基于PLC技術在電氣自動化控制中的應用研究

袁占杰++于貴波++王書海++蘇續(xù)軍

摘要：隨著電子計算機技術的飛速發(fā)展，PLC技術被廣泛應用在電氣自動化控制中，促進了電氣自動化控制水平的提升，也促進了電氣自動化行業(yè)的進一步發(fā)展。本文主要通過對PLC技術應用優(yōu)勢的分析，重點闡述了PLC技術在電氣自動化控制中的具體應用及未來發(fā)展趨勢，希望對同行業(yè)者起到參考借鑒的作用。

關鍵詞：PLC技術 電氣自動化控制 應用

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）12-0022-01

上世紀中后期，總線技術的興盛與發(fā)展帶動了現(xiàn)代計算機、通信和控制技術的深入探索與研究，可編程控制器（PLC）應運而生，最早被應用到汽車行業(yè)。PLC技術的基礎是以微處理器作為媒介，實現(xiàn)與電腦、互聯(lián)網(wǎng)以及終端等技術聯(lián)合，進行控制，已經(jīng)成為電氣自動化控制中的主流技術，處理數(shù)據(jù)與運算能力更加強大，形成儀表——電氣——計算機一體化的控制體系，使得PLC技術逐漸商業(yè)化。

1 PLC技術介紹

編程邏輯控制器（PLC）以微處理器為依托，結合計算機、互聯(lián)網(wǎng)、通信和自動控制技術開發(fā)出來的工業(yè)控制裝置。PLC可以在相應的系統(tǒng)實行編程儲存，依據(jù)用戶的不同指令執(zhí)行相應的邏輯運算。而且在專門的軟件系統(tǒng)支持下，PLC本身的內(nèi)部控制器會以排列堆棧的方式對指令的順序進行堆棧，并完成數(shù)據(jù)狀態(tài)的多次掃描處理，然后將掃描結論通過信號控制的形式傳達給執(zhí)行模塊，CPU則會將程序循環(huán)執(zhí)行。在一般的PLC電氣控制系統(tǒng)中，接線數(shù)量不是很多，接線端口同時也是輸入和輸出端口，而系統(tǒng)中內(nèi)部線路則會以軟件的方式完成接線過程，當PLC進行運作時，這些線路就會將控制的指令以邏輯代數(shù)的形式存儲在PLC儲存設備中，若控制的要求出現(xiàn)變化，只需要簡單調(diào)整儲存程序，就能夠滿足控制要求。

在電氣自動化控制中之所以廣泛應用PLC技術，主要基于兩點：（1）PLC技術的應用，使得電氣自動化產(chǎn)品的儲存量明顯增大。PLC作為先進的應用技術，擁有特定的用戶程序儲存器和系統(tǒng)程序儲存器。用戶程序儲存器主要用來儲存為用戶提供各項功能的軟件，而系統(tǒng)程序儲存器則主要用來儲存系統(tǒng)中的軟件。PLC系統(tǒng)先進的存儲器結構使得電氣自動化產(chǎn)品的存儲功能更加強大。（2）PLC技術的應用，使得電氣自動化產(chǎn)品的智能化程度更高。電氣自動化產(chǎn)品融合PLC技術后，反應更加靈敏，效率也更高，整體的智能化水平顯著提高。PLC技術借助系統(tǒng)軟件來實現(xiàn)控制。CPU既負責對系統(tǒng)運行中狀態(tài)進行相應的判斷，并將存儲的數(shù)據(jù)傳輸給輸出裝置，又負責處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)，從而保證CPU可以根據(jù)生產(chǎn)要求實現(xiàn)系統(tǒng)控制。例如，中央空調(diào)的設計，就充分運用了PLC技術高智能化的特點。

