基于PLC技術(shù)的電氣自動(dòng)化分析

卜樹云

摘 要：隨著現(xiàn)代化技術(shù)的進(jìn)步，基于PLC技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，且獲得了業(yè)界的一致認(rèn)可。相較于以往采用單片機(jī)等其它形式的自動(dòng)化控制裝置，基于PLC的電子自動(dòng)化裝置具有更加明顯的優(yōu)勢(shì)，其支持利用計(jì)算機(jī)技術(shù)以及通訊設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)操作的遠(yuǎn)程以及自動(dòng)化控制。在系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及可靠性方面均具有傳統(tǒng)控制裝置所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。本文簡(jiǎn)要對(duì)PLC在電氣裝置中的自動(dòng)化應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：電子自動(dòng)化；控制設(shè)備；PLC

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）04-0032-02

在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，PLC對(duì)于保證可靠安全的生產(chǎn)活動(dòng)、提高生產(chǎn)效率具有重要意義。同時(shí)基于PLC電氣自動(dòng)化的控制，可以進(jìn)一步提升企業(yè)在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。與傳統(tǒng)的電氣控制程序不同，基于PLC的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，其主要利用可編程軟件來(lái)替代繼電器以及單片機(jī)等傳統(tǒng)形式的控制設(shè)備，在整體的運(yùn)行穩(wěn)定性以及抗干擾性方面具有很大的優(yōu)勢(shì)，對(duì)提高企業(yè)的生產(chǎn)效率也具有重要意義。

1 PLC工作原理

PLC技術(shù)即可編程控制程序控制器技術(shù)，是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的重要組成部分，其開發(fā)原理是基于傳統(tǒng)形式的繼電器控制原理基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化而來(lái)的，在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，以往大都采用繼電器等形式來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，這種控制方式往往需要大量的控制設(shè)備以及連接線，在可靠性以及維護(hù)方面需要消耗資源，且其安裝調(diào)試也相當(dāng)繁瑣。而基于PLC技術(shù)的電氣自動(dòng)化應(yīng)用可以很好的解決該問(wèn)題，系統(tǒng)維護(hù)方便且安裝相對(duì)簡(jiǎn)單許多。PLC主要分為三個(gè)部分及采樣輸入端口、程序執(zhí)行系統(tǒng)以及系統(tǒng)輸出端口。在產(chǎn)品的采樣輸入階段中，設(shè)備可以以外界個(gè)匯總形式的傳感器等方法完成對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息的讀取，并將其此類數(shù)據(jù)映射到設(shè)備的I/O端口。PLC的輸入端，通常采用脈沖信號(hào)，其優(yōu)點(diǎn)在于可以最大可能的保證接受到的消耗的可靠性。在程序的核心執(zhí)行模塊，在得出結(jié)果之后將結(jié)果映射到設(shè)備的I/O端口，并最終將處理操作下派到相關(guān)執(zhí)行元件。

2 基于PLC技術(shù)的自動(dòng)化分析

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

主機(jī)模塊作為PLC系統(tǒng)的核心部分，其主要用于對(duì)運(yùn)行指令的記憶以及邏輯運(yùn)算和判斷等基本工作內(nèi)容。設(shè)備自帶的I/O模塊，則主要用于采集來(lái)自外部傳感器等設(shè)備采集到的數(shù)字信號(hào)，以及設(shè)備的操作指令的下達(dá)。主機(jī)主要通過(guò)該模塊判斷外部信號(hào)的形式，即來(lái)自外部的信號(hào)是輸入信號(hào)還是其它干擾信號(hào)等。常見的外部輸入信號(hào)傳感器有按鈕開關(guān)、各種壓力、光感傳感器等。當(dāng)I/O模塊作為設(shè)備的輸出模塊時(shí)，主要有PLC自動(dòng)化電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，由于系統(tǒng)智能提供自身微弱的運(yùn)行電力，因此系統(tǒng)不對(duì)外進(jìn)行供電。PLC內(nèi)部是一系列的開關(guān)節(jié)點(diǎn)，需要外部電源進(jìn)行供電，以實(shí)現(xiàn)對(duì)外接執(zhí)行元器件的控制。系統(tǒng)自帶的程序編輯模塊，其操作形式與電腦編程類似。主要有電腦的操作指令鍵以及數(shù)字鍵等進(jìn)行程序的編輯，為設(shè)備的自動(dòng)化控制奠定基礎(chǔ)。最后，隨著PLC在多個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，面對(duì)不同的應(yīng)用環(huán)境需要不同的處理方式，因此其需要配備一定的輔助設(shè)備，比如電腦的連接線、USB等。

