電氣自動(dòng)化中PLC技術(shù)的應(yīng)用研究

高 宇 于興輝

沈陽(yáng)藍(lán)英工業(yè)自動(dòng)化裝備股份有限公司

一、關(guān)于 PLC技術(shù)

PLC是專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一種數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)。其存儲(chǔ)器采用了可編程序以實(shí)現(xiàn)在其內(nèi)部存儲(chǔ)進(jìn)行運(yùn)算、控制、記錄等操作指令，并可以將存儲(chǔ)內(nèi)容通過(guò)數(shù)字或模擬量等形式進(jìn)行輸入或輸出來(lái)控制工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。傳統(tǒng)的工業(yè)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，各種電控盤(pán)之間的電氣控制大都采用電氣連接線(被稱(chēng)作是硬件)進(jìn)行連接，這種連接線在使用中維護(hù)量大，可靠性差，尤其是當(dāng)線路復(fù)雜、控制線路距離長(zhǎng)時(shí)，無(wú)論是安裝還是調(diào)試都顯得非常的麻煩在現(xiàn)場(chǎng)的維護(hù)過(guò)程中，由于控制線路繁多復(fù)雜出現(xiàn)短路、開(kāi)路等事故率也大得多，這給就維護(hù)人員帶來(lái)了諸多的不便，在實(shí)際檢修過(guò)程中，維護(hù)人員也往往因查線難度大而大傷腦筋，經(jīng)常又因檢修不及時(shí)而影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。PLC技術(shù)解決了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)上述缺點(diǎn)，因此近年來(lái)在電氣自動(dòng)化中得到廣泛應(yīng)用。

二、PLC在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

(一)PLC在中央空調(diào)上的應(yīng)用

中央空調(diào)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活有著密切的關(guān)系，無(wú)論是在工業(yè)生產(chǎn)中，還是在城市居民的日常生活中，都是不可缺少的一種工業(yè)系統(tǒng)。例如，在一些對(duì)溫度要求比較高的電子企業(yè)中，中央空調(diào)是車(chē)間生產(chǎn)的必備設(shè)備，一般要借助中央空調(diào)來(lái)穩(wěn)定車(chē)間內(nèi)的溫度。目前，中央空調(diào)冷凍系統(tǒng)的控制方式主要有3種，即早期的繼電器控制系統(tǒng)、直接數(shù)字式控制器(DDC)以及可編程序控制器(PLC)控制系統(tǒng)。其中，PLC控制系統(tǒng)不僅智能化水平較高，而且具有良好的抗干擾能力，并且對(duì)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也沒(méi)有硬性的要求，運(yùn)行的可靠性大大提高，使用和維護(hù)起來(lái)也很方便，目前已經(jīng)成為中央空調(diào)中應(yīng)用最廣泛的控制系統(tǒng)。

(二) PLC在公路交通系統(tǒng)上的應(yīng)用

隨著城市的快速發(fā)展，公路交通系統(tǒng)在很大程度上決定了城市的秩序，尤其 是交通秩序，立交橋等城市交通系統(tǒng)的復(fù)雜化，使交通信號(hào)燈的控制更加困難。傳統(tǒng)的交通信號(hào)燈的控制方式，已經(jīng)不適應(yīng)公路交通系統(tǒng)快速發(fā)展的需要。因此，現(xiàn)在很多城市將PLC技術(shù)應(yīng)用到交通信號(hào)燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，形成了PLC型交通信號(hào)燈控制器，對(duì)交通信號(hào)燈的控制能力大大增強(qiáng)，使其對(duì)城市發(fā)展的適應(yīng)力能力明顯地提高。這是因?yàn)镻LC控制器對(duì)外部環(huán)境的適應(yīng)力很強(qiáng)，并且內(nèi)部也具有豐富的定時(shí)器資源，對(duì)城市交通發(fā)展中常用的“漸進(jìn)式”信號(hào)燈能夠進(jìn)行精確的控制，特別是能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)岔路口的控制。目前，國(guó)內(nèi)使用的PLC交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)在內(nèi)部具有實(shí)時(shí)時(shí)鐘，通過(guò)PLC編程控制可以對(duì)交通信號(hào)進(jìn)行全天候的無(wú)人管理。由于PLC控制器自身具有聯(lián)網(wǎng)通訊的功能，這樣就能夠幫助交通部門(mén)對(duì)各個(gè)信號(hào)燈進(jìn)行局域網(wǎng)式的統(tǒng)一調(diào)度和管理，最大程度地縮小車(chē)輛信號(hào)燈的等候時(shí)間，從而更加科學(xué)地對(duì)城市交通進(jìn)行管理。

