可編程控制器在電氣控制中的應(yīng)用研究

孫靜宇

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)逐漸進(jìn)入工業(yè)化時(shí)代，根據(jù)四個(gè)現(xiàn)代化的要求，工業(yè)未來(lái)的主流發(fā)展方向就是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化。而工業(yè)現(xiàn)代化的實(shí)現(xiàn)則必須以電氣自動(dòng)化技術(shù)為支撐。可編程控制器是一種較為先進(jìn)的控制器，在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域具有廣泛地應(yīng)用。因此，進(jìn)行有關(guān)可編程控制器的研究十分必要。本文將結(jié)合可編程控制器的工作原理以及工作特點(diǎn)，分析和研究可編程控制器在電氣控制中具體應(yīng)用的方法，希望對(duì)以后電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展能有所幫助。

關(guān)鍵詞：可編程控制器；電氣控制；應(yīng)用

可編程控制器具有控制水平高的特點(diǎn)，在工業(yè)領(lǐng)域中具有廣泛地應(yīng)用。無(wú)論是機(jī)械制造還是工業(yè)自動(dòng)化控制都需要使用到可編程控制器。可編程控制器的出現(xiàn)大大提高了工業(yè)控制技術(shù)的水平，促進(jìn)了工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。本文將從介紹可編程控制器入手，介紹可編程控制器在電氣控制中的具體應(yīng)用范圍以及相比于其它控制器的優(yōu)勢(shì)，舉出可編程控制器在電氣控制領(lǐng)域中的具體應(yīng)用實(shí)例，分析可編程控制器未來(lái)的發(fā)展方向。

1 可編程控制器簡(jiǎn)介

1.可編程控制器的概念

可編程控制器是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的一種通用控制器。在工業(yè)實(shí)踐過(guò)程中我們通常稱(chēng)之為PLC。所謂的可編程控制器就是指可以利用計(jì)算機(jī)編程技術(shù)來(lái)控制設(shè)備的運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制的目的。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)的不斷發(fā)展，可編程控制器的功能也變得越來(lái)越強(qiáng)大。在可編程控制器剛剛出現(xiàn)時(shí)只具備簡(jiǎn)單的幾個(gè)功能，例如，邏輯運(yùn)算功能、順序控制功能等。現(xiàn)在，可編程控制器具備的功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了當(dāng)時(shí)的預(yù)想，不僅可以實(shí)現(xiàn)家庭自動(dòng)化應(yīng)用的功能，同時(shí)還可以被應(yīng)用于商業(yè)、工業(yè)、公共事業(yè)等多種不同的領(lǐng)域中，為人們的生活和工作提供了極大的方便。

在沒(méi)有可編程控制器前，工業(yè)領(lǐng)域中大多采用繼電器和接觸器進(jìn)行控制操作。這兩種控制方式對(duì)于工業(yè)的發(fā)展也有一定的幫助。但是，這兩種控制方式存在較大的弊端，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到可編程控制器的工作效率。因此，當(dāng)可編程控制器出現(xiàn)以后，在較短的時(shí)間內(nèi)就取代了上述兩種控制方式，成為工業(yè)領(lǐng)域中使用頻率最高的控制設(shè)備。

2.可編程控制器的特點(diǎn)

可編程控制器相比于其它的控制設(shè)備而言具有顯著的優(yōu)勢(shì)。首先，可編程控制器雖然需要編程操作，但是編程過(guò)程中比較簡(jiǎn)單，操作人員經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單地培訓(xùn)就可以掌握編程的方法。而且，可編程控制器的安裝和后期維修保養(yǎng)都比較方便。如果需要進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)或者是需要重新編輯系統(tǒng)花費(fèi)的時(shí)間比較短，不會(huì)影響正常的控制工作。其次，可編程控制器的抗干擾能力比較強(qiáng)，具有很好的穩(wěn)定性，工作過(guò)程的可靠性比較高。在工作的過(guò)程中耗電量比較小。最后，可編程控制器的體積比較小，移動(dòng)比較方便。

