電氣工程控制系統(tǒng)中PLC關(guān)鍵技術(shù)的有效運用探析

廖山河

（淮南舜泰化工有限責任公司 安徽 淮南 232072）

電氣工程控制系統(tǒng)中PLC關(guān)鍵技術(shù)的有效運用探析

廖山河

（淮南舜泰化工有限責任公司 安徽 淮南 232072）

PLC關(guān)鍵技術(shù)在信息化技術(shù)蓬勃發(fā)展的條件下應運而生，尤其在電氣工程控制系統(tǒng)的運用越來越廣泛，并且發(fā)揮著相當重要的作用。把PLC技術(shù)運用到電氣行業(yè)中，使自動化控制水平得到提高。本文以PLC技術(shù)為基礎，闡述了其在電氣工程控制中的運用，并對這種技術(shù)發(fā)展趨勢進行了展望。

電氣工程；控制系統(tǒng)；PLC技術(shù)；運用

1 引言

現(xiàn)場總線技術(shù)的快速發(fā)展產(chǎn)生了PLC技術(shù)，是一種新興技術(shù)，這種技術(shù)結(jié)合了控制技術(shù)和計算機技術(shù)等。電氣工程控制的逐步改進和優(yōu)化是借助本身的系統(tǒng)順序控制、信息加工處理、閉環(huán)過程控制等來實現(xiàn)的。以此來使控制系統(tǒng)的自動化水平得到提高，滿足大部分工業(yè)生產(chǎn)的需求。另外，這種技術(shù)還可以提升效率和質(zhì)量，并為工業(yè)生產(chǎn)提供基礎保障。隨著社會科技和工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的進步，PLC關(guān)鍵技術(shù)肯定會發(fā)展越來越好。

2 PLC概述

2.1 PLC技術(shù)發(fā)展

PLC（Programmable Logic Controller）技術(shù)起源于美國，開始投入生產(chǎn)是在20世紀60年代，順序控制是其核心功能，隨著時間推移越來越多的國家將該項技術(shù)借鑒于工業(yè)生產(chǎn)，直到80年代這種技術(shù)實現(xiàn)飛速發(fā)展，功能更加齊全，包括函數(shù)運算、高數(shù)技術(shù)等。PLC關(guān)鍵技術(shù)，主要是其核心控制功能，慢慢廣泛應用于越來越多的領域。

2.2 PLC技術(shù)的結(jié)構(gòu)

可編程邏輯控制器，其實質(zhì)是一種專門用在工業(yè)控制領域的計算機，它的主要結(jié)構(gòu)基本與微型計算機基本相同，PLC技術(shù)的結(jié)構(gòu)為：電源，PLC的電源對整個系統(tǒng)的正常工作起著非常重要的作用。假如沒有可靠、良好的電源為其供電，PLC是無法工作的，因此制造商是非常重視對可編程邏輯控制器的電源的設計制作；中央處理單元(CPU)，中央處理單元(CPU)是PLC的控制中心，主要是以掃描的方式收發(fā)現(xiàn)場各輸入設備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，然后分別存入I/O映象區(qū)，再讀取程序進而控制相應設備；存儲器，主要分為存放系統(tǒng)軟件的系統(tǒng)程序存儲器和存放應用軟件的用戶程序存儲器；輸入輸出接口電路，輸入接口電路用于連接PLC與現(xiàn)場控制的接口界面，輸出接口電路集成了選通電路、數(shù)據(jù)寄存器和中斷請求電路；功能模塊，如計數(shù)、定位等；通信模塊。

3 PLC的功能特點

3.1 編程簡單，使用方便

使用各種編程語言，如語句表、梯形圖和邏輯圖等，不需要計算機知識，所以整個系統(tǒng)的開發(fā)時間短，容易在現(xiàn)場調(diào)試。此外，可以在不拆動硬件的情況下，實時改變控制方案，現(xiàn)場修改程序。

3.2 功能強，性價比高

無論多大的PLC，內(nèi)部都有非常多的編程元件，可供用戶使用，具有很強的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)相當復雜的控制功能。相同功能的繼電器和PLC相比，PLC性價比很高。PLC能夠?qū)崿F(xiàn)分散控制，集中管理，在通過通信聯(lián)網(wǎng)的控制條件下。

3.3 硬件配套齊全，用戶使用方便，適應性強

PLC產(chǎn)品逐漸系列化、模塊化、標準化，并結(jié)合各種各樣的供用戶選用的硬件裝置，用戶可靈活方便地對系統(tǒng)進行配置，組裝成不同型號、不同功能的系統(tǒng)。PLC的安裝接口也十分方便，一般接口都有固定的接線端子可與外部連接。PLC的帶負載能力特別強大，一般的小型交流接觸器和電磁閥可被直接驅(qū)動。在確定硬件配置后，可以通過修改程序方便快捷地適用各種工藝條件。

