淺談電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的PLC技術(shù)

張華

摘 要：電氣設(shè)備現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，可對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行靈活控制，對(duì)提高生產(chǎn)效率與作業(yè)安全性具有重要意義。PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中起到了至關(guān)重要的作用，將微軟處理器作為基礎(chǔ)，與計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合，充分發(fā)揮了PLC技術(shù)所具有的便捷性、靈活性以及可靠性等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)進(jìn)一步推動(dòng)電氣設(shè)備自動(dòng)化發(fā)展具有巨大作用。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備；自動(dòng)化控制；PLC技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）03-0029-01

電氣自動(dòng)化研究進(jìn)程不斷加快，現(xiàn)在PLC技術(shù)憑借其所具有的優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中，發(fā)出了十分突出的作用。PLC技術(shù)的應(yīng)用，不僅對(duì)傳統(tǒng)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)模式進(jìn)行了創(chuàng)新，同時(shí)還完美解決了以往電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)內(nèi)所存的各種問(wèn)題，在提高電氣設(shè)備管理效率的同時(shí)，為可靠生產(chǎn)做好保障。

1 PLC技術(shù)特點(diǎn)

PLC即以微處理器作為核心的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)裝置，可以通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)器編程，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、定時(shí)/計(jì)算與算數(shù)運(yùn)算、順序控制等操作指令，然后利用數(shù)字式或模擬式輸入、輸出接口，對(duì)機(jī)械與生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行可靠控制，在工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中起到至關(guān)重要的作用。PLC技術(shù)結(jié)合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等，是傳統(tǒng)繼電接觸控制技術(shù)與微機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，相比單純的繼電接觸控制系統(tǒng)，其在實(shí)際應(yīng)用中具有可靠性高、靈活性強(qiáng)、通用性好等優(yōu)點(diǎn)。并且通過(guò)微處理器所具有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，還可以兼顧電氣操作人員動(dòng)作習(xí)慣，通過(guò)PLC編程，無(wú)需將專業(yè)計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言知識(shí)作為基礎(chǔ)，僅需要以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡(jiǎn)單指令便可實(shí)現(xiàn)，整個(gè)過(guò)程更為直觀、簡(jiǎn)單、形象，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中還可以根據(jù)需求對(duì)程序內(nèi)容進(jìn)行修改和調(diào)整，確?？梢愿蟪潭壬蟻?lái)推動(dòng)機(jī)械生產(chǎn)[1]。經(jīng)過(guò)近年來(lái)的發(fā)展，PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用，已經(jīng)逐漸形成了專業(yè)體系，控制系統(tǒng)多為集散控制系統(tǒng)以及現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)為主，能夠保證電氣設(shè)備可以更靈活的應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜環(huán)境，提高設(shè)備運(yùn)行綜合效率。

2 電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中PLC應(yīng)用方向

2.1 電氣設(shè)備自動(dòng)化順序控制

將PLC技術(shù)應(yīng)用到電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中，可以進(jìn)一步提高設(shè)備控制效率，尤其是現(xiàn)在電氣設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間不斷延長(zhǎng)，面對(duì)大量的能源消耗，可通過(guò)PLC技術(shù)控制，在不影響生產(chǎn)效率的同時(shí)，將能耗控制到最低。電氣設(shè)備自動(dòng)化中順序控制，便可實(shí)現(xiàn)控制能源消耗量的要求。電氣設(shè)備自動(dòng)化順序控制，洗即確定生產(chǎn)工藝要求為順序控制依據(jù)，根據(jù)各輸入信號(hào)指令，綜合內(nèi)部狀態(tài)、時(shí)間順序等，促使設(shè)備各執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，保證可以自動(dòng)、有序的完成各項(xiàng)操作指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)主站、開關(guān)量的控制。對(duì)傳統(tǒng)繼電器控制元件性能進(jìn)行優(yōu)化和改善，能夠更大程度上來(lái)實(shí)現(xiàn)順序性以及靈敏性控制，同時(shí)還可以對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備相關(guān)控制部位做更進(jìn)一步的模塊化處理，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程的單獨(dú)控制，有效規(guī)避控制順序混亂、控制質(zhì)量差等因素造成的生產(chǎn)問(wèn)題，保證設(shè)備始終維持在高效性狀態(tài)。例如人機(jī)接口位置遠(yuǎn)程IQ站、主站層結(jié)構(gòu)，應(yīng)用PLC技術(shù)，受網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)影響，可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)傳感器控制站點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，并實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化設(shè)備的PLC系統(tǒng)控制，充分發(fā)揮順序控制系統(tǒng)所具有的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化設(shè)備的有效控制，在保持較高生產(chǎn)效率的同時(shí)，減少能源損耗[2]。

