PLC在電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用價(jià)值研究

付旻

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中獲得了良好的發(fā)展空間，逐漸成為電氣自動(dòng)控制的重要發(fā)展趨勢(shì)。傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)在運(yùn)行中存在較大弊端，無法滿足電氣自動(dòng)控制的需求，而PLC技術(shù)的使用可以提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，降低成本，達(dá)到良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)電氣工程的可持續(xù)發(fā)展。本文就對(duì)PLC在電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行分析和探究。

關(guān)鍵詞：PLC；電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)；應(yīng)用價(jià)值

中圖分類號(hào)：TM921 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）19-0087-02

在科學(xué)技術(shù)日新月異的背景下，科技的發(fā)展在很大程度上促進(jìn)了各個(gè)行業(yè)的進(jìn)步，使電氣自動(dòng)化的發(fā)展邁入到全新的階段。在電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中引入PLC技術(shù)，可以縮短工作的時(shí)間，確保工作安全，節(jié)約大量的物力與人力，為社會(huì)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)國民生產(chǎn)總值水平的提升。當(dāng)前如何在電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用PLC，已經(jīng)成為業(yè)界的重要研究課題。

1 PLC技術(shù)概述

PLC（可編程邏輯控制器）作為一種可編程的存儲(chǔ)器，用于內(nèi)部數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，利用一定的邏輯語言加以判斷，借助虛擬數(shù)據(jù)或數(shù)字語言控制機(jī)械生產(chǎn)，確保生產(chǎn)的高效運(yùn)行。通常PLC是指利用微電腦技術(shù)制造的通用自動(dòng)控制設(shè)備，其利用可編程存儲(chǔ)器來存儲(chǔ)內(nèi)部程序，并執(zhí)行用戶的指令，如算數(shù)操作、順序控制、計(jì)數(shù)、定時(shí)、邏輯運(yùn)算，從而有效控制生產(chǎn)過程。PLC最早出現(xiàn)于1968年的美國，通用汽車公司借助PLC取代繼電器控制輸出裝置，通過輸出刷新階段、用戶程序執(zhí)行階段、輸入采樣階段構(gòu)成一個(gè)工作循環(huán)周期。其中輸入采樣階段是指讀入數(shù)據(jù)和所有輸入狀態(tài)，將其存入I/O映像區(qū)；輸出刷新階段是指以I/O映像區(qū)為依據(jù)，CPU按照對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)進(jìn)行工作，然后經(jīng)過輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行輸出[1]。通常PLC具有實(shí)用性和適應(yīng)性強(qiáng)、質(zhì)量小、占地面積小等特點(diǎn)，能夠借助組合方式的改變，更好地適應(yīng)不同規(guī)模的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)。由于PLC易于開發(fā)與自檢維護(hù)，調(diào)試和編程語言簡便，運(yùn)算能力較強(qiáng)，因此其在工業(yè)上的應(yīng)用范圍極為廣泛，面對(duì)非常規(guī)的情況時(shí)能有效抗干擾，確保性能的可靠。

2 PLC在電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用價(jià)值

2.1 具體應(yīng)用

首先，數(shù)控領(lǐng)域。電氣自動(dòng)控制技術(shù)在數(shù)控領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用，可以發(fā)揮PLC技術(shù)編程的優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)數(shù)控工作的準(zhǔn)確度。如數(shù)控電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中，利用PLC編程方式嚴(yán)格控制數(shù)控機(jī)床操作中的不同工藝參數(shù)，使機(jī)床能在設(shè)置的范圍內(nèi)完成相應(yīng)動(dòng)作。將PLC技術(shù)應(yīng)用于電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中，可以提高控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確率，避免因系統(tǒng)的運(yùn)行誤差而降低產(chǎn)品質(zhì)量?，F(xiàn)階段，電氣控制系統(tǒng)在PLC技術(shù)的基礎(chǔ)上，能在數(shù)控生產(chǎn)中最大限度發(fā)揮出該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，讓控制程序?yàn)橄到y(tǒng)提供編輯的方式，提高數(shù)控生產(chǎn)的質(zhì)量。