(三)PLC在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著我國(guó)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中一種不可缺少的技術(shù)，而數(shù)控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)與PLC應(yīng)用有著密切的關(guān)系。目前常見(jiàn)的數(shù)控系統(tǒng)主要有3種，即點(diǎn)位控制系統(tǒng)、直線控制系統(tǒng)、連續(xù)控制系統(tǒng)。在工業(yè)生產(chǎn)中，數(shù)控系統(tǒng)主要用于機(jī)械加工，其中點(diǎn)位控制一般用于孔加工機(jī)床，如鉆孔機(jī)床、鏜孔機(jī)床等，其是為了在加工過(guò)程中實(shí)現(xiàn)由一個(gè)位置向另一個(gè)位置的精確移動(dòng)，一般來(lái)說(shuō)并不考慮加工物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，移動(dòng)過(guò)程中一般不進(jìn)行加工。目前，數(shù)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)主要有2種方式，即全功能數(shù)控裝置和單板機(jī)控制，這2種控制系統(tǒng)都應(yīng)用了PLC，只不過(guò)在功能和應(yīng)用范圍上有很大的區(qū)別。全功能數(shù)控裝置的功能非常完善，但是價(jià)格非常昂貴，對(duì)于一些企業(yè)來(lái)說(shuō)這種裝置的許多功能完全是多余的。為了滿足一般企業(yè)的發(fā)展需要，市場(chǎng)上出現(xiàn)了基于PLC的單板機(jī)數(shù)據(jù)系統(tǒng)，其是為了解決傳統(tǒng)單片機(jī)中長(zhǎng)期存在的設(shè)計(jì)硬件電路、接口電路、驅(qū)動(dòng)電路和抗干擾問(wèn)題，不僅能根據(jù)生產(chǎn)需要調(diào)整機(jī)床功能，還能根據(jù)技術(shù)進(jìn)步對(duì)機(jī)床功能進(jìn)行升級(jí)，這一點(diǎn)滿足了很多中小企業(yè)的發(fā)展需要，增加了企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的靈活性。

三、PLC在電氣自動(dòng)化中的發(fā)展趨勢(shì)

1 可靠性與抗干擾性得到了提升

PLC控制系統(tǒng)在運(yùn)算或控制時(shí)，如果電氣自動(dòng)化生產(chǎn)環(huán)境條件過(guò)于惡劣或現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾突出強(qiáng)烈，會(huì)有可能造成產(chǎn)生偏差管理現(xiàn)象，并導(dǎo)致某些重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯(cuò)誤，工業(yè)生產(chǎn)的秩序化開(kāi)展會(huì)無(wú)法得到保證。因此，PLC未來(lái)發(fā)展的科學(xué)方向就要有效地提升其系統(tǒng)的可靠性與抗干擾性，我們不僅應(yīng)切實(shí)提升系統(tǒng)在惡劣環(huán)境及電磁信號(hào)密集環(huán)境的抗干擾能力，同時(shí)還應(yīng)強(qiáng)化重視設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、安裝及使用進(jìn)程，盡量使各類(lèi)容易對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響的不良因素減少滋生。

2 PLC系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化與數(shù)字化

隨著電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中DCS技術(shù)應(yīng)用、研發(fā)水平的日益成熟，其可提升的空間越來(lái)越有限，后續(xù)的發(fā)展力量體現(xiàn)出后勁不足的停滯狀態(tài)，而PLC技術(shù)的產(chǎn)生與科學(xué)發(fā)展，能很好地與DCS技術(shù)進(jìn)行充分地融合，PLC和DCS互相吸收了彼此的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，并逐步合理同化，創(chuàng)新發(fā)展成為一種全新的Fes控制系統(tǒng)該系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅保留了原有系統(tǒng)的豐富特性，而且還實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)的全面發(fā)展，令系統(tǒng)內(nèi)數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化的控制實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步綜合與強(qiáng)化的應(yīng)用，未來(lái)該系統(tǒng)技術(shù)還會(huì)繼續(xù)拓寬共在火電廠工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，并進(jìn)行不斷的完善與更新。

三、結(jié)語(yǔ)

為了能夠更廣泛的適應(yīng)未來(lái)各種工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中控制場(chǎng)所的需要，PLC控制系統(tǒng)功能更加強(qiáng)大、人機(jī)界面更完美、通信設(shè)備更完備、現(xiàn)場(chǎng)總線通信能力更成熟，從而更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求。

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[2]劉偉光.PLC在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用與發(fā)展[J].黑龍江科技信息.2011(19)