2 可編程控制器在電氣控制中應(yīng)用范圍和優(yōu)勢(shì)對(duì)比

1.可編程控制器在電氣控制中的主要應(yīng)用范圍

可編程控制器在電氣控制中具有廣泛地應(yīng)用。但總體來(lái)說(shuō)，可編程控制器在電氣控制中的應(yīng)用可以分成下述幾種。第一，是在開(kāi)關(guān)控制領(lǐng)域中的應(yīng)用。在沒(méi)有使用可編程控制器前，通常是使用繼電器作為開(kāi)關(guān)控制的設(shè)備。但是因?yàn)榭删幊炭刂破骶哂袃煞N控制方式，即邏輯控制和順序控制，從而可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)控制多臺(tái)設(shè)備的目的。所以，在開(kāi)關(guān)控制領(lǐng)域中可編程控制器逐漸取得了繼電器；第二，是在分散控制領(lǐng)域中的應(yīng)用。所謂分散控制就是指在每一個(gè)控制對(duì)象中都安裝可編程控制器，這樣就可以通過(guò)可編程控制器進(jìn)行信號(hào)傳遞，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所有控制對(duì)象進(jìn)行聯(lián)合控制的目的；第三，是在模擬量控制領(lǐng)域中的應(yīng)用。可編程控制器在模擬量控制中的應(yīng)用主要對(duì)流量、液位變化等具體變化過(guò)程的控制；第四，是在集中式控制領(lǐng)域中的應(yīng)用。集中式控制和分散控制具有相同點(diǎn)，就是可以利用可編程控制器對(duì)所有的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，但是集中式控制方式只使用一臺(tái)可編程控制器，集中起來(lái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。

2.可編程控制器和其它控制設(shè)備的優(yōu)勢(shì)對(duì)比

本文主要以可編程控制器在開(kāi)關(guān)控制領(lǐng)域中的應(yīng)用為例，分析可編程控制器相比于繼電器、單片機(jī)控制的優(yōu)勢(shì)。首先，介紹繼電器在開(kāi)關(guān)控制領(lǐng)域中應(yīng)用的劣勢(shì)。繼電器一次性的投入成本比較高，在使用的過(guò)程中能耗比較大，而且采用的是單一控制方式，難以對(duì)多臺(tái)設(shè)備實(shí)施有效地控制，出錯(cuò)率比較高。其次，介紹單片機(jī)控制在開(kāi)關(guān)控制領(lǐng)域中應(yīng)用的劣勢(shì)。單片機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程比較復(fù)雜，編程的難度比較大，而且使用的范圍比較小，只能用于單一成品的生產(chǎn)系統(tǒng)中。最后，介紹可編程控制器在開(kāi)關(guān)控制中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)?？删幊炭刂破骺梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)設(shè)備同時(shí)進(jìn)行控制的目的，使用過(guò)程中的能耗比較低，經(jīng)濟(jì)成本也比較低。在后期使用的過(guò)程中可以根據(jù)需要進(jìn)行系統(tǒng)編輯和升級(jí)。

3 可編程控制器的具體應(yīng)用介紹

可編程控制器在控制領(lǐng)域中最為普遍的應(yīng)用就是對(duì)普通電氣設(shè)備進(jìn)行控制。本文以全自動(dòng)洗衣機(jī)為例，介紹可編程控制器在電氣控制中的具體應(yīng)用。首先，介紹全自動(dòng)洗衣機(jī)的主要功能，其中包括洗滌、脫水等基本的功能，同時(shí)還包括水量控制、洗滌方式選擇等輔助功能?？删幊炭刂破髟谌詣?dòng)洗衣機(jī)中應(yīng)用的具體情況如圖1所示。

在洗衣機(jī)的可編程控制器系統(tǒng)中已經(jīng)有多種應(yīng)用程序，這些應(yīng)用程序都代表著某些具體的功能，是洗衣機(jī)制造商在生產(chǎn)的過(guò)程中就已經(jīng)編寫(xiě)好的程序。人們?cè)谑褂玫倪^(guò)程中只要按照需要選擇特定的程序即可。可編程控制器會(huì)根據(jù)人們選擇的程序進(jìn)行一系列的操作。第一步就是要將電機(jī)等關(guān)閉，然后打開(kāi)進(jìn)水閥門(mén)，之后再控制電機(jī)，使其進(jìn)行正反轉(zhuǎn)。人們?cè)谑褂们皶?huì)設(shè)定洗滌的時(shí)間，當(dāng)洗滌時(shí)間到了以后可編程控制器會(huì)自動(dòng)停止進(jìn)入下一步驟，即脫水。在啟動(dòng)脫水程序前，還會(huì)涉及到脫水失衡報(bào)警等其它控制過(guò)程。完成設(shè)定的脫水次數(shù)任務(wù)以后，可編程控制器會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)行。

4 可編程控制器的未來(lái)發(fā)展方向分析

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)的不斷發(fā)展，可編程控制器的應(yīng)用范圍將會(huì)不斷擴(kuò)大，在生活領(lǐng)域中的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越多。例如，可以將可編程控制器應(yīng)用于樓宇照明系統(tǒng)中。這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)照明系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的，同時(shí)還可以降低樓宇照明系統(tǒng)的能源消耗量。此外，還可以將可編程控制器應(yīng)用于冰箱、空調(diào)等家用電器中，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制家用電器的目的。

5 總結(jié)

總之，可編程控制器的出現(xiàn)對(duì)于電器控制領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義，大大提高了電氣控制的效率。未來(lái)，隨著可編程控制器的不斷發(fā)展，其應(yīng)用范圍會(huì)變得越來(lái)越廣泛，其自動(dòng)化程度也會(huì)大大提高。

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