2.2 電氣設(shè)備自動(dòng)化閉環(huán)控制

對(duì)于電氣設(shè)備自動(dòng)化閉環(huán)控制來(lái)講，可以將其看作為常規(guī)控制系統(tǒng)對(duì)PLC控制系統(tǒng)的補(bǔ)充，在系統(tǒng)元件出現(xiàn)運(yùn)行故障后，可以及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，避免故障對(duì)整個(gè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的影響，可維持設(shè)備正常運(yùn)行，即通過(guò)調(diào)制解調(diào)器來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性。例如系統(tǒng)內(nèi)泵類可選擇啟動(dòng)方式眾多，機(jī)旁手動(dòng)啟動(dòng)為其中一種，通過(guò)PLC技術(shù)便可以實(shí)現(xiàn)泵類的自動(dòng)啟動(dòng)，即便是PLC系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行故障無(wú)法繼續(xù)運(yùn)作的情況，閉環(huán)系統(tǒng)還可以作為PLC控制系統(tǒng)的補(bǔ)充部分，維持設(shè)備完成后續(xù)作業(yè)，不會(huì)因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)故障而對(duì)泵類生產(chǎn)效率產(chǎn)生影響。對(duì)于電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)來(lái)講，PLC技術(shù)的應(yīng)用可以將其看作為系統(tǒng)核心，對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)運(yùn)行起到了宏觀調(diào)控的作用，同時(shí)還可以有效聯(lián)系電氣系統(tǒng)與操作人員，通過(guò)傳遞參數(shù)、接收邏輯指令、指令轉(zhuǎn)換并發(fā)送以及系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)控等，來(lái)保證電氣設(shè)備自動(dòng)化控制可以有效實(shí)現(xiàn)[3]。

2.3 電氣自動(dòng)化設(shè)備人機(jī)界面控制

PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用，使得人機(jī)界面逐漸替代了傳統(tǒng)控制面板功能，減少了PLC的I/O模組、數(shù)字設(shè)定、按鈕開關(guān)以及指示燈等的設(shè)置，而是利用觸摸屏來(lái)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，在降低設(shè)備大小的同時(shí)，提高生產(chǎn)操作的便利性與安全性。一般實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面控制時(shí)，需要設(shè)置人機(jī)交互模塊、可編程控制模塊以及設(shè)備調(diào)節(jié)模塊三部分，由PLC來(lái)向觸摸屏提供電源，以通信電纜通過(guò)串口通信實(shí)現(xiàn)PC與觸摸屏的通信，連接完成后可以通過(guò)計(jì)算機(jī)將畫面上傳到觸摸屏，滿足后續(xù)操作要求。

