淺析PLC在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

謝四雄

摘 要：目前社會(huì)中，由于傳統(tǒng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)存在著一系列的問(wèn)題和缺陷，例如運(yùn)行消耗大，維護(hù)安裝繁瑣等， PLC技術(shù)廣泛應(yīng)用于電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中有效的解決了上面存在的問(wèn)題，有效地促進(jìn)了電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的發(fā)展。本文前面部分對(duì)PLC做了一個(gè)介紹，隨后闡述了PLC的應(yīng)用，最后對(duì)PLC在電氣自動(dòng)化中的發(fā)展前景做出了展望。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；電氣自動(dòng)化；應(yīng)用；發(fā)展

隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)的水平的提高，大部分的企業(yè)和工廠(chǎng)在流水線(xiàn)和一些特殊作業(yè)的環(huán)境下，都實(shí)現(xiàn)了高度的自動(dòng)化操作。PLC技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的運(yùn)用使得生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量得到了提高，企業(yè)和社會(huì)的經(jīng)濟(jì)效益等各項(xiàng)指標(biāo)也顯著提升。通常來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)設(shè)備的先進(jìn)性和電氣自動(dòng)化程度有利于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。PLC結(jié)合了計(jì)算機(jī)控制與繼電器控制系統(tǒng)兩方面的優(yōu)點(diǎn)，而且本身具有設(shè)計(jì)輕巧便利，耗電節(jié)省、編程及修改程序靈活等特點(diǎn)，解決了傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)內(nèi)部接線(xiàn)復(fù)雜，性能消耗差等問(wèn)題。因而，PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域中獲到了廣泛應(yīng)用。

一、PLC的介紹

可編程序控制器，也簡(jiǎn)稱(chēng)PLC（Programmable Logic Controller），專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)，是一種新型數(shù)字式電子系統(tǒng)的工業(yè)控制設(shè)備，PLC采用可編程的存儲(chǔ)器，可以完成開(kāi)關(guān)量邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)控制、計(jì)數(shù)控制和數(shù)據(jù)運(yùn)算處理等功能操作。PLC自身具有很多優(yōu)點(diǎn)，首先性比價(jià)很高，節(jié)省了部分接線(xiàn)和占用空間。程序編寫(xiě)比較簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，容易上手，輸入和輸出方面采用數(shù)字式和模擬式形式。硬件在配備上面完整，適應(yīng)性比較強(qiáng)，同時(shí)在控制各種類(lèi)型的機(jī)械和生產(chǎn)過(guò)程及其相關(guān)外部設(shè)備方面， 可以和工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)易如擴(kuò)展的整體，提高了效率。而且PLC在實(shí)現(xiàn)不同控制對(duì)象和數(shù)控機(jī)床的控制中，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過(guò)用軟件方法來(lái)增加或改變控制系統(tǒng)的功能，因而具有很大的靈活性和柔性。

二、PLC在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

（一）在閉環(huán)控制周中的應(yīng)用

目前自動(dòng)電力系統(tǒng)的控制流程和以下變量有關(guān)：壓力、流量、溫度和速度等模擬量，需要對(duì)它們的連續(xù)變化進(jìn)行監(jiān)控。起初PLC 控制系統(tǒng)在閉環(huán)控制上沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，當(dāng)技術(shù)更新后PLC亦具有了閉環(huán)控制這項(xiàng)功能，到目前為止這一技術(shù)已發(fā)展得較為成熟。PLC 模塊生產(chǎn)廠(chǎng)家在生產(chǎn)過(guò)程中基本都具備了PID指令，能夠非常容易地進(jìn)行PID控制，而且它的控制程序是由PLC原廠(chǎng)家設(shè)計(jì)并置于模塊中的。用戶(hù)在使用時(shí)僅需設(shè)置一些常用的參數(shù)，簡(jiǎn)單方便。直接采用PID 指令能夠輕松實(shí)現(xiàn)基于PLC的PID控制，經(jīng)濟(jì)性較高[4]。

（二）在脈沖量運(yùn)動(dòng)控制的應(yīng)用

隨著電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的快速發(fā)展，對(duì)系統(tǒng)控制方式更加多樣化提出了要求，運(yùn)動(dòng)控制通過(guò)對(duì)工作對(duì)象的位置、速度和加速度進(jìn)行的控制。控制方式和對(duì)象更加多樣化，彼此之間互相配合，所以基于脈沖量的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展越來(lái)越成熟，由于PLC己經(jīng)具備了處理脈沖量的能力，通過(guò)脈沖的輸入輸出和相應(yīng)的算法處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)運(yùn)動(dòng)的多樣的控制，使運(yùn)動(dòng)控制和順序控制功能有機(jī)結(jié)合在一起。提高了機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化控制水平，具有成本少、精度高、運(yùn)行快和操作簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)。

