電氣設(shè)備自動化控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用

王浩

摘 要：PLC的全稱為可編程邏輯控制器，在控制領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，尤其在電氣設(shè)備中的應(yīng)用不僅實(shí)現(xiàn)了電氣設(shè)備的自動化控制，而且控制質(zhì)量及效率得以明顯提升，因此，有關(guān)PLC技術(shù)在電氣設(shè)備中的應(yīng)用，成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的熱門話題。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備 自動化控制 PLC技術(shù) 應(yīng)用

中圖分類號：TM92 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）11（c）-0098-02

隨著科技發(fā)展，人們的生產(chǎn)生活對電氣設(shè)備自動化控制要求不斷提高，自動化、智能化成為控制領(lǐng)域的主要發(fā)展方向。其中作為人們生產(chǎn)生活重要設(shè)備的電氣設(shè)備，因PLC技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了自動化控制，降低控制工作難度的同時，極大的提高了電氣設(shè)備控制效率。

1 PLC技術(shù)相關(guān)理論

PLC技術(shù)自動控制功能的實(shí)現(xiàn)，需要有硬件與軟件支撐，其中軟件中的應(yīng)用軟件可由用戶自行編寫，以完成相關(guān)控制工作。

1.1 PLC系統(tǒng)硬件構(gòu)成

PLC在電氣設(shè)備自動化控制中的應(yīng)用基于PLC系統(tǒng)，該系統(tǒng)的硬件部分由基本控制單元、擴(kuò)展單元、編程器等構(gòu)成。其中基本控制單元包括中央處理器、存儲器、I/O模塊、外圍接口、電源等硬件。擴(kuò)展單元用于增加特殊功能或I/O模塊數(shù)量，以更好的滿足實(shí)際自動化控制需要，如網(wǎng)絡(luò)通信、高速計(jì)數(shù)、定位控制等。編程器則供用戶輸入、調(diào)試控制程序。

1.2 PLC系統(tǒng)軟件構(gòu)成

PLC系統(tǒng)軟件是其工作所用各種程序的組合，分為系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件，其中系統(tǒng)軟件為系統(tǒng)的管理程度與用戶指令解釋的程序，由制造廠家負(fù)責(zé)編寫，被固化在系統(tǒng)的程序存儲器中，用戶不能直接進(jìn)行修改與讀寫。應(yīng)用軟件是用戶根據(jù)控制要求，采用PLC編程語言編制的程序。PLC編程語言語言種類較多，總的可分為用圖形符號表達(dá)程序、用文字符號表達(dá)程序兩大類，其中梯形圖語言是PLC編程應(yīng)用最為廣泛的語言，具有容易掌握、可讀性強(qiáng)、編程簡單等優(yōu)點(diǎn)。PLC梯形圖構(gòu)成遵守以下基本規(guī)則。

（1）PLC內(nèi)部寄存器包括動斷觸點(diǎn)、動合觸點(diǎn)兩種基本符號，同一標(biāo)號的觸點(diǎn)可多次、反復(fù)使用。（2）梯形圖中的輸出“線圈”使用符號表示，作為輸出變量同一標(biāo)號的輸出繼電器僅允許使用一次，不過可多次、反復(fù)使用其觸點(diǎn)。（3）梯形圖按照從上到下、從左到右順序畫出，并且各邏輯行從母線開始，左側(cè)先將動斷觸點(diǎn)或動合觸點(diǎn)畫出，尤其應(yīng)將并聯(lián)接點(diǎn)多的位置畫在最左端。右側(cè)為輸出變量，可并聯(lián)，但不能串聯(lián)。

