P L C技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的應(yīng)用分析

王宇超

（上海遠(yuǎn)動(dòng)科技有限公司，上海 2 0 0 4 3 9）

P L C技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的應(yīng)用分析

王宇超

（上海遠(yuǎn)動(dòng)科技有限公司，上海 2 0 0 4 3 9）

P L C技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的應(yīng)用不僅可促進(jìn)企業(yè)工作效率的提升，在企業(yè)工作質(zhì)量改善中也發(fā)揮了重要作用。本文從P L C技術(shù)的定義和特點(diǎn)出發(fā)，簡要分析了P L C控制系統(tǒng)的核心技術(shù)，重點(diǎn)分析了P L C技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的應(yīng)運(yùn)用及策略，探討了P L C技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的發(fā)展趨勢(shì)。

P L C技術(shù)；電氣工程；自動(dòng)化控制

1 P L C技術(shù)概述

1.1 P L C技術(shù)的定義和特點(diǎn)

P L C全稱為P r o g r a mma b l e L o g i c C o n t r o l l e r，即可編程邏輯控制器，該技術(shù)可通過對(duì)工業(yè)數(shù)據(jù)的模擬和編程達(dá)到提升工業(yè)環(huán)境安全的目的。P L C系統(tǒng)在自身的存儲(chǔ)器內(nèi)部可以執(zhí)行諸如邏輯運(yùn)算、順序等特定的操作，還可通過對(duì)一些常見的模擬量和數(shù)字量進(jìn)行in l e t和o u t l e t來控制電機(jī)或器械。電氣自動(dòng)化中所使用的傳統(tǒng)控制器系統(tǒng)內(nèi)部接線較復(fù)雜，不僅可靠性較低，能源消耗也較高，同時(shí)也不具備較良好的靈活性。以計(jì)算機(jī)技術(shù)以及接觸器控制技術(shù)為基礎(chǔ)的P L C應(yīng)用輔助繼電器代替了傳統(tǒng)的機(jī)械觸電繼電器，應(yīng)用邏輯關(guān)系代替了原來的連接導(dǎo)線，而這類繼電器的節(jié)點(diǎn)變位時(shí)間可以無限趨近于零，也無需像傳統(tǒng)繼電器一樣考慮返回系數(shù)問題。P L C控制系統(tǒng)具有非常強(qiáng)大的抗干擾能力，因此在復(fù)雜的工業(yè)操作環(huán)境中也可正常應(yīng)用。P L C控制系統(tǒng)采用簡單的指令形式，操作起來簡單便利。正是這些優(yōu)勢(shì)，P L C技術(shù)在近些年逐漸取代了傳統(tǒng)系統(tǒng)運(yùn)用于電氣工程及其自動(dòng)化控制中。

1.2 P L C控制系統(tǒng)的核心技術(shù)

1.2.1 P L C控制技術(shù)

中央處理器、存儲(chǔ)介質(zhì)、輸入輸出接口、電源等部件構(gòu)成了P L C控制系統(tǒng)，用戶也可根據(jù)實(shí)際需求添加輔助控制等外部輔助設(shè)備，各部件功能如下：（1）中央處理器的主要功能是分析數(shù)據(jù)，接收并處理用戶輸入的指令或數(shù)據(jù)；（2）存儲(chǔ)介質(zhì)的主要功能是存儲(chǔ)用戶程序中的相關(guān)信息與數(shù)據(jù)；（3）輸入輸出接口的作用在于接收或傳遞指令信號(hào)；（4）電源的作用則為控制系統(tǒng)電源的接通與關(guān)閉。通常而言，P L C控制系統(tǒng)的工作原理與計(jì)算機(jī)的工作原理類似，接通電源后進(jìn)行中央處理器的自動(dòng)診斷，診斷結(jié)束后對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行處理，這些均屬于準(zhǔn)備工作；準(zhǔn)備工作完成后再選擇用戶程序進(jìn)行掃描，并通過輸入輸出口進(jìn)行控制。一旦在應(yīng)用P L C控制系統(tǒng)過程中出現(xiàn)不合理的情況，我們即可從中央處理器自動(dòng)診斷步驟重新開始。

