基于PLC的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用分析

朱江橋

【摘要】PLC作為一種使用便捷、功能強(qiáng)大的控制處理器，其程序指令的自動(dòng)編寫與執(zhí)行，對(duì)于實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化有著極為重要的作用。作為電氣自動(dòng)化技術(shù)的核心部件，PLC決定了電氣自動(dòng)化程序的運(yùn)行效率與質(zhì)量，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)具有很大影響。因此，為了不斷提高工業(yè)生產(chǎn)的效率與質(zhì)量，有必要對(duì)基于PLC的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行探討，以加強(qiáng)PLC在電氣工程中的應(yīng)用，推動(dòng)電氣工程的自動(dòng)化進(jìn)程。

【關(guān)鍵詞】PLC;電氣自動(dòng)化;控制

隨著遠(yuǎn)程控制技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟與發(fā)展，PLC得以對(duì)電氣設(shè)備實(shí)現(xiàn)更有效的控制，真正實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的自動(dòng)化管理，提升了電氣設(shè)備的運(yùn)行效率，保證在無人看管的情況下維持設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)于自動(dòng)化管理具有極大的現(xiàn)實(shí)意義。PLC的控制過程需要經(jīng)過輸入、編程與輸出這三個(gè)環(huán)節(jié)，因此，在進(jìn)行自動(dòng)化程序編寫時(shí)，控制人員需要根據(jù)電氣設(shè)備的使用特性對(duì)這三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行密切監(jiān)督，確保無誤后才投入生產(chǎn)使用。

1. PLC概述

PLC的是集互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體的可編程控制處理器，由于其與各新興技術(shù)結(jié)合的特性，因此，PLC在我國出現(xiàn)的時(shí)間并不長(zhǎng)，進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的時(shí)間也并不久，PLC技術(shù)是隨著互聯(lián)網(wǎng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的成熟與發(fā)展出現(xiàn)的，這種技術(shù)大致于上個(gè)世紀(jì)七十年代進(jìn)入我國，真正成熟與發(fā)展則是在上世紀(jì)九十年代，這時(shí)候的PLC技術(shù)才具備全自動(dòng)一體化的控制功能。發(fā)展至今，PLC已經(jīng)具備多種控制系統(tǒng)，但使用最廣泛的仍然是集散與現(xiàn)場(chǎng)總線控制這兩種自動(dòng)化控制系統(tǒng)，這兩種控制方式因其錯(cuò)誤率低、應(yīng)用效果好的特性被廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)的方方面面，極大促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化進(jìn)程。

2. PLC特征

2.1 操作性強(qiáng)

PLC的操作性主要在于其程序的編寫兼容多種邏輯控制語言，在傳統(tǒng)的編程工作中，編程人員編寫的代碼指令往往需要相應(yīng)計(jì)算機(jī)語言的翻譯才能被執(zhí)行人員理解，因此，這就給執(zhí)行人員的設(shè)備管理工作帶來很大困難。但是，PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化管理中的應(yīng)用就避免了上述麻煩，PLC的自動(dòng)化管理流程可以利用相關(guān)圖形符號(hào)與框架圖的形式表達(dá)出來，直觀簡(jiǎn)單的圖形符號(hào)展示使執(zhí)行人員能更快地明白程序運(yùn)行的邏輯順序，依據(jù)電氣設(shè)備的運(yùn)行要求對(duì)電氣設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行操作，對(duì)電氣設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)督，使得不具備專業(yè)編程能力的工作人員也能及時(shí)地對(duì)設(shè)備的自動(dòng)化進(jìn)程加以管理，極大地提高了電氣設(shè)備的可操作性。

2.2 抗干擾能力強(qiáng)

PLC的另一重要特點(diǎn)便是抗干擾能力強(qiáng)，PLC的強(qiáng)抗干擾能力是保證電氣設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。作為PLC的重要特征，其抗干擾能力主要體現(xiàn)在對(duì)外界環(huán)境變化的及時(shí)報(bào)警處理。PLC之所以具備強(qiáng)抗干擾特性，是因?yàn)镻LC內(nèi)部包含著抗干擾電路與自動(dòng)報(bào)警裝置，在外部環(huán)境與內(nèi)部系統(tǒng)發(fā)生異樣波動(dòng)時(shí)，抗干擾裝置能夠及時(shí)發(fā)出警告信號(hào)，有效避免了外部因素或內(nèi)部環(huán)境對(duì)電氣設(shè)備正常運(yùn)行的干擾，使得電氣設(shè)備額能夠在穩(wěn)定的條件下正常運(yùn)行。除此之外，在對(duì)自動(dòng)化控制程序進(jìn)行編寫時(shí)，還能夠預(yù)先加入診斷機(jī)制，用以對(duì)程序的執(zhí)行情況進(jìn)行診斷，幫助程序更好地運(yùn)行，避免程序執(zhí)行錯(cuò)誤的情況。