2 PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)方法

PLC控制程序設(shè)計(jì)可運(yùn)用多種方法，需根據(jù)實(shí)際情況選擇最佳設(shè)計(jì)方法，尤其注重設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)的考慮，根據(jù)PLC自動化控制要求，認(rèn)真分析控制程序，做好程序的優(yōu)化，保證控制程序設(shè)計(jì)質(zhì)量?？紤]到基于繼電器梯形圖設(shè)計(jì)方法在電氣設(shè)備自動化控制中應(yīng)用廣泛，接下來重點(diǎn)介紹基于繼電器梯形圖設(shè)計(jì)方法。

首先，對軟硬件重新劃分。重新劃分軟硬件時，應(yīng)將輸入信號保留，充分考慮PLC軟件功能實(shí)現(xiàn)的操作，如計(jì)數(shù)、定時、邏輯等內(nèi)容。同時，將必要的隔離部件與外部驅(qū)動部件保留下來，經(jīng)以上處理后，可畫出PLC外部I/O連接圖。其次，進(jìn)行等效邏輯轉(zhuǎn)換?？紤]到繼電器梯形圖和PLC梯形圖結(jié)構(gòu)形式、編程原理較為相近，因此，可根據(jù)實(shí)際情況完成兩者之間的等效邏輯轉(zhuǎn)換。最后，防止重復(fù)輸出錯誤出現(xiàn)。在同一程序中，如多個邏輯行賦值同一繼電器線圈，會引起控制邏輯混亂。盡管PLC按照循環(huán)掃描方式執(zhí)行用戶程序，集中更新I/O點(diǎn)，當(dāng)遇到同一變量被多次賦值時，僅最后一次賦值有效，因此，設(shè)計(jì)程序時應(yīng)避免多次賦值情況的出現(xiàn)，保證程序的正確性與合理性。

3 PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制中的應(yīng)用

3.1 PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制中的應(yīng)用原則

眾所周知，PLC技術(shù)專業(yè)性強(qiáng)，涉及的細(xì)節(jié)較多，為保證其在電氣設(shè)備自動化控制中更好的應(yīng)用，應(yīng)用時應(yīng)注意遵守以下原則。

首先，合理選型原則。當(dāng)前PLC技術(shù)發(fā)展迅速，市場出現(xiàn)多種型號的PLC機(jī)，選型時，應(yīng)充分考慮電氣設(shè)備所處環(huán)境，以及自動化控制工作要求，選用運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)方便的機(jī)型。例如，電氣設(shè)備所處環(huán)境良好，維修量小時，可考慮使用整體式結(jié)構(gòu)的PLC。同時，還應(yīng)綜合考慮PLC機(jī)的性價比。其次，注重程序最優(yōu)化原則。編寫PLC控制程序時，要求技術(shù)人員認(rèn)真分析生產(chǎn)工藝要求，進(jìn)行控制程序的編寫，而后還應(yīng)根據(jù)自動化控制狀況，對程序進(jìn)行優(yōu)化，提高程序運(yùn)行效率。最后，適應(yīng)性原則。部分生產(chǎn)工藝環(huán)境復(fù)雜，應(yīng)用PLC技術(shù)時應(yīng)充分考慮環(huán)境因素給PLC相關(guān)部件造成的影響，如環(huán)境溫度、濕度、振動情況等，確保PLC系統(tǒng)能夠在復(fù)雜環(huán)境中穩(wěn)定工作，實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的自動化控制。

3.2 PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制的應(yīng)用體現(xiàn)

PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制中的應(yīng)用體現(xiàn)在很多方面，如順序控制、開關(guān)量控制、閉環(huán)控制等，在軟件程序的支撐下，實(shí)現(xiàn)對電氣設(shè)備的自動化控制，取得良好控制效果。

3.2.1 PLC技術(shù)在順序控制中的應(yīng)用

順序控制指結(jié)合控制系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)際，在充分參考生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，綜合考慮控制系統(tǒng)影響因素、內(nèi)部狀態(tài)等，保證系統(tǒng)能夠按照預(yù)定設(shè)置，自動完成相關(guān)操作。將PLC技術(shù)應(yīng)用到電氣設(shè)備自動化控制中優(yōu)點(diǎn)顯著。例如，對繼電器控制元件利用PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)順序控制，不僅有助于提高控制靈敏度，而且還可通過控制部件的模塊化操作，運(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制，避免控制迅速紊亂造成的不良影響，使得控制的時效性大大提高。

