果，也為電氣行業(yè)的后續(xù)發(fā)展提供了有力支持。

1 PLC技術(shù)的工作流程

PLC技術(shù)就是利用專業(yè)的通訊控制器對設(shè)備進(jìn)行控制，而在電氣控制方面，它是通過對電氣設(shè)備的一次和二次回路來監(jiān)控設(shè)備，保證其正常穩(wěn)健地運(yùn)行。將PLC技術(shù)與電氣控制技術(shù)結(jié)合，比過去的設(shè)備控制系統(tǒng)具有更強(qiáng)的自我診斷能力和抗干擾能力，更可以及時反饋系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障。目前，PLC技術(shù)在石油、建材、鋼鐵、化工、電力等多個工業(yè)方面都有重要運(yùn)用。根據(jù)PLC技術(shù)與電氣控制的實際工作環(huán)境，可以將設(shè)備的工作流程劃分為三個步驟，具體包括：數(shù)據(jù)的搜集和輸入、程序的執(zhí)行和輸出等。

（1）第一步，數(shù)據(jù)的搜集。利用設(shè)備的掃描功能，將數(shù)據(jù)讀入后并存儲。在數(shù)據(jù)保存后，下一階段就是用戶使用命令來執(zhí)行相應(yīng)的程序，將命令輸出后刷新。而在這個過程中，I/O映像區(qū)中的數(shù)據(jù)狀態(tài)保持不變。（2）第二步，根據(jù)用戶執(zhí)行的程序命令，從上至下掃描。用戶在執(zhí)行實際的程序時，遵守從上到下、從左到右的順序掃描控制線，使各觸點(diǎn)構(gòu)成控制線路，再執(zhí)行邏輯運(yùn)算命令。這一步驟，I/O映像區(qū)內(nèi)存數(shù)據(jù)也保持不變，但一些軟設(shè)備在RAM存儲區(qū)上的數(shù)據(jù)可能會有所改變。（3）第三步，輸出刷新階段。當(dāng)上一步驟中用戶掃描完成后，這時PLC就會執(zhí)行輸出刷新命令，CPU會將I/O映像區(qū)中的鎖存在電路中的數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新，再有輸出電路更加狀態(tài)命令對電氣設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的驅(qū)動設(shè)置。

2 PLC技術(shù)存在的問題

2.1 控制線路的老化問題

很多電氣控制設(shè)備由于長期使用，也沒有進(jìn)行良好的保養(yǎng)，控制線路發(fā)生老化。這樣會使得PLC在執(zhí)行程序傳輸命令的過程中發(fā)生延遲或者命令丟失，這樣設(shè)備的控制運(yùn)行達(dá)不到預(yù)定的效果，這就使得設(shè)備發(fā)生與預(yù)定不一致的故障。而如果設(shè)備長期出現(xiàn)錯誤，而且通過PLC編程不能有效地解決問題，則PLC就不能及時地反饋電氣控制設(shè)備的運(yùn)行情況。

2.2 設(shè)備操作過程中存在的問題

電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中，應(yīng)當(dāng)建立一套標(biāo)準(zhǔn)的操作流程，制定有效的操作規(guī)章。例如，有些設(shè)備要每個操作位置要閉合，而有些員工沒有仔細(xì)閱讀過操作手冊，對操作流程不熟悉，在實際操作電氣控制設(shè)備時比較隨意或者順序混亂。這就導(dǎo)致了PLC不能有效地對電氣控制設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，也不能對設(shè)備的運(yùn)行故障進(jìn)行及時地報告。

2.3 電氣設(shè)備的接觸不良問題

電氣控制設(shè)備結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，零部件較多。某一個元件出現(xiàn)質(zhì)量問題，或者接觸不良，就會導(dǎo)致整個設(shè)備的運(yùn)行出現(xiàn)故障。例如，一個PLC設(shè)備中的某個警示燈由于接觸不良而不能工作，在設(shè)備發(fā)生故障時不能亮起發(fā)出信號，則PLC就不能及時收到報警信號，導(dǎo)致不能對設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行掌控。

