PLC在工業(yè)電氣自動(dòng)化的研究應(yīng)用

董鵬

摘要：近些年隨著國內(nèi)電子技術(shù)與信息技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，電氣自動(dòng)化越來越受到重視。PLC作為一種可編程的存儲器，能夠更好地促進(jìn)電氣自動(dòng)化在工業(yè)中的應(yīng)用，能夠有效地提高工業(yè)效率。本文從PLC和工業(yè)電氣自動(dòng)化的概念出發(fā)，重點(diǎn)闡述了PLC在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的具體應(yīng)用，希望能為相關(guān)領(lǐng)域的工作人員及研究人員提供一些理論支持與幫助。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；工業(yè)電氣；自動(dòng)化應(yīng)用

中圖分類號：TM76文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 PLC概述

可編程的邏輯控制器，英文為ProgrammableLogicControlle，本文重點(diǎn)闡述的PLC是它的英文縮寫。PLC作為一種新型的通用的可自動(dòng)控制的裝置，可以實(shí)現(xiàn)對工業(yè)環(huán)境的控制，因此主要被人們應(yīng)用于工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)中。PLC很好地融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)與繼電器技術(shù)，人們在使用它時(shí)能夠感知其在操作上的便捷。

2 PLC的工作流程

①輸入采樣。PLC第一個(gè)工作階段，是為輸入采樣階段。PLC讀取采樣數(shù)據(jù)的方式是掃描，在掃描的同時(shí)，PLC會(huì)將讀取到的數(shù)據(jù)存儲在自身攜帶的輸入/輸出映像區(qū)中，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)采樣之后，PLC隨即會(huì)轉(zhuǎn)入用戶程序，并繼續(xù)執(zhí)行輸出刷新操作。過程中，輸入/輸出映像區(qū)中所接收的數(shù)據(jù)不會(huì)因?yàn)檩斎氲臄?shù)據(jù)狀態(tài)發(fā)生改變而改變。因此，在PLC以脈沖信號的形式輸入數(shù)據(jù)時(shí)，對該信號的要求就是寬度一定要比一個(gè)掃描周期大，因?yàn)橹挥斜纫粋€(gè)掃描周期大才能最終保證在任何情況下都可以讀取到輸入的數(shù)據(jù)與信息。②程序執(zhí)行。PLC第二個(gè)工作階段，是為程序執(zhí)行階段。用戶程序在執(zhí)行的過程中，PLC是按照自上而下的執(zhí)行順序?qū)χM(jìn)行掃描，并且按照這一固定的順序與路線對之加以運(yùn)算。之后再根據(jù)得出的運(yùn)算結(jié)果對存儲區(qū)中的狀態(tài)或者入/輸出映像中的狀態(tài)進(jìn)行刷新操作，從而確定用戶程序中的處理指令是否需要執(zhí)行。③系統(tǒng)輸出刷新。PLC第三個(gè)工作階段，是為系統(tǒng)輸出刷新階段，這一階段的工作是可編程控制器所要完成的真正任務(wù)。PLC在這一階段需要完成的操作是在執(zhí)行完用戶程序之后的刷新操作。在這一過程中，系統(tǒng)的CPU（中央處理器）將會(huì)以輸入/輸出映像中相應(yīng)的狀態(tài)以及在第二個(gè)工作階段中輸入的數(shù)據(jù)為根據(jù)來進(jìn)行鎖存電路的操作。在此之后，PLC還要完成其他外設(shè)驅(qū)動(dòng)的工作。

3 PLC的特點(diǎn)和優(yōu)勢

①極高的可靠性與抗干擾力。強(qiáng)大的自我診斷能力、及時(shí)的錯(cuò)誤信息反饋和故障檢測、能夠進(jìn)行屏蔽、濾波、隔離等功能的硬件措施、積極保護(hù)信息、恢復(fù)信息、設(shè)置警戒時(shí)鐘……這些軟件措施都使得PLC具有極高的可靠性與抗干擾力。②極強(qiáng)的通用性與可變的控制程序。PLC在硬件裝置方面品種齊全，而且可以組成能夠滿足不同用戶需求的控制系統(tǒng)，用戶在使用與操作時(shí)也十分便利。③廣泛的適用性。隨著科學(xué)技術(shù)與信息技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代PLC不僅僅可以實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)、順序控制等方面的功能，還可以進(jìn)行數(shù)字和模擬量的輸入/輸出、通信、人機(jī)對話等功能。用戶可以利用PLC控制一整個(gè)生產(chǎn)過程。④簡單且容易掌握的編程。目前，有些技術(shù)操作需要專業(yè)的人士進(jìn)行，而且比較復(fù)雜不易于掌握。PLC由于采用的方式都是梯形圖編程，線路相對而言比較清晰簡單，而且配備有專門的用戶手冊，用戶只要經(jīng)過仔細(xì)的閱讀與短期的訓(xùn)練就可以學(xué)會(huì)編程與控制程序。⑤減少工作量。PLC的用戶程序可以讓電氣自動(dòng)化的員工在實(shí)驗(yàn)室就進(jìn)行相關(guān)的模擬調(diào)試，現(xiàn)場調(diào)試工作量被大大降低。此外，PLC運(yùn)用了軟件取代了傳統(tǒng)的中間繼電器與時(shí)間繼電器，原本需要花費(fèi)大量時(shí)間與精力的控制柜設(shè)計(jì)安裝工作量被大大減少。