2.3 設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單

PLC編程技術(shù)與其他自動(dòng)化技術(shù)的區(qū)別在于其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式的不同，PLC的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式采用的是存儲(chǔ)邏輯法，大大減少了傳統(tǒng)存儲(chǔ)方法對(duì)存儲(chǔ)空間的占用情況，同時(shí)存儲(chǔ)方式的改變也使得電氣設(shè)備的調(diào)試與維護(hù)更加便捷，而省去了PLC的系統(tǒng)編寫時(shí)間，使得設(shè)計(jì)人員能夠在極短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的構(gòu)建，并根據(jù)電氣設(shè)備實(shí)際生產(chǎn)的需要隨時(shí)隨地對(duì)程序代碼進(jìn)行改寫，簡(jiǎn)化了電氣設(shè)備的維護(hù)流程，降低了電氣設(shè)備的維護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電器設(shè)備的及時(shí)優(yōu)化，最大化工業(yè)生產(chǎn)的效益。

2.4 反應(yīng)靈敏

PLC線路在內(nèi)部構(gòu)造上替換掉了傳統(tǒng)集成線路內(nèi)部的機(jī)械觸電繼電器，從而通過繼電器的替換，實(shí)現(xiàn)了高靈敏度的響應(yīng)機(jī)制的建立。傳統(tǒng)的PLC中的繼電器在節(jié)點(diǎn)傳輸上具有延遲性，而替換后的繼電器則能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)牧阊舆t性，使得程序的反應(yīng)速度大大加快，提升了PLC的反應(yīng)靈敏度。

3. PLC技術(shù)的工作原理

電氣設(shè)備的自動(dòng)運(yùn)行離不開PLC自動(dòng)編程控制技術(shù)的支持，PLC要想正常工作，就必須經(jīng)過以以下三個(gè)階段：數(shù)據(jù)輸入與采樣分析、編程語句的有效執(zhí)行與執(zhí)行結(jié)果的輸出，通過以上三個(gè)環(huán)節(jié)周而復(fù)始的循環(huán)運(yùn)行，電氣設(shè)備才能在PLC技術(shù)的支持下根據(jù)指令代碼自動(dòng)運(yùn)行，因此，十分有必要對(duì)PLC的工作原理進(jìn)行闡述，以更好地了解PLC是如何完成電氣設(shè)備的自動(dòng)化控制的。

3.1 數(shù)據(jù)輸入與采樣分析

這一階段主要是根據(jù)自動(dòng)控制系統(tǒng)的指令要求在特定區(qū)域進(jìn)行代碼編寫，并對(duì)輸入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描，完成采樣分析。

3.2 指令代碼的有效執(zhí)行

指令代碼的有效執(zhí)行離不開對(duì)系統(tǒng)與外部環(huán)境的全盤掃描，指令只有在運(yùn)行環(huán)境掃描無誤，且指令依據(jù)邏輯順序以及編程要求正確運(yùn)行時(shí)才能被有效執(zhí)行。

3.3 執(zhí)行結(jié)果的及時(shí)輸出

當(dāng)指令代碼正確執(zhí)行的情況下，系統(tǒng)得出的結(jié)果才是真實(shí)有效的，這時(shí)，執(zhí)行結(jié)果被反饋到PLC控制系統(tǒng)的中心，當(dāng)控制中心對(duì)反饋結(jié)果產(chǎn)生響應(yīng)時(shí)，電氣設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

4. PLC在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

4.1 開關(guān)量控制方式

開關(guān)量信號(hào)簡(jiǎn)單的說：就是類似于通斷的信號(hào)，一般只有兩種狀態(tài)，接通或者斷開，在自動(dòng)化控制電路中我們一般就是通過NO常開點(diǎn)和NC常閉點(diǎn)的通斷變化來達(dá)到控制設(shè)備的目的的。開關(guān)量輸入一般用DI表示，開關(guān)量輸出一般用DO來表示。常用的開關(guān)量信號(hào)的電氣設(shè)備：電接點(diǎn)壓力表，壓力開關(guān)，行程開關(guān)，接近開關(guān)，感應(yīng)開關(guān)，繼電器類的信號(hào)等等。開關(guān)量控制方式的最重要優(yōu)勢(shì)就是實(shí)現(xiàn)了PLC內(nèi)部組件的獨(dú)立性，避免了組件之間的相互影響，使得PLC系統(tǒng)能夠在某個(gè)組件損壞的情況下仍進(jìn)行正常工作，保證了電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。除此之外，開關(guān)量控制方式還能夠?qū)壿嫾绊樞蛘Z句進(jìn)行有效控制，確保PLC邏輯語句的順利執(zhí)行。