2.2 技術(shù)應(yīng)用分析

隨著PLC技術(shù)的高速發(fā)展，其廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。其中在工業(yè)化自動(dòng)控制領(lǐng)域應(yīng)用最為突出?；赑LC的應(yīng)用使得這些工業(yè)設(shè)備可以更加安全、可靠的運(yùn)行。在電力系統(tǒng)中，電力生產(chǎn)的許多過(guò)程都需要用到電氣自動(dòng)化控制。比如煤炭運(yùn)輸、水處理以及除塵、處渣等方面。隨著國(guó)家對(duì)于環(huán)保以及降低資源損耗的管控力度越來(lái)越大，這就需要各個(gè)發(fā)電廠配備專業(yè)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制水平的提高，從而減少不必要的資源浪費(fèi)現(xiàn)象。目前，大多數(shù)的電力發(fā)電廠已經(jīng)配備了專業(yè)PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)，其不僅可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)的工藝流程控制，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜工藝流程的綜合管控。此外其豐富的外界接口，使其支持通過(guò)通信總線對(duì)整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制和監(jiān)督。電力生產(chǎn)中的煤運(yùn)輸系統(tǒng)影響著整個(gè)電廠的發(fā)電效率以及質(zhì)量，它主要包含以下幾個(gè)部分：主站層、系統(tǒng)采集傳感器和遠(yuǎn)程的IO站點(diǎn)。主站層通常被安排在電廠的總監(jiān)控室內(nèi)，其主要通過(guò)遠(yuǎn)程控制設(shè)備以及其它通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程控制效果。設(shè)備的遠(yuǎn)程IO接口則用于對(duì)二次控制電纜連接。在系統(tǒng)的控制室內(nèi)，相關(guān)運(yùn)維人員可以通過(guò)顯示器對(duì)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行情況以及各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控。而對(duì)于開關(guān)量的控制則主要采用程序控制的形式來(lái)對(duì)實(shí)物進(jìn)行操作，這樣的工作形式大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行控制的可靠性，其次基于PLC技術(shù)的運(yùn)維系統(tǒng)，大大優(yōu)化了系統(tǒng)的二次接線系統(tǒng)基于輔助設(shè)備的數(shù)量，將所有的控制進(jìn)行整合，一定程度上降低了后期對(duì)設(shè)備的維護(hù)成本，大大提高了工作效率。

在數(shù)控系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床的控制主要采用繼電器配合相關(guān)接觸傳感器的形式來(lái)進(jìn)行自動(dòng)化的生產(chǎn)。但傳統(tǒng)形式的機(jī)床控制往往存在諸多的不穩(wěn)定性安全隱患。比如連接線的接觸不良、線路老化以及電弧等都會(huì)給生產(chǎn)人員的安全生產(chǎn)隱患。此外，這種基于傳統(tǒng)形式的電子自動(dòng)化控制在后期的維修以及維護(hù)上，需要投入大量的人力以及時(shí)間，對(duì)于企業(yè)而言，長(zhǎng)時(shí)間的停工檢修無(wú)疑是最致命的打擊，影響企業(yè)生產(chǎn)效率的同時(shí)也給企業(yè)在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力上帶來(lái)了麻煩。采用PLC技術(shù)對(duì)機(jī)床的自動(dòng)化控制部分進(jìn)行改造，切實(shí)有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)外接信號(hào)的采集與控制的同時(shí)，降低了系統(tǒng)的耗能以及后期設(shè)備的檢修與維護(hù)成本。傳統(tǒng)的繼電器控制，往往受限于復(fù)雜環(huán)境的影響，經(jīng)常出現(xiàn)誤操作等情況，而基于PLC數(shù)字邏輯的控制方式，大大提高了系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)對(duì)復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境具備了很好的適應(yīng)性。此外，在數(shù)控系統(tǒng)中存在許多品類的控制類型，比如點(diǎn)位控制以及直線控制等?；赑LC的模塊化設(shè)計(jì)，完全可以勝任系統(tǒng)的點(diǎn)位控制，此外還大大簡(jiǎn)化了機(jī)床的機(jī)械機(jī)構(gòu)以及自身復(fù)雜龐大的線路系統(tǒng)，克服了高故障、高能耗以及壽命低的不足，切實(shí)提高了數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行效率。