（三）在順序控制中的應(yīng)用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電氣自動(dòng)化行業(yè)為了積極響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排的政策要求，通過(guò)提高工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)控制水平來(lái)有效的降低了能源的損耗。PLC控制系統(tǒng)在大型的火電廠(chǎng)中代替原來(lái)的原繼電控制器，生產(chǎn)效率顯著提高。除此之外，傳統(tǒng)的煤電廠(chǎng)已經(jīng)不再使用弱電和人力控制，而是以PLC技術(shù)的微機(jī)控制。輸煤自動(dòng)控制系統(tǒng)采用PLC程序來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，相對(duì)于傳統(tǒng)的輸煤控制系統(tǒng)，極大的簡(jiǎn)化了人員配置，提高了生產(chǎn)效率。另外，PLC技術(shù)在以繼電器邏輯電路為傳統(tǒng)的氣力除灰中得到推廣，為了滿(mǎn)足系統(tǒng)的高效可靠性，采用PLC雙機(jī)熱備，軟件編程方面采用便于修改和可讀性高的模塊化結(jié)構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)電廠(chǎng)鍋爐除灰系統(tǒng)的自動(dòng)控制。

（四）在遠(yuǎn)程控制與通信中的應(yīng)用

21世紀(jì)是信息的時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展在極大的便利了人們的生活，PLC在原有的通信接口上改進(jìn)和提升新的聯(lián)網(wǎng)模塊， 通過(guò)和其它的智能設(shè)備連在一起，形成集中管理的分布式控制系統(tǒng)，這樣不僅加強(qiáng)了聯(lián)網(wǎng)和通信的能力，而且提升了控制能力和效率，便于對(duì)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程部分的行為和效果實(shí)施準(zhǔn)確檢測(cè)與控制，實(shí)現(xiàn)了電氣控制系統(tǒng)的信息化和自動(dòng)化。

三、PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制應(yīng)用的未來(lái)發(fā)展前景

（一）功能和技術(shù)指標(biāo)方面的發(fā)展

目前隨著PLC的不斷發(fā)展，其在電氣設(shè)備控制中的應(yīng)用范圍和深度不斷增加，極大提高了工業(yè)自動(dòng)化水平，也為企業(yè)帶來(lái)了可觀的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。隨著相關(guān)行業(yè)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)控制要求的不斷提高，微處理器和微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，PLC的信息處理與響應(yīng)速度也會(huì)要求更高，用戶(hù)存儲(chǔ)容量也會(huì)增大，所以向著高速，大容量方向的發(fā)展也成為可能。

（二）編程語(yǔ)言的多樣化與標(biāo)準(zhǔn)化

目前，硬件電路功能的發(fā)展和完善不斷提高，PLC軟件技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)會(huì)和多種編程語(yǔ)言的共同進(jìn)步和互相彌補(bǔ)。PCL的編程語(yǔ)言，除了傳統(tǒng)的梯形圖、語(yǔ)句表外，現(xiàn)在出現(xiàn)比較常見(jiàn)的三種語(yǔ)言：順序控制的步進(jìn)編程語(yǔ)言、過(guò)程控制的流程圖語(yǔ)言和微機(jī)兼容的高級(jí)語(yǔ)言等，將會(huì)滿(mǎn)足適應(yīng)各種控制要求。另外，功能更強(qiáng)、通用的組態(tài)軟件將不斷營(yíng)造有利于系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的環(huán)境，對(duì)提高開(kāi)發(fā)效率和資源利用率有很大的作用。

（三）抗干擾能力有待加強(qiáng)

由于PLC控制系統(tǒng)是采用低壓的帶電子設(shè)備，現(xiàn)在工業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，在一些環(huán)境惡劣的情況下，PLC的性能很容易受到外界的影響，導(dǎo)致抗干擾能力比較弱，例如，受到電磁干擾影響比較大，這樣往往會(huì)使輸入輸出數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤，影響生產(chǎn)，嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致設(shè)備故障，因此技術(shù)人員研究開(kāi)發(fā)高性能和抗干擾強(qiáng)的產(chǎn)品顯得尤為重要。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著PLC技術(shù)的應(yīng)用水平不斷提高，除了代替?zhèn)鹘y(tǒng)控制技術(shù)外，PLC技術(shù)也廣泛應(yīng)用在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域，不僅提高了工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的水平和生產(chǎn)效率，而且有效的降低了成本，使企業(yè)的效益最大化，對(duì)于我國(guó)電子技術(shù)的發(fā)展具有良好促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

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