PLC在電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用探究

郭凱+張騰

摘 要：伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域?qū)﹄姎饪刂葡到y(tǒng)的需求量在不斷增加，為滿(mǎn)足社會(huì)需求，必須加強(qiáng)對(duì)電氣控制系統(tǒng)的科學(xué)性應(yīng)用，將可編程序控制器PLC應(yīng)用到電氣系統(tǒng)之中，能增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的高效性與穩(wěn)定性。而今，PLC的應(yīng)用范圍在不斷拓寬，該控制器具有很強(qiáng)的抗干擾性能，具有功能強(qiáng)、體積小等優(yōu)勢(shì)，對(duì)整個(gè)電氣控制系統(tǒng)具有關(guān)鍵性的價(jià)值。為此，本文就PLC在電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用予以分析。

關(guān)鍵詞：PLC；電氣控制系統(tǒng)；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.159

0 引言

為增強(qiáng)整個(gè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可將可編程序控制器PLC應(yīng)用其中，利用好PLC的諸多優(yōu)勢(shì)，以造福于機(jī)電一體化、工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)與技術(shù)改造等方面，是當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)不可或缺的主動(dòng)力，利于推動(dòng)新時(shí)期工業(yè)化生產(chǎn)的進(jìn)一步推動(dòng)。

1 PLC控制器的基本概述

PLC是可編程控制器，其主要結(jié)合用戶(hù)的實(shí)際需求，在軟件系統(tǒng)環(huán)境下，依照串行的方式，遵照CPU的實(shí)際順序關(guān)鍵點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)性的掃描，最終向各個(gè)數(shù)據(jù)輸出點(diǎn)發(fā)射相關(guān)的控制信號(hào)。無(wú)論在任何情況下，CPU僅可執(zhí)行一條程序命令，直至系統(tǒng)程序結(jié)束，然后再獲取與執(zhí)行下一項(xiàng)命令。

PLC是一種重要的計(jì)算機(jī)，主要用在工業(yè)生產(chǎn)與加工控制領(lǐng)域，該控制器的主要結(jié)構(gòu)包含電源、CPU、接口電路、通信模塊、功能模塊與系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器，每個(gè)結(jié)構(gòu)都會(huì)對(duì)電氣控制系統(tǒng)的運(yùn)行效果產(chǎn)生影響。電源是開(kāi)啟PLC控制器的重要元素，若電源存在故障，整個(gè)電氣控制系統(tǒng)會(huì)陷入癱瘓。因此，為保證PLC控制器的運(yùn)行質(zhì)量，必須強(qiáng)化對(duì)電源質(zhì)量進(jìn)行控制，保證電壓在規(guī)定范圍內(nèi)波動(dòng)，電源要有效的融合到交流電網(wǎng)內(nèi)。CPU是PLC控制器運(yùn)行的大腦，該結(jié)構(gòu)主要負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)的科學(xué)性處理，還能借助該結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的控制，能及時(shí)將寄存器中所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)捷敵鲅b置中。而系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器則是存儲(chǔ)系統(tǒng)軟件的重要存儲(chǔ)器；而用戶(hù)程序存儲(chǔ)器主要是存儲(chǔ)應(yīng)用軟件的重要存儲(chǔ)器。接口電路主要負(fù)責(zé)輸出與輸入數(shù)據(jù)信息，接口電路不同，接口的實(shí)際組成結(jié)構(gòu)也存在很大差異，在諸多結(jié)構(gòu)的共同作用下來(lái)輸入與輸出信號(hào)或數(shù)據(jù)。功能模塊主要發(fā)揮定位功能、技術(shù)功能等。通信模塊主要分為輸入采樣、用戶(hù)程序執(zhí)行與輸出刷新部分。

2 PLC的主要特點(diǎn)

2.1 性?xún)r(jià)比高

通過(guò)對(duì)PLC控制器運(yùn)行狀態(tài)的分析，了解到PLC具有很高的性?xún)r(jià)比，性?xún)r(jià)比高主要與PLC的實(shí)際功能存在必然的聯(lián)系。在整個(gè)PLC控制器中，涉及到大量的編程元件，若元件發(fā)生變化，會(huì)嚴(yán)重影響PLC控制器的控制功能。元件能夠借助通信聯(lián)網(wǎng)來(lái)達(dá)到分散性控制的目的，但是可實(shí)現(xiàn)對(duì)通信網(wǎng)的集中性管理。

2.2 程序簡(jiǎn)單、易操作

對(duì)于PLC而言，程序簡(jiǎn)單、易操作是該控制器的突出性特點(diǎn)。應(yīng)用PLC控制器時(shí)，無(wú)需使用計(jì)算機(jī)技術(shù)與知識(shí)點(diǎn)來(lái)達(dá)到操作的目的，僅要求操作者能理解與掌握編程語(yǔ)言，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作、設(shè)計(jì)與調(diào)試，這樣可大大減少操作者的工作量，利于提高運(yùn)行效率。