4 PLC在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的具體應(yīng)用

4.1 PLC在傳統(tǒng)機(jī)床系統(tǒng)中的應(yīng)用

工業(yè)企業(yè)中傳統(tǒng)的機(jī)床系統(tǒng)都是采用的易出現(xiàn)觸頭接觸不良與線路老化情況的電氣控制模式，這樣勢必會(huì)導(dǎo)致工業(yè)企業(yè)的工作效率低下、能源消耗大以及機(jī)器故障率高等不利于企業(yè)發(fā)展的后果。針對這些問題，PLC可以對傳統(tǒng)機(jī)床系統(tǒng)的電氣部分進(jìn)行改造，改造的內(nèi)容一方面是軟件一方面是硬件。PLC系統(tǒng)不僅僅可以通過編程對其加以控制，還可以對實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。這樣可以大大提高傳統(tǒng)機(jī)床系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證機(jī)床運(yùn)作的效率，企業(yè)機(jī)器維護(hù)的成本得到降低，能源消耗也被降低了。工業(yè)企業(yè)機(jī)床設(shè)備由此從傳統(tǒng)的電氣控制轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嬁刂婆c數(shù)字控制。

4.2 PLC在火電系統(tǒng)中的應(yīng)用

火電廠作為工業(yè)企業(yè)的分類之一，PLC在其中也獲得了廣泛的應(yīng)用。水處理系統(tǒng)、輸煤系統(tǒng)、除渣系統(tǒng)和除灰系統(tǒng)都是火電廠的輔助系統(tǒng)，而且大量的順序控制與開關(guān)量控制在這些系統(tǒng)的工藝流程中是非常之有必要的。PLC不但可以對上面所提及到火電系統(tǒng)的任一系統(tǒng)中的任一工藝流程加以控制，還可以利用該系統(tǒng)的通訊模塊將火電廠全部的數(shù)據(jù)通信逐一都實(shí)現(xiàn)，如此一來，火電廠各輔助系統(tǒng)的運(yùn)行情況也就輕而易舉被掌握了。

4.3 PLC在煤礦系統(tǒng)中的應(yīng)用

我國作為一個(gè)煤礦大國，實(shí)現(xiàn)煤礦領(lǐng)域每個(gè)系統(tǒng)的電氣自動(dòng)化有利于提高煤的產(chǎn)量，更對防范安全事故有著重要的作用。現(xiàn)在一般將PLC應(yīng)用在煤礦的通風(fēng)機(jī)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中，以高性能傳感器為輔助，通風(fēng)機(jī)的各種狀態(tài)都能被實(shí)時(shí)監(jiān)控到。而且在無人值班守夜的情況下，可以在中央控制室實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，最大限度地滿足了生產(chǎn)需求。PLC的故障診斷程序能夠?yàn)槊旱V工作人員提供最基本的信息，以及時(shí)進(jìn)行故障查詢與維護(hù)。

4.4信息通信中的應(yīng)用

PLC技術(shù)的使用給工業(yè)自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用，相關(guān)設(shè)備的生產(chǎn)廠家也都開始重視研究和推出自己的信息系統(tǒng)。就目前的情況看，PLC的通信接口是比較先進(jìn)的。

結(jié)束語

通過以上對于PLC技術(shù)的優(yōu)勢和實(shí)際運(yùn)用的詳細(xì)分析可以明顯的看出，PLC技術(shù)的廣泛應(yīng)用是有著其必然因素的，它的操作簡單、靈活很容易被工作人員接受。同時(shí)其技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，能夠完全適應(yīng)工業(yè)自動(dòng)化的需求。

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