基于PLC的自動化電氣控制應(yīng)用研究

徐進(jìn)

摘要：隨著現(xiàn)代自動控制行業(yè)快速發(fā)展，可編程控制器（PLC）應(yīng)用范圍越來越廣。可編程控制器的工作原理與計算機(jī)的工作原理基本上一致的，可以簡單地表述為在系統(tǒng)程序的管理下，通過運(yùn)行應(yīng)用程序完成用戶任務(wù)。但兩者的的工作方式有所不同。PLC在確定了工作任務(wù)，裝入了專用程序后成為一種專用機(jī)，它的系統(tǒng)工作任務(wù)管理以及應(yīng)用程序執(zhí)行都是以循環(huán)掃描方式完成的。該文指出了PLC所具有容易操作、很強(qiáng)的實用性、容易改良和保護(hù)等諸多優(yōu)點(diǎn)，然后闡述了在工業(yè)方面，PLC自動化電器控制的整個工作流程，最后對其所存在的問題進(jìn)行研究，提出建設(shè)性的意見。

關(guān)鍵詞：PLC 自動化 電器控制 應(yīng)用

中圖分類號：TM921.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）05（c）-0024-01

迄今為止，快速發(fā)展的現(xiàn)代科技和自動化控制技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，所以PLC已經(jīng)成為工業(yè)自動化控制中不可缺少的一部分，并且有像日常生活深入的趨勢。從而得知，在工業(yè)不斷成熟的工業(yè)自動化過程中，固有的電器控制不能適應(yīng)發(fā)展的要求，從而使可編程控制器自動化電氣控制順應(yīng)歷史潮流進(jìn)入到工業(yè)領(lǐng)域。

1 PLC自動化電器控制的優(yōu)點(diǎn)及運(yùn)行

從根本上來闡述PLC，它的硬件部位與常見的微型計算機(jī)相似，是專門在工業(yè)上使用的計算機(jī)。它是由中央處理器、存儲器、輸入出模塊、各類通信模塊、電源等部分組成。

1.1 介紹一下PLC自動化電器控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.1.1操作簡單，有很強(qiáng)的實用性

PLC編程與繼電器控制的電路圖在形狀、語言表符以及表達(dá)特點(diǎn)等方面相似，具有接口容易識別且容易操作的特點(diǎn)。工作人員進(jìn)行實際操作時，理解起來容易，上手快，只需要稍微知曉PLC 的原理就可以進(jìn)行操作，這也是PLC能夠普遍應(yīng)用的原因之一。

1.1.2維護(hù)和改進(jìn)十分簡單

PLC利用較為先進(jìn)的存儲邏輯控制技術(shù)，降低了設(shè)備的外在接線，不但節(jié)省了物理空間，而且極大的節(jié)約了建設(shè)控制系統(tǒng)的時間，不但后期的維護(hù)非常方便，在根據(jù)實際的需求進(jìn)行改進(jìn)程序時，也十分便捷。PLC系統(tǒng)適用于各種環(huán)境，在十分惡劣的環(huán)境中不僅有良好的性能，當(dāng)出現(xiàn)故障時指示燈會有提示，使操作人員維護(hù)起來比較方便，還能夠減少查詢故障的時間，保證設(shè)備正常工作。

1.2 PLC自動化電氣控制的運(yùn)行

PLC自動化電器控制的運(yùn)行的根本是計算機(jī)微處理器，并且在此基礎(chǔ)上融合了通訊以及自動控制技術(shù)等，其工作過程包括：（1）收集和錄入信息：控制系統(tǒng)根據(jù)指令把編寫好的PLC的指令程序進(jìn)行掃描，然后判定運(yùn)行狀況；（2）執(zhí)行：編程完畢，系統(tǒng)按著相應(yīng)的規(guī)則來掃描系統(tǒng)整體，按著指令要求來執(zhí)行相關(guān)的程序，使系統(tǒng)進(jìn)入邏輯運(yùn)算狀態(tài)；（3）響應(yīng)，把運(yùn)算完畢的結(jié)果輸送到各設(shè)備進(jìn)行相關(guān)兩的動作。通常，其運(yùn)算結(jié)果要輸送到系統(tǒng)控制主機(jī)，然后由主機(jī)發(fā)出命令，進(jìn)行動作。

系統(tǒng)完成了這一系列的動作后，進(jìn)行的是一個不斷重復(fù)更新的流程，與此同時經(jīng)過實時掃描產(chǎn)生新的運(yùn)行狀況，使系統(tǒng)在此流程中形成周期性的運(yùn)行狀況。

2 PLC自動化電器控制的的應(yīng)用研究以及存在的問題

2.1 對PLC在自動化電氣控制中的應(yīng)用研究

2.1.1有關(guān)PLC開關(guān)量控制

開關(guān)量控制既是一種最普遍應(yīng)用到PLC自動化電器控制中的控制方式，又是PLC最根本的控制方式。PLC具有開關(guān)量控制具有實現(xiàn)邏輯和順序的功能，所以能夠裁汰以往的電磁繼電器的控制電路。不僅如此，它還可以在任何一臺設(shè)備或者多臺設(shè)備上同時使用。

