PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用探討

管鄒鋒

摘 要：本文首先介紹了PLC技術(shù)，并對(duì)其在電氣工程方面的應(yīng)用進(jìn)行了闡述，說(shuō)明了其控制的原則和技術(shù)，展望了其未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；電氣工程；自動(dòng)化控制

可編程邏輯控制器（Programmable logistic controller，PLC），這種控制器有著很強(qiáng)的抗干擾能力，應(yīng)用范圍及其廣泛。在我國(guó)的自動(dòng)控制工業(yè)中有著較多的應(yīng)用。隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，人們對(duì)于工業(yè)產(chǎn)品的自動(dòng)化程度和科技含量的要求越來(lái)越高，因此可編程邏輯控制器的發(fā)展空間進(jìn)一步的擴(kuò)大。由于可編程邏輯控制器PLC有著很強(qiáng)的接口性能，基于PLC的自動(dòng)控制系統(tǒng)有著很好的適用性，這樣就能夠在PLC控制系統(tǒng)中嵌入很多先進(jìn)的算法，進(jìn)一步提高PLC的廣泛性，適用性和智能型。PLC發(fā)展的空間逐步擴(kuò)大，迎來(lái)基于的時(shí)候，也面臨著挑戰(zhàn)，如PLC的發(fā)展有著模塊化的趨勢(shì)，組件化程度不斷的增高，可靠性和穩(wěn)定性不斷的增加。在這種挑戰(zhàn)之下，有必要對(duì)于我國(guó)的基于PLC的自動(dòng)控制系統(tǒng)制定合理的策略，該策略將為我國(guó)的PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)提供發(fā)展方向，同時(shí)對(duì)于更多更加復(fù)雜的算法的嵌入提供指導(dǎo)。

電氣工程專業(yè)是一個(gè)國(guó)家產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，電氣工程專業(yè)的發(fā)展水平很大程度上的決定了一個(gè)國(guó)家的現(xiàn)代化水平。電氣工程專業(yè)的發(fā)達(dá)程度也直接影響到了國(guó)計(jì)民生，因此，電氣工程自解放以來(lái)就一直是我國(guó)發(fā)展的重點(diǎn)。電氣工程目前最有前景的發(fā)展方向就是將電氣工程和自動(dòng)化控制工程相結(jié)合起來(lái)，因?yàn)殡姎夤こ倘绻軌蚝妥詣?dòng)控制工程有機(jī)的結(jié)合，就能夠使得電氣工程的生產(chǎn)效率大大提高，從而降低生產(chǎn)成本和勞動(dòng)力的成本，將有限的資源應(yīng)用到更加需要的地方去。在這個(gè)過(guò)程中，PLC起到了舉足輕重的作用，引入基于PLC的自動(dòng)控制系統(tǒng)將使得電氣工程邁上一個(gè)新的臺(tái)階。

本文介紹了PLC的簡(jiǎn)要情況，發(fā)展現(xiàn)狀和在電氣工程中的應(yīng)用情況。

1 PLC的簡(jiǎn)要敘述

1.1 PLC的主要發(fā)展歷程

PLC控制技術(shù)和其他的控制技術(shù)有著很大的不同：如計(jì)算機(jī)控制，單片機(jī)控制，繼電器控制等。繼電器控制主要是根據(jù)繼電器出頭的動(dòng)作進(jìn)行控制系統(tǒng)的操作，其能夠?qū)崿F(xiàn)的功能非常簡(jiǎn)單，而且耗能較大，壽命較小。計(jì)算機(jī)控制適合于室內(nèi)環(huán)境，對(duì)于環(huán)境有著很高的要求，因?yàn)橛?jì)算機(jī)本身的結(jié)構(gòu)精密復(fù)雜，很難承受惡劣的環(huán)境，單片機(jī)主要涉及在工業(yè)上的簡(jiǎn)單控制和數(shù)據(jù)采集，配置簡(jiǎn)單成本低廉，但是同樣是功能不足。PLC技術(shù)則集合了以上幾種控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：有著內(nèi)部存儲(chǔ)器進(jìn)行存儲(chǔ)，該存儲(chǔ)器成為內(nèi)存，主要用于存放控制邏輯，同時(shí)利用半導(dǎo)體電路進(jìn)行控制。雖然說(shuō)PLC相比于計(jì)算機(jī)控制簡(jiǎn)單一些，能夠?qū)崿F(xiàn)的功能也較少，但是其穩(wěn)定性和可靠性使其在復(fù)雜的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制應(yīng)用中有著不可替代的地位。

