電氣控制自動(dòng)化中PLC技術(shù)應(yīng)用研究

李相培　葉凱

摘 要：PLC技術(shù)是一種智能化的生產(chǎn)控制技術(shù)，該技術(shù)被大量應(yīng)用在工業(yè)制造的數(shù)字計(jì)算操作中，通過(guò)編程處理器發(fā)出指令，使設(shè)備完成指定的操作，對(duì)工業(yè)制造的控制技術(shù)提供有效的保障，也對(duì)電氣控制自動(dòng)化的發(fā)展起到了重要的作用，因此，PLC控制技術(shù)也是目前自動(dòng)化技術(shù)研究的重點(diǎn)，本文對(duì)電氣控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用方式進(jìn)行了研究，針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題提出了相應(yīng)的解決方案。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù) 電氣控制 自動(dòng)化

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）09（c）-0037-02

1 PLC技術(shù)總體分析

1.1 PLC技術(shù)工作原理

PLC技術(shù)控制原理主要由3個(gè)方面組成：第一，輸入采樣。這個(gè)方面是PLC通過(guò)對(duì)需要采集數(shù)據(jù)的目標(biāo)進(jìn)行采樣，存儲(chǔ)以后記錄到程序中，最后將數(shù)據(jù)傳導(dǎo)出來(lái)。第二，用戶程序執(zhí)行部分。PLC技術(shù)能夠在無(wú)人工干預(yù)下自動(dòng)進(jìn)行全方位掃描，并計(jì)算分析掃描結(jié)果，根據(jù)掃描的結(jié)果自動(dòng)更新邏輯線圈的狀態(tài)，從而保證程序指令的執(zhí)行操作準(zhǔn)確性。第三，輸出刷新部分。為實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)電氣系統(tǒng)的控制，需先達(dá)到外設(shè)驅(qū)動(dòng)的目的，為此當(dāng)系統(tǒng)通過(guò)CPU進(jìn)行指令輸出后，再結(jié)合I/O影像區(qū)的狀況，最后保證將電路封鎖以實(shí)現(xiàn)此目的。PLC技術(shù)原理組成圖如圖1所示[1]。

1.2 系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程

系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程由3個(gè)部分組成：第一，數(shù)據(jù)信息的獲得和處置。首先要運(yùn)用PLC系統(tǒng)軟件中的功能對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行掃描，再對(duì)輸入?yún)^(qū)域進(jìn)行分析，獲得輸入初始數(shù)據(jù)。第二，處理待定功能。以客戶設(shè)定好的程序質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)目標(biāo)程序現(xiàn)在進(jìn)行掃描，根據(jù)掃描后的結(jié)果發(fā)送相應(yīng)的指令。第三，控制相應(yīng)階段。經(jīng)過(guò)對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，將得出的結(jié)果和邏輯運(yùn)算結(jié)果一同傳輸?shù)街鳈C(jī)中，主機(jī)對(duì)結(jié)果分析后發(fā)送相應(yīng)的指令以控制目標(biāo)設(shè)備。

2 電氣控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用研究

2.1 PLC技術(shù)在開(kāi)關(guān)量控制中的應(yīng)用研究

電磁繼電器是PLC技術(shù)應(yīng)用前的主要系統(tǒng)控制元件，但是電磁繼電器存在著很多缺點(diǎn)，例如牽涉到許多觸電和電氣設(shè)備，進(jìn)而使得運(yùn)行穩(wěn)定性不理想等。PLC技術(shù)很好地解決了開(kāi)關(guān)量空中當(dāng)中的問(wèn)題，特別是在準(zhǔn)確性方面，為斷路器的精準(zhǔn)控制性提供了有效保證，保證手動(dòng)分合閘等動(dòng)作成功完成和系統(tǒng)相關(guān)指令的順利發(fā)送，假如手動(dòng)分合閘動(dòng)作發(fā)生故障，仍可正常發(fā)送信號(hào)，當(dāng)分合閘結(jié)束后就會(huì)立即切斷回路[2]。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，PLC控制能夠自動(dòng)切斷分合閘，并同時(shí)發(fā)出警報(bào)預(yù)警。

2.2 PLC技術(shù)在順序控制中的應(yīng)用研究

順序控制系統(tǒng)由主站層、I/O站和傳感器3個(gè)部分組成，首先PLC控制器和人機(jī)接口共同組成了主站層，PLC控制系統(tǒng)全部設(shè)定成集控室，這樣可以進(jìn)行自動(dòng)控制和操作，實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖以及解鎖動(dòng)作。其次，主站層的連接主要通過(guò)光纖和I/O站，其中I/O站經(jīng)過(guò)二次控制電纜與傳感器進(jìn)行連接。主程序和不同功能的模塊共同構(gòu)成了系統(tǒng)程序，在控制平臺(tái)上，操作者經(jīng)過(guò)PLC遠(yuǎn)程站完成系統(tǒng)的設(shè)置和更新，同時(shí)可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制全部生產(chǎn)和設(shè)備的電氣，確保在無(wú)人員看管的情況下保證設(shè)備生產(chǎn)的有序和高效運(yùn)行。