1.2.2 P L C控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

在進(jìn)行P L C控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，我們需遵循以下幾個(gè)原則：（1）P L C控制系統(tǒng)的安全性與可靠性需得到保證，同時(shí)還要滿足控制對(duì)象的基本需求。（2）在確保P L C控制系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行的情況下，最大限度縮小成本投入，提高生產(chǎn)制造企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還需進(jìn)行系統(tǒng)的擴(kuò)展開發(fā)，以便系統(tǒng)升級(jí)或再次開發(fā)操作。（3）P L C控制系統(tǒng)下生產(chǎn)出的產(chǎn)品不僅需保證質(zhì)量，還需保證安全性。

2 P L C技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的運(yùn)用

2.1 在順序控制方面的運(yùn)用

P L C技術(shù)作為順序控制器進(jìn)行應(yīng)用是目前其在實(shí)際生產(chǎn)生活中應(yīng)用最為普遍的環(huán)節(jié)，如應(yīng)用P L C技術(shù)清理火力發(fā)電廠的飛灰和爐渣。在順序控制過程中，一旦自動(dòng)化控制系統(tǒng)在發(fā)揮自身效能時(shí)遇到困難，生產(chǎn)效率將變低。P L C在順序控制方面的應(yīng)用主要涉及遠(yuǎn)程控制、現(xiàn)場(chǎng)傳感、主站層這三個(gè)部分的內(nèi)容，我們?cè)谶M(jìn)行自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與組合時(shí)需確?？茖W(xué)性與合理性，以充分發(fā)揮P L C技術(shù)在順序控制方面的性能。

2.2 在開關(guān)量控制方面的運(yùn)用

P L C技術(shù)在應(yīng)用于電氣工程及其自動(dòng)化控制中時(shí)可以可編程存儲(chǔ)器的身份參與進(jìn)虛擬繼電器運(yùn)行過程中。在對(duì)繼電器進(jìn)行通斷控制時(shí)，P L C控制系統(tǒng)往往需要很長的反應(yīng)時(shí)間，這實(shí)際上也就意味著繼電器難以在短路保護(hù)期間得到有效控制。這正是P L C在運(yùn)用過程中不斷出現(xiàn)的缺點(diǎn)之一，改善這一缺點(diǎn)的措施有自動(dòng)切換系統(tǒng)與P L C技術(shù)的綜合運(yùn)用，這一手段不僅可改變系統(tǒng)反應(yīng)慢的現(xiàn)狀，同時(shí)還可促進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)作效率的提升，而這正是P L C技術(shù)在開關(guān)量控制方面的應(yīng)用。

3 P L C技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的運(yùn)用策略

早在電氣工程自動(dòng)化控制智能化發(fā)展的起步階段，P L C技術(shù)已經(jīng)在該領(lǐng)域有了應(yīng)用，最具代表性的是電氣工程自動(dòng)化控制對(duì)信息技術(shù)的初步利用。近些年，計(jì)算機(jī)技術(shù)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使得P L C技術(shù)理論體系逐漸完善，其在電氣工程自動(dòng)化控制中所發(fā)揮的作用也越來越大。為了更好地將P L C技術(shù)應(yīng)用于電氣工程及其自動(dòng)化控制中，筆者認(rèn)為可采用以下策略。

3.1 深入展開P L C技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制

為了給P L C技術(shù)的運(yùn)用提供思路，我們需從電氣工程自動(dòng)化控制的實(shí)際需求出發(fā)，既要鼓勵(lì)全球權(quán)威的專家學(xué)者通過大量實(shí)踐案例進(jìn)行P L C技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的理論研究，還要對(duì)P L C技術(shù)進(jìn)行深度開發(fā)。