3.4 可靠性高，抗干擾能力強

很多的繼電器被應用于繼電器控制系統(tǒng)，接觸不良容易導致故障的發(fā)生。時間繼電器、中間繼電器被PLC編寫軟件代替，只剩下關(guān)鍵的輸入和輸出硬件，線路減少，使線路故障大大減少。PLC使用了一系列軟件和硬件抗干擾方法，抗干擾能力非常強，平均無故障時間相對延長，可用于干擾強烈的工業(yè)現(xiàn)場。

4 PLC關(guān)鍵技術(shù)的應用

4.1 PLC控制系統(tǒng)設計

電氣工程控制系統(tǒng)的核心是可編程邏輯控制器，控制器的設計質(zhì)量關(guān)系著整個系統(tǒng)的運行。PLC控制系統(tǒng)設計要注意以下三個原則：控制設計成本。成本的高低和企業(yè)的經(jīng)濟效益直接掛鉤，合理控制成本不僅能夠提升效益，同時也可預留后期系統(tǒng)維護的資金。為系統(tǒng)的升級與研發(fā)預留資金。保證系統(tǒng)安全運行，這是設計的首要任務?？刂菩矢撸乖诳刂葡到y(tǒng)下的產(chǎn)品質(zhì)量符合要求。在按照設計原則設計的基礎上，詳細地對對控制系統(tǒng)進行設計。做需求分析，選擇CPU，確定輸入與輸出設備。分別設計I/O模塊和CPU模塊，繪制原理圖。最后，編寫控制程序，調(diào)試、測試、完善功能。

4.2 閉環(huán)過程控制

電氣工程控制系統(tǒng)主要測量的相關(guān)模擬量包括溫度、壓力、流量等，主要采用的方式是閉環(huán)控制，實現(xiàn)持續(xù)不間斷對此類模擬量的控制，以此達到模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量。使用PLC技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)內(nèi)容的轉(zhuǎn)化是通過I/O模塊進行控制的。

4.3 信息加工處理

隨著社會科技的不斷發(fā)展，越來越多電器設備被人們所應用，也增大了對電力能源的需求。所以，在進行電氣工程控制過程中，所需要的數(shù)據(jù)信息也逐漸增加，這種情況下，如果仍然采用傳統(tǒng)的控制技術(shù)，則將會導致每個環(huán)節(jié)的成本增加，甚至導致最后的控制結(jié)果變差，處理數(shù)據(jù)也不可靠，最終使電氣工程無法正常開展。但是采用PLC技術(shù)，在CPU模塊的幫助下，自動處理控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息，進而處理分析各種數(shù)據(jù)，為整個系統(tǒng)控制提供參考數(shù)據(jù)。

4.4 系統(tǒng)順序控制

和以往的繼電器設備控制相比，PLC關(guān)鍵其優(yōu)勢特點相當，主要體現(xiàn)在系統(tǒng)的運行效率得到明顯提升，以及系統(tǒng)損耗大大降低。借助于PLC關(guān)鍵技術(shù)，可有效控制系統(tǒng)單個工藝流程，這是依靠信息存儲模塊實現(xiàn)的。而且，把此模塊與通信總線連接，可協(xié)調(diào)生產(chǎn)車間的各種功能。

5 PLC關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展趨勢

今后，各種各樣的新式的電氣工程產(chǎn)品將被制造出來，這需要符合具體的設計要求，優(yōu)化人機界面，這樣可以很好地發(fā)揮PLC在電氣工程控制中的作用。

可以說，PLC這一新型技術(shù)是電氣控制工程發(fā)展的必然趨勢，主要用于大型的PLC電氣控制體系，實現(xiàn)和其他控制系統(tǒng)的連接。

6 結(jié)語

總而言之，PLC關(guān)鍵是一項非常先進的技術(shù)，對目前的電氣工程控制系統(tǒng)來說。該技術(shù)可大大降低傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的不足，將整個系統(tǒng)的質(zhì)量效率明顯提升。因此，將其運用在電氣工程控制系統(tǒng)中，可極大地發(fā)揮它的作用和功能。所以，對電氣控制工程廠商而言，發(fā)展PLC技術(shù)是非常重要的一項工作。

[1]劉烈金.電氣工程及自動化控制系統(tǒng)的應用[J].科技創(chuàng)新與應用，2015.

[2]劉君.探究電氣工程及自動化的控制系統(tǒng)的應用[J].科技風，2015.

[3]張振國.PLC技術(shù)在電氣工程自動化控制中的應用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015.

TM921.5 【文獻標識碼】A 【文章編號】1009-5624（2018）01-0030-02

廖山河（1986-），男，漢，安徽省淮南市，助理工程師，本科，研究方向：電氣工程及其自動化。