3.2.2 PLC技術(shù)在開關(guān)量控制中的應(yīng)用

電氣設(shè)備傳統(tǒng)自動化控制主要借助電磁性繼電器對開關(guān)量的控制實(shí)現(xiàn)，不過隨著需要控制的電氣設(shè)備越來越多，給控制工作提出較高要求，尤其需要進(jìn)行復(fù)雜的系統(tǒng)接線操作。另外，該種情況下控制系統(tǒng)運(yùn)行影響因素較多，運(yùn)行穩(wěn)定性受到較大不良影響。而將PLC技術(shù)應(yīng)用到開關(guān)量的控制中，可有效避免上述不良情況的發(fā)生。應(yīng)用中一方面，做好原有控制系統(tǒng)的分析，尋找PLC技術(shù)與原有控制系統(tǒng)的契合點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)兩者的無縫對接。另一方面，掌握電氣設(shè)備運(yùn)行需求，使用PLC技術(shù)對相關(guān)控制環(huán)節(jié)進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化，進(jìn)一步提高電氣設(shè)備控制水平與質(zhì)量。

3.2.3 PLC技術(shù)在閉環(huán)控制中的應(yīng)用

PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制中的應(yīng)用還體現(xiàn)在閉環(huán)控制中。泵機(jī)是較為常用的電氣設(shè)備，擁有自動啟動、手動啟動以及現(xiàn)場控制箱啟動等，其中在對泵機(jī)運(yùn)行環(huán)境以及運(yùn)行狀態(tài)綜合分析的基礎(chǔ)上，利用PLC技術(shù)對泵機(jī)的自動啟動進(jìn)行優(yōu)化，掌握泵機(jī)運(yùn)行參數(shù)，適當(dāng)調(diào)整泵機(jī)運(yùn)行參數(shù)，輸入控制系統(tǒng)中，使泵機(jī)運(yùn)行參數(shù)更好的滿足生產(chǎn)要求。實(shí)踐表明，PLC技術(shù)在閉環(huán)控制中的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)突出，不僅降低控制工作難度，而且提高可控制系統(tǒng)穩(wěn)定性與安全性。

4 結(jié)論

PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制中的應(yīng)用，極大地提高了控制工作水平，使電氣設(shè)備運(yùn)行更好地滿足生產(chǎn)需要，因此，注重PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制中的應(yīng)用研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文通過研究得出以下結(jié)論。

（1）PLC技術(shù)控制功能的實(shí)現(xiàn)，基于復(fù)雜的硬件與軟件系統(tǒng)，因此，為保證其更好地應(yīng)用在電氣設(shè)備自動化控制中，要求技術(shù)人員掌握扎實(shí)的專業(yè)知識，明確PLC系統(tǒng)的硬件構(gòu)成以及軟件編寫專業(yè)知識。

（2）PLC控制程序設(shè)計(jì)是應(yīng)用PLC技術(shù)的關(guān)鍵，要求技術(shù)人員明確程序控制目標(biāo)、運(yùn)用合適方法與編程語言，進(jìn)行程序編寫。同時，做好程序的檢查與調(diào)試工作，避免重復(fù)輸出錯誤的出現(xiàn)。

（3）PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制中的應(yīng)用體現(xiàn)在諸多方面，如在順序控制中的應(yīng)用、在開關(guān)量控制中的應(yīng)用以及在閉環(huán)控制中的應(yīng)用等，為保證PLC技術(shù)優(yōu)勢的充分發(fā)揮，應(yīng)用時應(yīng)注重遵守合理選型、程序最優(yōu)化原則、適應(yīng)性原則。

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