論PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制中的應(yīng)用

桂林長龍機械有限公司 杜 斌 馬曉輝 楊 威 李 明

?

論PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制中的應(yīng)用

桂林長龍機械有限公司 杜 斌 馬曉輝 楊 威 李 明

【摘要】當(dāng)下現(xiàn)代化建設(shè)進程從未停止前行，社會生產(chǎn)力也在提升，生產(chǎn)工作量飛快地增加。以往傳統(tǒng)的人工與機器勞動力早已不能使現(xiàn)代的生產(chǎn)需求得到滿足，需求和生產(chǎn)力之間產(chǎn)生了很多固有矛盾。為積極解決日漸增加需求應(yīng)用機械電氣行業(yè)的幾點一體化技術(shù)來解決兩者之間的矛盾。PLC 正是一種全新的熱門技術(shù)，它相比過去傳統(tǒng)式的電氣化控制裝置，以微處理器為基礎(chǔ)的PLC控制技術(shù)綜合了應(yīng)用自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、繼電器控制技術(shù)、通訊技術(shù)的優(yōu)勢，大大的促進了其應(yīng)用領(lǐng)域的不斷發(fā)展。PLC信賴度高、機動性強、應(yīng)用方便，和CAD/CAM與工業(yè)機器人一道被譽為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動化的三大支撐。本文將分析和介紹PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制中的應(yīng)用情況。

【關(guān)鍵詞】PLC概術(shù)；PLC技術(shù)應(yīng)用；電氣設(shè)備自動化控制

1 PLC技術(shù)簡述

可編程控制器簡寫為PLC，此項技術(shù)是以計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)為基本標(biāo)準(zhǔn)的裝備，此項技術(shù)通過帶有配置的存儲區(qū)，用來存放編寫的程序，在他的里部能計算，經(jīng)過模擬方法或者數(shù)字方法輸入輸出接口以此完成對機械的操縱，完成機械自動化的成效。PLC一般以CPC、存儲器、外設(shè)編程器和輸入輸出接口等組成。在非常大的水平上改良了機械電氣裝備，完成了機電一體化。

可編程控制器（PLC）產(chǎn)生1970后，且完美地投放在汽車工業(yè)中應(yīng)用；到了1990年以后，跟隨著PLC完成速度的加快、運算和控制功能的不停地被應(yīng)用，使得它不停朝著電氣——儀表——計算機控制一體化的方向前行。一直到今天，以PLC技術(shù)為基礎(chǔ)的產(chǎn)品在生產(chǎn)使用中，主要運用的方式是：DCS和FCS控制系統(tǒng)。未來，以PLC技術(shù)為基礎(chǔ)的應(yīng)用不只在一個基層系統(tǒng)，也會成為一種新型開放式和全分布式的控制系統(tǒng)；當(dāng)然，也會將智能傳感、計算機控制、數(shù)字通訊等綜合性技術(shù)結(jié)合起來，成為一項走在新時代的科技前列的技術(shù)。

2 PLC技術(shù)類型解析

2.1 FCS系統(tǒng)

FCS的意思是現(xiàn)場總線型控制系統(tǒng)，現(xiàn)場總線型控制系統(tǒng)的關(guān)鍵功用是達成機械電氣裝置的智能化和自動化。FCS關(guān)鍵是將現(xiàn)場控制系統(tǒng)中的數(shù)字方法。對分支等不同的結(jié)構(gòu)良好結(jié)合，通過控制和管理，多向化、多節(jié)點化、總線形的數(shù)字通訊，可以在裝置內(nèi)建成優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)氛圍，利于在生產(chǎn)過程里的數(shù)據(jù)傳達和應(yīng)用，能改善機械生產(chǎn)活動。FCS的首要功能是能讓機械電氣裝置產(chǎn)生優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，為裝置的智能化打下根基，提高裝置的使用效率和效果。

2.2 DCS系統(tǒng)

DCS的功能是分散管理和集中顯現(xiàn)控制過程中的危險性。把現(xiàn)場控制站和檢查站等控制系統(tǒng)用特殊的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相接，再和計算機技術(shù)、控制技術(shù)等相結(jié)合，達成控制系統(tǒng)的分散化控制以及集中性操控，讓信息高度會集，在機械電氣施工生產(chǎn)過程進行即刻有用的調(diào)整與控管。DCS系統(tǒng)的主要用處是分散控制，把裝置內(nèi)危險部分最大可能移除分散，應(yīng)用集中的方法管理，以此達到對機械電氣裝置的有效監(jiān)管。DCS主要由控制系統(tǒng)、顯示裝置和通信總線這三部分構(gòu)成。通信總線的用處在于鏈接控制部分和顯示部分，使他們能進行溝通。DCS系統(tǒng)運用信息技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)，統(tǒng)一調(diào)度管理，高度集中信息，優(yōu)化管理過程，以指定網(wǎng)絡(luò)把生產(chǎn)部門的控制主站、監(jiān)測站互聯(lián)相結(jié)合。