其次，空調(diào)領(lǐng)域?？照{(diào)領(lǐng)域?qū)﹄姎庾詣?dòng)控制系統(tǒng)具有較高的要求，PLC技術(shù)的運(yùn)用能夠降低控制難度。一般空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中有多種控制方法，但是PLC自動(dòng)控制技術(shù)具有最高的效率，這是因?yàn)镻LC控制系統(tǒng)不需考慮外界環(huán)境的影響，可讓用戶根據(jù)自己定制的程序來高效執(zhí)行電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)[2]。如將PLC技術(shù)用于中央空調(diào)電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)，確保系統(tǒng)運(yùn)作的高效性，使用戶根據(jù)自身需求控制空調(diào)，延長系統(tǒng)的維修周期和工作效率，更好地滿足客戶需求，達(dá)到良好的經(jīng)濟(jì)效益。

最后，交通領(lǐng)域。PLC技術(shù)在交通領(lǐng)域中的應(yīng)用基本表現(xiàn)為交通信號(hào)燈控制方面，借助該控制方式的運(yùn)用來確保道路中車輛和行人能遵守交通規(guī)則。在該應(yīng)用層面，電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)借助PLC技術(shù)準(zhǔn)確控制線路，借助編程和邏輯控制的方式控制信號(hào)燈，并且PLC技術(shù)與交通控制系統(tǒng)的結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的總線控制功能。例如：道路交通出現(xiàn)堵塞問題，利用該控制系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)備收集道路路面的信息，將其反饋給相關(guān)部門，有效連接監(jiān)控系統(tǒng)和相關(guān)信息的傳輸，不需操作人員發(fā)出指令即可自動(dòng)完成上述操作，降低交通事故的發(fā)生率，保障路面的通暢性，全面監(jiān)控整個(gè)道路交通。

2.2 應(yīng)用價(jià)值

第一，調(diào)控開關(guān)量。PLC的實(shí)質(zhì)就是利用虛擬繼電器取代機(jī)械繼電器，這是因?yàn)樘摂M繼電器的反應(yīng)時(shí)間在控制層面基本為零，適合用于控制開關(guān)量。傳統(tǒng)常規(guī)的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)主要是將電磁繼電器作為控制器，這種繼電器無法進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，反應(yīng)速度較慢，擁有極為繁瑣的電路接法，維修及維護(hù)的成本高，不僅需要耗費(fèi)許多精力和時(shí)間，還會(huì)降低系統(tǒng)的可靠性。而PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，不會(huì)損壞器材，確保操作的便捷，使開關(guān)量的控制擁有迅速的反應(yīng)，提高系統(tǒng)控制的穩(wěn)定性，因此PLC被廣泛應(yīng)用于開關(guān)量的控制中。

第二，順序控制。對(duì)于常規(guī)繼電器而言，其在斷路器控制的反應(yīng)時(shí)間無法避免，這種情況會(huì)出現(xiàn)控制不及時(shí)的情況，從而導(dǎo)致其他不良情況的發(fā)生。在順序控制中采用PLC技術(shù)時(shí)，可以用虛擬繼電器取代常規(guī)繼電器，這是因?yàn)樘摂M繼電器不存在維護(hù)和接線的過程，反應(yīng)時(shí)間為零，能在極短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)控制的目標(biāo)，利用簡單的分合閘控制斷路器，促進(jìn)工作環(huán)境的改善。例如：順序控制作為火電廠除灰系統(tǒng)和除渣系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，將其應(yīng)用于輸煤系統(tǒng)中，不僅可以提高工作效率，減少工作時(shí)間，還能借助電腦實(shí)時(shí)控制現(xiàn)場，避免物力和人力的浪費(fèi)。