空調(diào)已經(jīng)成為千家萬(wàn)戶的必備家用電器，制冷系統(tǒng)使其最為重要的組成部分。隨著PLC技術(shù)的引入，目前對(duì)于其控制方式主要采用繼電器、數(shù)字與PLC相配合的制冷系統(tǒng)。早前的空調(diào)制冷系統(tǒng)通常采用繼電器來(lái)進(jìn)行控制，這樣的控制形式非常容易造成系統(tǒng)的故障，且系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)也相當(dāng)復(fù)雜，系統(tǒng)的能耗問(wèn)題一直降不下來(lái)。隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能減排的大力號(hào)召此種傳統(tǒng)形式的制冷系統(tǒng)已經(jīng)逐漸被淘汰，基于PLC技術(shù)的自動(dòng)化智能制冷系統(tǒng)控制，無(wú)疑在這方面具備了絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。高度集中的PLC技術(shù)大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的用料，節(jié)省了空調(diào)的制造成本，此外，PLC較小的體積也為空調(diào)提供了更多的設(shè)計(jì)空間，大大減少了空調(diào)的體積，使其更加易于安裝。此外，基于PLC技術(shù)的控制系統(tǒng)具有非常強(qiáng)的抗干擾能力，精準(zhǔn)的數(shù)字信號(hào)可以對(duì)空調(diào)的條紋范圍實(shí)現(xiàn)精細(xì)化控制。且基于PLC的設(shè)備維修也相比比較方便，維修人員只需要對(duì)簡(jiǎn)單的幾個(gè)零部件進(jìn)行測(cè)試即可確定設(shè)備的故障所在，對(duì)于由于PLC造成的設(shè)備故障，只需更換相應(yīng)的PLC即可保證該空調(diào)的正常工作。介于PLC超強(qiáng)的性能以及極其方便的維護(hù)使得其在越來(lái)越多的領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，尤其是基于現(xiàn)代化新型的網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)，其優(yōu)勢(shì)得到了業(yè)界的普遍肯定。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)的高速發(fā)展，人們的生活進(jìn)度、企業(yè)使生產(chǎn)效率等都有了前所未有的提高。面對(duì)巨大挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)形式的繼電器控制系統(tǒng)已經(jīng)不能完全勝任。在充分認(rèn)識(shí)到社會(huì)生產(chǎn)這一不足的情況下，基于PLC技術(shù)的電氣自動(dòng)化控制很好的彌補(bǔ)了這一問(wèn)題。其具有穩(wěn)定的可靠性，可以面對(duì)各種復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境而不受干擾，豐富的接口為其提供了強(qiáng)大的系統(tǒng)控制能力。系統(tǒng)的程序核心模塊，可以通過(guò)配備的外接接口實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)系統(tǒng)的同時(shí)在線控制。此外，PLC自帶的編程系統(tǒng)，采用界面直觀的梯形圖編程語(yǔ)言，編程人員可以更加直觀的面對(duì)圖形進(jìn)行程序的設(shè)計(jì)開發(fā)，而不用再去面對(duì)枯燥的匯編、c語(yǔ)言等高級(jí)語(yǔ)言。簡(jiǎn)單的程序編程形式，撇去了對(duì)初學(xué)者很高的設(shè)計(jì)門檻，使得其在未來(lái)可以被更多的人員所學(xué)習(xí)應(yīng)用。隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，未來(lái)，基于PLC技術(shù)的應(yīng)用必將充斥著人們生活的方方面面，為人們提供更加安全、可靠的生活方式，為企業(yè)穩(wěn)定生產(chǎn)，帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益提供強(qiáng)有力的保障。

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