2.4 命令執(zhí)行錯誤問題

PLC技術(shù)在控制電氣設(shè)備等過程中，會經(jīng)常發(fā)生一些執(zhí)行動作錯誤等問題，造成無法完成對應(yīng)的指令。究其主要原因，就是負(fù)載過大、電磁干擾、外力破壞等不利因素，或者接觸器如電動閥、機(jī)械開關(guān)、變頻器等松動引發(fā)故障。最后使得PLC發(fā)出的指令不能及時、準(zhǔn)確地傳輸?shù)綀?zhí)行端，從而造成控制系統(tǒng)無法完成目標(biāo)動作。

3 解決方案與對策

3.1 完善PLC電氣控制設(shè)備中預(yù)警系統(tǒng)

在PLC電氣控制系統(tǒng)中，應(yīng)當(dāng)建立一套科學(xué)的、安全的、有效的、人性化的智能報警系統(tǒng)，可以有效地對設(shè)備的運(yùn)行故障給予及時預(yù)警和反饋信號。只有建立起完善的預(yù)警系統(tǒng)，對設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行全面的檢測和掌控，才能減少由于命令錯誤或者系統(tǒng)發(fā)生故障時對生產(chǎn)帶來的損失。

3.2 提高輸入信號的準(zhǔn)確度

PLC控制系統(tǒng)在長期的使用過程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格保證設(shè)備系統(tǒng)中的各種零件的有效性和使用壽命，避免出現(xiàn)零件壽命短而報廢或者零部件不匹配等問題，這些都會造成信號在傳輸時出現(xiàn)故障。另外，也可以改善一下控制系統(tǒng)中的主界面功能模塊，及時更新一些程序命令等。提高PLC控制系統(tǒng)中輸入信號的準(zhǔn)確度和靈敏度，才能減少系統(tǒng)控制中出現(xiàn)的差錯。

3.3 加強(qiáng)對系統(tǒng)信號的可靠性

在保證電氣控制設(shè)備和零部件性能穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，要注意對控制系統(tǒng)中信號的可靠性進(jìn)行驗證。檢查各零部件有無小問題發(fā)生，要確保系統(tǒng)信號的準(zhǔn)確接收和傳輸?？梢约皶r更新主界面和功能模塊對系統(tǒng)進(jìn)行完善，減少系統(tǒng)出錯的概率。

3.4 有效管理和監(jiān)控電氣控制設(shè)備

LPC系統(tǒng)的運(yùn)行狀況良好，才能保證電氣設(shè)備的正常工作。所以在LPC電氣控制系統(tǒng)中，要實時對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和管理，避免指令錯誤而對生產(chǎn)造成重大損失。要安排技術(shù)人員對設(shè)備進(jìn)行考察和實時監(jiān)控，排除不利因素，確保運(yùn)行環(huán)境的良好。也應(yīng)該對員工進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，提高他們的工作能力和自身修養(yǎng)，并將學(xué)會的新技術(shù)、新方法、新工藝運(yùn)用到實際生產(chǎn)中，為生產(chǎn)帶來產(chǎn)量和質(zhì)量的提升。

4 結(jié)束語

總之，在電氣控制設(shè)備中運(yùn)用PLC技術(shù)，可以很好控制設(shè)備系統(tǒng)。而且其操作簡單、方便，節(jié)約了時間精力，并且其接口模塊多也使得在自動化控制領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。也可以看到，PLC技術(shù)正朝著網(wǎng)絡(luò)信息一體化、機(jī)器儀表一體化的方向發(fā)展。由此可以預(yù)測，在電氣設(shè)備的控制方面，利用PLC技術(shù)將會成為未來工業(yè)化生產(chǎn)的一大基礎(chǔ)。文章在對控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析后，研究得出了一些解決對策，可以為生產(chǎn)提供很多實際的指導(dǎo)意義。

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作者簡介：金良洪（1958，2-），江蘇，中級，維修電工及電氣控制，貴州航天高級技工學(xué)校。