2.3 抗干擾性強(qiáng)

相較于其他控制器，PLC具有諸多的優(yōu)勢(shì)，抗干擾能力更強(qiáng)，且具有高度的可靠性。PLC控制器能順利解決觸點(diǎn)接觸不良等問(wèn)題，運(yùn)用輸出、輸入元件來(lái)增強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效果，還可降低故障發(fā)生概率。此外，還可將一系列的軟硬件抗干擾措施應(yīng)用到電氣控制系統(tǒng)之中，能增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性，進(jìn)而可大大提高可靠度。

3 PLC在電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC控制器所涉及到的接線數(shù)量較小，僅僅在輸出端口與輸入端口運(yùn)用實(shí)際的接線，在系統(tǒng)內(nèi)部的其他線路已經(jīng)由相關(guān)的軟件進(jìn)行連接。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，PLC會(huì)發(fā)揮自身自動(dòng)化效果來(lái)進(jìn)行程序形式的展示，且該程序主要存在于存儲(chǔ)器內(nèi)，若控制要求發(fā)生變化，只需對(duì)控制程序進(jìn)行修改，就能進(jìn)行運(yùn)行系統(tǒng)的改變，無(wú)需對(duì)接線進(jìn)行變動(dòng)，充分凸顯了PLC系統(tǒng)的靈活性與實(shí)效性。以下就PLC在電氣控制系統(tǒng)中的具體應(yīng)用進(jìn)行分析。

3.1 開(kāi)關(guān)量邏輯的控制

對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制是PLC控制器最為基礎(chǔ)性的功能之一，在以往的開(kāi)關(guān)量?jī)?nèi)應(yīng)用繼電器電路，以達(dá)到理想的控制效果，利用PLC控制技術(shù)來(lái)將繼電器的電路予以取代，能在開(kāi)關(guān)量之上實(shí)現(xiàn)邏輯與順序上的合理控制，且開(kāi)關(guān)量控制能適用在單臺(tái)的設(shè)備上，還適用在自動(dòng)化流水線上。

3.2 模擬量的控制

在工業(yè)生產(chǎn)與加工進(jìn)程中，電氣控制系統(tǒng)占據(jù)著重要的地位。電氣控制系統(tǒng)的運(yùn)行，其中會(huì)涉及到大量的物理量參數(shù)，如流量、溫度、壓力、速度、液位等模擬量。模擬量的控制，主要是通過(guò)D/A與A/D來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，讓編程器來(lái)處理模擬量，能實(shí)現(xiàn)電氣控制系統(tǒng)運(yùn)行的高效性與科學(xué)性。

3.3 集中式控制系統(tǒng)

在電氣控制系統(tǒng)中，集中控制系統(tǒng)也就是CPU，運(yùn)用具有強(qiáng)大功能的PLC控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)視目的，對(duì)多種設(shè)備進(jìn)行有效的連接，保證這些設(shè)備能受到PLC進(jìn)行統(tǒng)一性管理，進(jìn)而可大大增強(qiáng)系統(tǒng)的指揮性與控制性。與單機(jī)系統(tǒng)相比，集中式控制系統(tǒng)操作起來(lái)更為便捷、經(jīng)濟(jì)，然而此控制系統(tǒng)卻存在一定的弊端，若設(shè)備程序需調(diào)整，其他受到PLC控制器的控制對(duì)象就會(huì)停止運(yùn)作。

3.4 分散控制系統(tǒng)

相較于集中式控制系統(tǒng)，分散控制系統(tǒng)的性能更為先進(jìn)，分散控制系統(tǒng)中任意一臺(tái)獨(dú)立的PLC都可借助傳遞信號(hào)來(lái)達(dá)到控制目的，對(duì)多臺(tái)機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)線來(lái)達(dá)到控制目的，借助數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行連接，任意設(shè)備停止運(yùn)行或需調(diào)整，不會(huì)對(duì)其他的設(shè)備構(gòu)成威脅，且任意一個(gè)控制對(duì)象都有專(zhuān)屬的PLC來(lái)予以控制，進(jìn)而使得彼此間的運(yùn)行不會(huì)受到影響。伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷革新，可借助網(wǎng)絡(luò)連接的方法來(lái)對(duì)PLC控制器實(shí)施底層任務(wù)控制工作，還可與過(guò)程控制予以結(jié)合。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)，滿(mǎn)足工業(yè)化生產(chǎn)的基本需求，必須強(qiáng)化電氣自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)，應(yīng)用PLC控制器，以增強(qiáng)電氣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為此，必須做好開(kāi)關(guān)量邏輯、控制模擬量、集中式控制系統(tǒng)、分散控制系統(tǒng)等的控制，強(qiáng)化對(duì)PLC的巧妙應(yīng)用，以增強(qiáng)整個(gè)電氣控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率，對(duì)現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)行業(yè)是一筆重大的財(cái)富，利于推動(dòng)工業(yè)化產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

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