第三，自動(dòng)切換。供電質(zhì)量的重要指標(biāo)之一就是供電的可靠性，有些企業(yè)設(shè)置備用電源來保障供電的質(zhì)量，然而備用電源的使用是以手動(dòng)操作為基礎(chǔ)進(jìn)行供電，在這短短的幾秒鐘內(nèi)可能會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失[3]。在實(shí)際工作中采用基于PLC的備用電源，可以借助編程了解設(shè)備的工作方式，利用其數(shù)據(jù)處理能力和邏輯運(yùn)算能力實(shí)現(xiàn)備用電源的操作及實(shí)時(shí)自動(dòng)切換。如供電局在生產(chǎn)中采用PLC備用電源，能夠及時(shí)解決電力系統(tǒng)的運(yùn)行故障，提高系統(tǒng)的安全性與可靠性。

第四，數(shù)據(jù)處理。PLC技術(shù)的功能不斷增多，如從以往的單純控制中心系統(tǒng)到現(xiàn)今的邏輯性計(jì)算、線性代數(shù)計(jì)算和函數(shù)運(yùn)算，這些運(yùn)算管理具有很高的精準(zhǔn)性。PLC可以分析、歸納和總結(jié)數(shù)據(jù)，并將其與存儲(chǔ)中心的參考值進(jìn)行對(duì)比，然后開展下一步的操作；同時(shí)PLC能夠利用自身的通信功能對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，或者是直接打印這些數(shù)據(jù)，以技術(shù)人員的實(shí)際需求為依據(jù)制成表格。總之，由于PLC具有較強(qiáng)的專業(yè)性、精確性和柔韌性，因而在電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用。

3 PLC在電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中的發(fā)展趨勢(shì)

第一，加強(qiáng)與其他先進(jìn)技術(shù)的結(jié)合。技術(shù)的發(fā)展要與時(shí)俱進(jìn)，善于吸收其他現(xiàn)先進(jìn)的技術(shù)，使其為自己所用，這樣才能不斷創(chuàng)新發(fā)展?，F(xiàn)階段，有些先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展為PLC的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)，如DCS控制系統(tǒng)在火電系統(tǒng)中的普及等，但目前DCS技術(shù)的發(fā)展速度較慢，而PLC取得了迅猛發(fā)展。在未來的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中，有機(jī)結(jié)合DCS技術(shù)和PLC技術(shù)，將兩者的優(yōu)點(diǎn)加以綜合，形成全新的控制系統(tǒng)，確保電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)具備工業(yè)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化、自動(dòng)化的特征。第二，增強(qiáng)PLC的抗干擾性能。常規(guī)的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)缺乏較強(qiáng)的抗干擾能力，尤其是在惡劣環(huán)境下的工作，往往會(huì)因無法獲得正確數(shù)據(jù)而導(dǎo)致工作無法順利實(shí)施；而PLC具有較強(qiáng)的抗干擾能力，可以適應(yīng)更多的工業(yè)現(xiàn)場。值得注意的是，PLC控制系統(tǒng)有時(shí)也無法獲得正確的數(shù)據(jù)，特別是在極端惡劣環(huán)境下無法獲取準(zhǔn)確的運(yùn)算結(jié)果，繼而導(dǎo)致生產(chǎn)過程受強(qiáng)烈的阻礙而無法正常工作，因此提高PLC的抗干擾能力將會(huì)成為PLC在電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中的發(fā)展趨勢(shì)。

4 結(jié)語

綜上所述，PLC作為一種科學(xué)先進(jìn)的技術(shù)，將其用于電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中，可以很好地克服傳統(tǒng)電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的缺陷，保證自動(dòng)控制的可靠穩(wěn)定、方便靈活，降低運(yùn)行成本，提高生產(chǎn)效率。當(dāng)然PLC技術(shù)在發(fā)展中面臨著一定的挑戰(zhàn)，只有相關(guān)人員不斷進(jìn)行創(chuàng)新與探索，才能最大限度發(fā)揮出PLC技術(shù)的價(jià)值，使其獲得全面的進(jìn)步與更大的推廣。

參考文獻(xiàn)

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