3 PLC在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中應(yīng)用趨勢(shì)

3.1 一體化控制

PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的應(yīng)用越來(lái)越成熟，在原有基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高電氣設(shè)備存儲(chǔ)容量與運(yùn)算速度，并且自動(dòng)化與智能化水平不斷提高。面對(duì)PLC技術(shù)所具有的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，其在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用對(duì)工業(yè)生產(chǎn)來(lái)講具有非常重要的意義，不斷促進(jìn)電氣設(shè)備功能優(yōu)化與完善。PLC控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，使得人機(jī)互動(dòng)界面不斷優(yōu)化，通信質(zhì)量也更高，保證電氣設(shè)備能夠良好的適應(yīng)不同運(yùn)行環(huán)境，持續(xù)提高運(yùn)行控制效果[4]。PLC技術(shù)將會(huì)作為大型電氣設(shè)備控制系統(tǒng)核心技術(shù)被深入研究，例如目前已經(jīng)相對(duì)成熟的集散控制系統(tǒng)，已經(jīng)取得了良好的成績(jī)。基于PLC技術(shù)自身智能化、可靠性、靈活性以及便捷性，其必定會(huì)在更大程度上來(lái)推動(dòng)電氣設(shè)備自動(dòng)化控制的發(fā)展。

例如將PLC技術(shù)應(yīng)當(dāng)要機(jī)床電器中，與液壓系統(tǒng)相互銜接，實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備一體化控制。對(duì)于以往機(jī)床控制系統(tǒng)來(lái)講，電氣與液壓時(shí)間銜接控制存在缺陷，出現(xiàn)運(yùn)行故障的可能性比較大，并且難以在短時(shí)間內(nèi)消除?，F(xiàn)在將PLC技術(shù)應(yīng)用其中，代替接觸器作為電器主要控制設(shè)備，可以提高銜接時(shí)間控制精度，實(shí)時(shí)顯示個(gè)主體設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，完成組成控制，在出現(xiàn)運(yùn)行故障時(shí)還可以主動(dòng)告警，實(shí)現(xiàn)監(jiān)管一體化控制，保證機(jī)床電器可以維持在最佳運(yùn)行狀態(tài)，提高生產(chǎn)效率。與傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)相比，PLC技術(shù)具有更高的抗干擾性，故障少以及壽命長(zhǎng)，并且對(duì)電器外部線路檢修便利，還可以減少設(shè)備運(yùn)行能耗。

3.2 數(shù)字化控制

現(xiàn)在自動(dòng)化技術(shù)與數(shù)字化技術(shù)被越來(lái)越多的應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，與傳統(tǒng)技術(shù)相比具有更大應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，尤其是現(xiàn)在很多企業(yè)電氣自動(dòng)化仍然是采用集散型控制系統(tǒng)，已經(jīng)無(wú)法滿足實(shí)際發(fā)展需求。將PLC技術(shù)應(yīng)用到電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中，需要著重研究實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制，創(chuàng)新開發(fā)新型集散控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)總線控制系統(tǒng)的應(yīng)用，有機(jī)結(jié)合PLC技術(shù)與傳統(tǒng)集散型控制系統(tǒng)，為提高電氣自動(dòng)化控制綜合效率打好保障。

3.3 抗干擾性

PLC技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中存在一個(gè)問(wèn)題，即電磁干擾強(qiáng)度大，導(dǎo)致信息操作異常甚至錯(cuò)誤，無(wú)法順利完成程序的操作。因此，在對(duì)電氣設(shè)備PLC技術(shù)應(yīng)用時(shí)需要做好抗干擾研究，在充分發(fā)揮PLC技術(shù)優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，還需要提高生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，確?？刂葡到y(tǒng)具有較高的可靠性，每個(gè)細(xì)節(jié)均可以達(dá)到電氣設(shè)備自動(dòng)化控制要求，促使企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

將PLC技術(shù)應(yīng)用到電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中，相比以往繼電器控制技術(shù)，其在實(shí)際應(yīng)用中所具有的優(yōu)勢(shì)更為顯著，對(duì)繼電器邏輯進(jìn)行了簡(jiǎn)化處理，使得系統(tǒng)運(yùn)行可靠性更高，在維持高效生產(chǎn)的同時(shí)，減少運(yùn)行能耗。

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