3 PLC在電氣自動化控制中的優(yōu)勢

（1）加快完成機電一體化的傳遞。把自動化技術(shù)與計算機技術(shù)成功結(jié)合起來的PLC技術(shù)，不僅功率上消耗上較少，且質(zhì)量優(yōu)良，使用和安裝起來都很簡便易操作，運用在電氣控制系統(tǒng)中能起到提升和改善的作用。

（2）PLC技術(shù)有預(yù)算數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)的功能，在各種不同類型的電氣系統(tǒng)當(dāng)中均能夠進行應(yīng)用，對不同電氣控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)均能夠合理的進行處理，能夠優(yōu)化機械生產(chǎn)流程，能夠有效的滿足機械工程進展上的一些需要，從而把PLC的運用地更加廣泛。

（3）以往的機械電氣控制裝置干擾功能不太好……因為它運用在非常多的集成電路技術(shù)上，極大有效地解決了多方面的干擾問題，提高了機械電氣控制裝置的功能，幫助了機械生產(chǎn)，極大推動了機械工程的進步。

4 PLC在電氣自動化控制中的應(yīng)用

伴隨計算機技術(shù)與自動控制技術(shù)的進步，PLC技術(shù)功能也逐漸強大，PLC能夠非常輕松地完成電氣設(shè)備控制領(lǐng)域的各種任務(wù)。多數(shù)狀況下，PLC完全能代替工業(yè)控制計算機，成為主控器以搞定困難的電氣設(shè)備自動控制任務(wù)。PLC擁有依賴度高，抗擾能力強，功能完備，實用能力強，操作簡單，運用廣泛，維護簡便，易改良，體積小，重量輕，能耗低等特點。PLC可分為箱體和模塊兩種模式，它們構(gòu)成是一樣的。一塊 CPU 板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等構(gòu)成了箱體式PLC，按照CPU性能可劃分為很多型號，按 I/0 點數(shù)又有很多規(guī)格。

PLC在電氣自動化控制中的應(yīng)用分析：

（1）對PLC技術(shù)上的運用方式進行確認(rèn)。為使得在機械電氣控制裝置之中對PLC技術(shù)進行運用，就應(yīng)該對PLC技術(shù)類型上進行確認(rèn)，這一環(huán)節(jié)起著非常重要的基礎(chǔ)作用，把PLC技術(shù)的使用類型確認(rèn)下來是很重要的，為了保證選擇的種類型號在機械電氣裝置中可以起到效力，應(yīng)當(dāng)和機械電氣控制裝置的整體情況上給予連接，從而進行合理的選擇。

（2）控制開關(guān)量邏輯。運用PLC技術(shù)時，其中就包括了開關(guān)量邏輯控制，PLC裝置和它的內(nèi)部技術(shù)可以取代最開始的繼電器，同時實現(xiàn)對電路的順序和邏輯控制，把PLC技術(shù)運用在開關(guān)量邏輯控制中，其控制對象不會單一地只對一臺設(shè)備進行控制，還能把PLC裝置擁有的開關(guān)量邏輯控制接進去，讓它能有效組合控制機床和生產(chǎn)線。

（3）控制模擬量。這個名詞是指可能會出現(xiàn)在生產(chǎn)中的變量。但人們對這樣的變量不能有效地進行預(yù)測，比如速度變量、溫度變量等等。生產(chǎn)的進度和生產(chǎn)的質(zhì)量都因此受到影響，所以必須采取有效的方式來控制模擬量，可是在傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)中并沒有可行的技術(shù)存在。一直到PLC技術(shù)的出現(xiàn)，才完成了對模擬量的控制，PLC的應(yīng)用，使得電氣控制系統(tǒng)和電氣模擬裝置的模擬量得到了有效的預(yù)測，完成了數(shù)字化和模擬量間的有效轉(zhuǎn)換，使得控制器能較好地對它進行控制。