2 PLC技術在電氣設備自動化中的具體應用

2.1 順序控制應用

電氣設備自動化控制期間，設備運轉時間與能耗消耗呈正比，對企業(yè)生產(chǎn)會造成很大的影響。PLC技術的融合能對電氣設備自動化進行順序控制，可有效改善現(xiàn)有狀態(tài)。例如，火力發(fā)電廠應用 PLC 技術進行爐渣和飛灰的清理，主要是將PLC作為順序控制器來應用。如果自動化控制器作用發(fā)揮的不充分，就會降低生產(chǎn)效率，阻礙企業(yè)經(jīng)濟效益的提高。因此，只有充分發(fā)揮PLC技術作為順序控制器的應用效能，對自動化控制系統(tǒng)進行 科學合理的整合與優(yōu)化，才能使 PLC 技術的順序控制效能充分發(fā)揮。自動化控制系統(tǒng)包含現(xiàn)場傳感、遠程控制以及主站層三個主要部分，這三部分缺一不可，它們是 PLC 技術發(fā)揮順序控制效能的有力保障。

2.2 開關量控制的應用

在傳統(tǒng)的電氣開關量自動化控制中，企業(yè)通常選擇應用點磁性繼電器來進行各項操作任務。這種系統(tǒng)接線的操作控制方法弊端較多，不但操作出點多，而且系統(tǒng)接線操作也較繁瑣，穩(wěn)定性較差，時常會受到外界各項條件影響。一般繼電器電路是在繼電器開關控制過程中完成開關控制的，反應時間長且無法對電路短路起到保護作用。用PLC代替一般機械繼電器，自動切換系統(tǒng)能夠以編程存儲器的方式影響虛擬繼電器運行，彌補了一般繼電器控制反饋時間相對較長的缺點，同時也實現(xiàn)對短路情況的控制，使自動化控制設備得到優(yōu)化，達到了提升生產(chǎn)效率的目的。

2.3 閉環(huán)控制的應用

在控制系統(tǒng)中，泵類電機可以采用自動啟動、機旁手啟動和現(xiàn)場控制箱啟動等多種啟動方式。PLC技術在泵類電機啟動系統(tǒng)中的應用，打破了傳統(tǒng)人力控制格局，實現(xiàn)了泵類電機的自動化控制。PLC技術的自動化控制能夠滿足電氣設備泵類電機系統(tǒng)的不同要求，對運行狀態(tài)進行合理化控制，提升電氣設備自動化控制的效率。PLC技術應用于閉環(huán)系統(tǒng)控制，提高了電氣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性，同時也使電氣設備自動化控制系統(tǒng)得到不斷完善。

3 PLC控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

隨著PLC技術應用的深入，電氣自動化控制水平不斷提升，相應的電氣自動化產(chǎn)品種類會更加豐富，規(guī)格更加齊全。PLC技術通過與多種新興技術的融合，能夠設計出更加完美的人機互動界面，更好地適應于各種電氣自動化控制場合的需求。例如，目前的計算機集散控制系統(tǒng)DCS中，PLC技術以其強可靠性、廣網(wǎng)絡化、高智能化、高響應速度和高集成度等特點應用其中，取得了較好的成績。在未來的生活中，PLC控制系統(tǒng)的主要發(fā)展方向應側重于抗干擾以及數(shù)字化?？垢蓴_能力是控制系統(tǒng)必備的能力，PLC控制系統(tǒng)可以在電源處加裝LC濾波電路或通過系統(tǒng)拓展出隔離變壓器用于屏蔽。而數(shù)字化方面的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在基于PLC技術的數(shù)字編程控制。

4 結語

隨著數(shù)字化技術及互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，PLC控制系統(tǒng)也會更加安全可靠，不斷開發(fā)出更多新的應用功能，進一步突破現(xiàn)有的應用技術瓶頸，實現(xiàn)強干擾下依然能夠穩(wěn)定有效地工作，為PLC技術的網(wǎng)絡化應用夯實基礎。未來PLC技術依然具有廣闊的發(fā)展前景，將向著更加開放、更加分布式的方向發(fā)展，對電氣自動化控制行業(yè)將會產(chǎn)生更為深遠的影響。

參考文獻

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