2.1.2有關(guān)PLC的模擬控制量

在現(xiàn)實的工程運(yùn)用中，會出現(xiàn)溫度、濕度、速度、濃度等多類型的化學(xué)或者物理的量，其值隨著時間的改變而改變，在PLC自動化電器控制的應(yīng)用中，把這些量進(jìn)行模擬操作，用轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，對這些量進(jìn)行錄入和追蹤，從而實現(xiàn)實時測量和探討的目的。

2.1.3有關(guān)PLC的集中式控制設(shè)計

它的控制方式是以功能強(qiáng)大的監(jiān)測系統(tǒng)為依托，把各種設(shè)備集中放到一臺計算機(jī)上進(jìn)行自動監(jiān)控，所起到的作用是，在系統(tǒng)中中央PLC統(tǒng)一把各設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行配置，使它們之間不但有關(guān)聯(lián)，而且還可以進(jìn)行相互檢測。這種方式雖然有成本低、使用方便的優(yōu)點(diǎn)，但是也存在著任何一個控制對象發(fā)生故障時，整個中央PLC都處在癱瘓狀態(tài)，從而影響工作效率。

2.1.4有關(guān)PLC的分散控制系統(tǒng)

它的運(yùn)行特點(diǎn)是一臺PLC控制一個設(shè)備。在工程運(yùn)行中，分散控制系統(tǒng)通常在生產(chǎn)流水作業(yè)中使用，各個設(shè)備都有相關(guān)的PLC進(jìn)行控制，這樣的優(yōu)點(diǎn)是各個設(shè)備都互不干涉，從而不會出現(xiàn)系統(tǒng)整體癱瘓的狀況；缺點(diǎn)是成本極高。

2.2 分析PLC自動化電氣控制中所存在的問題

通常在PLC自動化電氣控制中會出現(xiàn)以下兩個問題：（1）在控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題后，導(dǎo)致PLC自動控制系統(tǒng)中無法接受現(xiàn)場信號；（2）執(zhí)行的動作出現(xiàn)錯誤，導(dǎo)致不能使設(shè)備的執(zhí)行指令發(fā)揮作用。

2.2.1控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題的原因

控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題，導(dǎo)致PLC自動化控制系統(tǒng)無法接受現(xiàn)場信號，其原因可能是由：（1）線路被人為的拉扯或者線路自身產(chǎn)生老化而造成線路短路或者斷掉，從而使PLC不能進(jìn)行提取數(shù)據(jù)的工作，導(dǎo)致PLC的控制命令不能作用于設(shè)備中；（2）沒有正常開關(guān)電磁閥、點(diǎn)門閥等設(shè)備，造成通訊的故障，使PLC不能完全接受信息，導(dǎo)致信息接收時發(fā)生出錯；（3）在接線不牢固、觸點(diǎn)不結(jié)實或遭到破壞時，造成變送器、機(jī)器開關(guān)無法正常作業(yè)，從而導(dǎo)致PLC控制系統(tǒng)不能實現(xiàn)收集、傳輸、處理數(shù)據(jù)。

2.2.2執(zhí)行動作出現(xiàn)錯誤的原因

在外部環(huán)境中有強(qiáng)烈的電磁的干擾進(jìn)或負(fù)荷，使PLC所執(zhí)行的命令不能被設(shè)備正常接收，導(dǎo)致設(shè)備不按預(yù)先的設(shè)置進(jìn)行操作；當(dāng)機(jī)器開關(guān)、電動閥門等設(shè)備出現(xiàn)故障時，從而導(dǎo)致負(fù)載無法正常運(yùn)行。

2.2.3規(guī)避問題的發(fā)生

以可能發(fā)生的問題為依據(jù)，設(shè)計者應(yīng)當(dāng)保證控制系統(tǒng)能夠輸入可靠性強(qiáng)的線路，這就要求各個部件的開關(guān)、出點(diǎn)等安全性和持久性得到保障同時，不定時的更新改進(jìn)各個功能模塊。另外還要使預(yù)警系統(tǒng)不斷向安全性、可靠性、智能化的方向發(fā)展。在預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)使控制面板的直接反應(yīng)控制系統(tǒng)實時狀態(tài)，使工作人員能夠快速的找到故障的根源。

3 結(jié)語

在工業(yè)生產(chǎn)效率要求不斷提高的時期，企業(yè)對PLC自動化電器控制應(yīng)用趨于普遍化，為了符合工業(yè)化的要求，PLC控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)更趨于智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、高端化，從而促使PLC系統(tǒng)不斷改善功能，使操作越發(fā)方便、可靠性不斷增強(qiáng)。歸根結(jié)底，來滿足于工業(yè)領(lǐng)域的需求。

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