3.2 積極開展專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)工作

P L C控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的綜合素養(yǎng)較低是影響其在電氣工程自動(dòng)化控制中運(yùn)用的主要因素，因此我們需更加重視設(shè)計(jì)人員的專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，確保其掌握P L C技術(shù)。

3.3 加快建立健全P L C技術(shù)的運(yùn)用規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)

在運(yùn)用P L C技術(shù)時(shí)，其規(guī)范性與統(tǒng)一性非常重要，因此我們需加快建立健全相應(yīng)的運(yùn)用規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還需推動(dòng)其成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以為電氣工程自動(dòng)化控制的信息化發(fā)展奠定較為夯實(shí)的基礎(chǔ)。

3.4 為系統(tǒng)設(shè)計(jì)單位與使用單位建立有效的溝通機(jī)制

有效的溝通機(jī)制可確保系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)與實(shí)際生產(chǎn)需求相符，系統(tǒng)設(shè)計(jì)單位與使用單位之間也可及時(shí)針對(duì)設(shè)計(jì)或使用過程中存在的問題進(jìn)行交流溝通。

除以上4種策略外，我們還需對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境加以考慮，如在極易受到電波干擾的惡劣環(huán)境下，設(shè)計(jì)人員可安排對(duì)應(yīng)的抗干擾設(shè)備，以保證P L C控制系統(tǒng)切實(shí)發(fā)揮自身效能。

4 P L C技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的發(fā)展趨勢(shì)

4.1進(jìn)一步提升P L C控制系統(tǒng)的可靠性與抗干擾性

在過于惡劣或電磁干擾過于強(qiáng)烈的生產(chǎn)環(huán)境下，P L C控制系統(tǒng)在運(yùn)算或控制過程中極易出現(xiàn)偏差管理現(xiàn)象，甚至還會(huì)因某些重要環(huán)節(jié)出現(xiàn)的錯(cuò)誤而導(dǎo)致工業(yè)生產(chǎn)秩序紊亂。

因此，進(jìn)一步提升P L C控制系統(tǒng)的可靠性與抗干擾性是P L C未來發(fā)展的科學(xué)方向。在這一方向指導(dǎo)下，我們需采取措施提升系統(tǒng)在惡劣環(huán)境以及電磁信號(hào)密集環(huán)境下的抗干擾能力，而并盡量減少系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝及使用過程中各類因素對(duì)系統(tǒng)所產(chǎn)生的負(fù)面影響。

4.2 推動(dòng)P L C系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化發(fā)展模式不斷邁進(jìn)

1 9 7 5年D C S技術(shù)問世，到目前，其在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用以及研發(fā)水平日益成熟，但由于提升的空間有限，因此其逐漸出現(xiàn)了后勁不足的現(xiàn)象。

P L C技術(shù)與D C S技術(shù)的充分融合則有利于二者優(yōu)劣互補(bǔ)，經(jīng)過合理通化與創(chuàng)新發(fā)展，一種全新的控制系統(tǒng)產(chǎn)生并且在電氣工程中得到了較為廣泛的應(yīng)用，即F C S控制系統(tǒng)，這將使得進(jìn)一步綜合與強(qiáng)化的應(yīng)用在系統(tǒng)內(nèi)數(shù)字化、自動(dòng)化及智能化的控制中得以實(shí)現(xiàn)。在不久的將來，F(xiàn) C S控制系統(tǒng)技術(shù)還將進(jìn)一步拓寬其在火電廠工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，同時(shí)還將獲得持續(xù)的完善與更新。

5 結(jié)語

近些年，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與接觸器控制技術(shù)的發(fā)展，P L C控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用得到了進(jìn)一步完善，其技術(shù)理論體系也越來越成熟。綜上所述，P L C技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中有著傳統(tǒng)機(jī)械觸電繼電器所無法比擬的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)，而互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與信息技術(shù)的成熟將使得其控制系統(tǒng)更加安全可靠，其在電氣工程自動(dòng)化控制領(lǐng)域的應(yīng)用也將得到進(jìn)一步的深入。

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