1.2 可編程邏輯控制器的發(fā)展和現(xiàn)實(shí)情況

PLC技術(shù)從誕生到現(xiàn)在，已經(jīng)有了幾十年的歷程。PLC在許多場(chǎng)合的應(yīng)用取得了成功，自身也有著很大的發(fā)展，起初，PLC適用于傳統(tǒng)制造業(yè)，現(xiàn)在PLC自身的發(fā)展能夠使其適用于在很多其他地方的應(yīng)用。PLC最有利的價(jià)值在于和電氣工業(yè)的結(jié)合，其諸多優(yōu)點(diǎn)使其在電氣工程中有著很廣泛的應(yīng)用，利用了PLC控制系統(tǒng)的電氣工程，發(fā)生了革命性的變化。PLC在電氣工程中主要承擔(dān)了許多控制環(huán)節(jié)，如：順序，開(kāi)關(guān)和閉環(huán)控制等多種控制方式。這些控制在自動(dòng)控制系統(tǒng)中屬于核心的地位。順序控制在各種控制系統(tǒng)和控制環(huán)節(jié)中使用的最多，是各種控制環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)，目前的PLC技術(shù)能夠輕松的勝任順序控制。開(kāi)關(guān)控制是指在控制的流程中根據(jù)一定的邏輯開(kāi)關(guān)的通斷或者模式的切換，從一條控制落線到另一條控制路線的轉(zhuǎn)換等。閉環(huán)控制通常用于設(shè)備裝置自身的負(fù)反饋，如電機(jī)轉(zhuǎn)速控制，水泵功率控制和水位控制等等，應(yīng)用廣泛。當(dāng)然，基于PLC控制系統(tǒng)的功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止以上三種，其在各種控制方式和模式之下都有著非常廣泛的應(yīng)用。

2 基于PLC控制系統(tǒng)的核心技術(shù)

2.1 控制技術(shù)

PLC的工作流程是：通電開(kāi)機(jī)，系統(tǒng)自檢，信息處理，輸入輸出。若果發(fā)現(xiàn)輸入輸出信息不和邏輯，則回到系統(tǒng)自檢過(guò)程。PLC控制技術(shù)可以通過(guò)梯形圖的方式表達(dá)整個(gè)控制流程，起到了直觀、方便的作用。還可以用順序圖的方式，易于編寫(xiě)。

基于PLC的控制系統(tǒng)分為硬件部分和軟件部分。硬件部分是PLC的控制邏輯的實(shí)現(xiàn)所必須的一些電子設(shè)備，如二極管，導(dǎo)線，開(kāi)關(guān)等等部件。軟件則是控制功能的載體，包含著控制邏輯的信息，通?？刂迫藛T通過(guò)編寫(xiě)軟件，并通過(guò)軟件邏輯在硬件上的執(zhí)行實(shí)現(xiàn)控制。

2.2 可編程控制器的設(shè)計(jì)原則

PL C在的設(shè)計(jì)階段需要有著以下的原則：首先，PLC程序需要能夠滿足對(duì)于某一受控制系統(tǒng)的控制要求，設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)盡可能的簡(jiǎn)便，易懂，從而使得控制系統(tǒng)的成本較低，突出PLC的穩(wěn)定性強(qiáng)，可靠性強(qiáng)，價(jià)格低廉的優(yōu)勢(shì)。另外PLC的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)能夠滿足一定的接口性能，能夠?qū)崿F(xiàn)擴(kuò)展，升級(jí)和再次開(kāi)發(fā)。另外PLC的封裝性能要求其能夠應(yīng)對(duì)日常的維護(hù)修理。

3 PLC發(fā)展趨勢(shì)

3.1 更強(qiáng)的抗干擾性能

由于電氣工程產(chǎn)品的應(yīng)用面更加廣泛，其產(chǎn)品也將會(huì)在更加惡劣的條件下服役，因此，PLC需要更高的穩(wěn)定性和抗干擾能力，能夠使得電氣設(shè)備的使用環(huán)境更加廣泛。

3.2 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化進(jìn)一步提高

信息時(shí)代的到來(lái)使得數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化成為幾乎所有基于數(shù)字技術(shù)的方法都得到了提高，PLC也不例外，在信息時(shí)代，PLC應(yīng)當(dāng)利用其基于數(shù)字編成的特點(diǎn)，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，增加網(wǎng)絡(luò)化程度，以應(yīng)對(duì)信息時(shí)代網(wǎng)絡(luò)化的潮流。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，PLC技術(shù)無(wú)論是在可靠性還是在穩(wěn)定性方面，都具有很大的優(yōu)勢(shì)，因此在電氣工程上，PLC有很廣泛的應(yīng)用，此外，在應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)也的發(fā)展和進(jìn)步也有推動(dòng)作用，在很多應(yīng)用中引入了先進(jìn)的理念，使PLC技術(shù)在原有的基礎(chǔ)上取得了很大的進(jìn)步。因此，PLC技術(shù)是隨著時(shí)代的發(fā)展而不斷進(jìn)步的，其穩(wěn)定可靠的特性也在進(jìn)一步鞏固，在未來(lái)PLC技術(shù)一定會(huì)發(fā)展到一個(gè)新的高度。

參考文獻(xiàn)

[1]趙聰.人工智能在電氣工程自動(dòng)化技術(shù)中的控制要點(diǎn)[A].河南省機(jī)械工程學(xué)會(huì).2011年河南省先進(jìn)制造技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C].河南省機(jī)械工程學(xué)會(huì)，2011：4.

[2]趙鋼.面向工程應(yīng)用、創(chuàng)新控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A].Hubei University of Technology，China.Proceedings of 2010 Third International Conference on Education Technology and Training（Volume 5）[C].Hubei University of Technology，China：，2010：4.

[3]張俊莉.PLC在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用探究[A].北京市海淀區(qū)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì).第二屆“科協(xié)文化——中關(guān)村論壇”論文集[C].北京市海淀區(qū)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)：2013：1.

（作者單位：江蘇科行環(huán)保股份有限公司）