2.3 PLC技術(shù)在閉環(huán)中的應(yīng)用研究

PLC技術(shù)有效實(shí)現(xiàn)閉關(guān)控制功能，首先通過(guò)內(nèi)置的PLC模塊發(fā)出PID指令，該控制源實(shí)現(xiàn)PID控制，在企業(yè)工作人員對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定后，10個(gè)以上閉環(huán)回路可以用單一模塊控制，某些編程軟件可以幫助工作人員輕松設(shè)定閉環(huán)控制，經(jīng)過(guò)PID算法以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，綜上，以PLC技術(shù)為平臺(tái)可以發(fā)布PID指令以進(jìn)行PID的控制，進(jìn)而使整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)一步提高[3]。

2.4 PLC技術(shù)在水兵電機(jī)控制中的應(yīng)用研究

為實(shí)現(xiàn)供水泵的啟動(dòng)企業(yè)正常使用3種模式，即手動(dòng)上位機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制箱和自動(dòng)控制。使用自動(dòng)運(yùn)行過(guò)程時(shí)，PLC控制模塊首先進(jìn)行時(shí)間的判定，將時(shí)間最長(zhǎng)的作為備用泵，相對(duì)的作為主泵的時(shí)間比較短。當(dāng)水泵干管壓力數(shù)值出現(xiàn)變化時(shí)，如實(shí)際數(shù)值低于預(yù)設(shè)值，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)做出對(duì)策，啟動(dòng)主泵；假如壓力值降到了非常低，就會(huì)啟用備用泵，確保水管壓力穩(wěn)定在設(shè)定的數(shù)值。如果要通過(guò)手動(dòng)上位機(jī)開(kāi)啟水泵，只需將操作開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)至“ON”，即可開(kāi)啟水泵。如果水泵通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制箱模式開(kāi)啟，只需將操作開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)至“水泵手動(dòng)”，按下按鈕即可啟動(dòng)水泵。

3 電氣控制中PLC技術(shù)應(yīng)用問(wèn)題及解決辦法

3.1 PLC技術(shù)應(yīng)用的問(wèn)題

PLC技術(shù)發(fā)生故障時(shí)，輸出數(shù)據(jù)信號(hào)的精確度會(huì)降低。第一，電場(chǎng)電動(dòng)閥機(jī)器開(kāi)關(guān)出現(xiàn)錯(cuò)誤，極易造成數(shù)據(jù)采集和分析出現(xiàn)問(wèn)題，影響PLC數(shù)據(jù)接收情況，導(dǎo)致控制系統(tǒng)不穩(wěn)定。第二，設(shè)備線路出現(xiàn)老化故障，易造成系統(tǒng)信號(hào)不能順利傳輸，嚴(yán)重影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，PLC系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、分析、傳松不能正常工作，造成PLC指令發(fā)送錯(cuò)誤。第三，觸電和接線部位不牢固，以至于開(kāi)關(guān)和變速器產(chǎn)生故障，對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)存儲(chǔ)產(chǎn)生影響。

在電氣控制過(guò)程中產(chǎn)生執(zhí)行動(dòng)作錯(cuò)誤，不能回復(fù)運(yùn)行指令，主要原因有控制負(fù)載壓力和電磁干擾等，造成系統(tǒng)動(dòng)作異常。再者是電動(dòng)閥及設(shè)備開(kāi)關(guān)故障，若接觸不良會(huì)造成控制系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行錯(cuò)誤。

3.2 PLC技術(shù)應(yīng)用問(wèn)題解決辦法

首先，現(xiàn)場(chǎng)工作人員密切關(guān)注系統(tǒng)以及設(shè)備運(yùn)行情況，確保數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確性，對(duì)各個(gè)模塊性能進(jìn)行分析，對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)保養(yǎng)，在保證數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確的同時(shí)提升傳輸技術(shù)水平，改善主系統(tǒng)結(jié)果，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行速度進(jìn)行提升，保證PLC系統(tǒng)每時(shí)每刻能夠采集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)并輸送數(shù)據(jù)，保障發(fā)出的指令準(zhǔn)確性以及電氣系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。其次，為PLC系統(tǒng)設(shè)置PLC預(yù)警系統(tǒng)來(lái)監(jiān)視整個(gè)系統(tǒng)。最后，當(dāng)系統(tǒng)和設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，能夠立即確認(rèn)故障類型，進(jìn)而創(chuàng)建一個(gè)集預(yù)警和操作為一體的智能化系統(tǒng)，為各個(gè)生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)提供保障。

參考文獻(xiàn)

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[3] 孟晶晶.討論P(yáng)LC控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及抗干擾措施[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014（20）：256.