（4）集中性對系統(tǒng)控制。一個計算控制系統(tǒng)主要是由多個設(shè)備與一臺功能強大的堅固的中央PLC系統(tǒng)組成的控制系統(tǒng)構(gòu)成的，系統(tǒng)具有中央集成式的功能。在這樣的系統(tǒng)之中，不一樣的設(shè)備之間能運用運行的順序以及適宜方式構(gòu)造一個經(jīng)過中央PLC系統(tǒng)一道處理的程序，從此處可發(fā)現(xiàn)，集中形的控制系統(tǒng)有著運作效率高、成本低的優(yōu)異性，可同時也存在弊端。如果需要改變當(dāng)中的某個控制對象程序，就必須停止整個控制PLC控制系統(tǒng)的運作，導(dǎo)致另外的控制對象也要強制停止。

（5）分散性系統(tǒng)控制。在這樣的系統(tǒng)之中，每個控制對象在PLC控制系統(tǒng)內(nèi)全部通過分開處置而形成的，且每個PLC控制間都能運用合適的信號傳輸以此來把內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的連鎖反應(yīng)上達成，來把控制任務(wù)上得以完成，或者對傳輸信號運用上位機通過總線實現(xiàn)傳送。在此系統(tǒng)中，對機械控制方式的運用主要靠一系列機械生產(chǎn)線的調(diào)控，運用相對的數(shù)據(jù)在不一樣的生產(chǎn)線之中實現(xiàn)連接，不一樣的PLC對不一樣的控制對象實現(xiàn)控制，假如需停止運作任一臺PLC，是不會作用到其他控制器的。最近幾年，科學(xué)技術(shù)想一個全新的發(fā)展階段邁進，可以將過程控制以及PLC技術(shù)高效切合起來，對底層的控制人物也就可以更加完善了。

（6）運動控制。運用PLC技術(shù)可以對直線運動以及圓周運動實行有用控制，在控制系統(tǒng)內(nèi)部，過去的控制模式是直接運作在執(zhí)行機構(gòu)以及傳感器之中的，次系統(tǒng)能運用運動控制模塊來實現(xiàn)目的，比如能在驅(qū)動步進電機與多軸位模塊內(nèi)實行應(yīng)用等。

5 PLC在電氣自動化控制中的應(yīng)用趨勢

伴隨計算機技術(shù)和電氣自動控制技術(shù)的提升，逐漸推進PLC的進步，計算機技術(shù)的新一輪成就更廣泛地運用于PLC的策劃和制作，顯示出運算速度超快、存儲容量變大、智能變強的電氣設(shè)備產(chǎn)品。將來，電氣設(shè)備產(chǎn)品的種類會更多、規(guī)格也會更加完備，完善的人機界面、齊備的通信設(shè)備會更完美地融合進各種電氣設(shè)備自動化控制場合的需求，PLC技術(shù)的發(fā)展方向之一是，與其他工業(yè)控制計算機組網(wǎng)組成大型的電氣設(shè)備系統(tǒng)。當(dāng)下的計算機基三控制系統(tǒng)DCS內(nèi)已經(jīng)擁有豐富的PLC運用，PLC可具有更高的依賴度、更快的響應(yīng)速度、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化等。

6 結(jié)束語

PCL控制被應(yīng)用于電氣設(shè)備自動控制中后，把FCS系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)在不一樣的狀態(tài)下環(huán)境下分別進行運用，略去了很多原來繁雜的繼電器邏輯，改善了機構(gòu)，節(jié)約了成本以及勞動力，有利于提升電氣控制系統(tǒng)的堅固性，保證系統(tǒng)的正常運作。并且PLC的運用和檢修都很簡便，具備電氣知識的人都能很順利地完成操縱和維護。多重優(yōu)勢與特色為PLC在工業(yè)控制系統(tǒng)的施行供給了一種模仿模式。

參考文獻

［1］史國生.電氣控制與可編程控制器技術(shù)［M］.北京﹕化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

［2］陳忠華.可編程控制器與工業(yè)自動化系統(tǒng)［M］.北京﹕機械工業(yè)出版社，2006﹕1-15.

［3］趙化啟，等.電氣控制與可編程控制器［M］.電子工業(yè)出版社，2009.

［4］聶伍兵.淺談機械電氣控制裝置中PLC技術(shù)的應(yīng)用［J］.科技經(jīng)濟市場，2014（2）﹕6-7.

［5］王小江.機械電氣控制裝置中的PLC應(yīng)用的幾點思考［J］.電源技術(shù)應(yīng)用，2013（11）﹕12-13.

［6］桂軍，閻旭文.淺析PLC技術(shù)在機械電氣控制裝置中的作用［J］.中國機械，2014（24）﹕23～24.

作者簡介：

李明，男，2003年7月畢業(yè)于鄭州大學(xué)過程裝備與控制工程專業(yè)，大學(xué)本科，現(xiàn)任桂林長龍機械有限公司技術(shù)負(fù)責(zé)人。