淺談PLC技術(shù)在電氣工程及其自動化控制中的應(yīng)用

徐駿

摘 要：PLC 技術(shù)應(yīng)用在電氣自動化控制系統(tǒng)中具有其他技術(shù)所不可比擬的巨大優(yōu)勢，其憑借著操作簡化的顯著特點，對于運行中電氣自動化設(shè)備的安全性和可靠性都起到了明顯地提高作用。本文根據(jù)筆者工作實踐，對PLC技術(shù)在電氣工程及其自動化控制中的應(yīng)用進(jìn)行了分析和探討。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；電氣工程；自動化；控制；應(yīng)用

1 PLC技術(shù)的工作原理與特點

1.1 PLC技術(shù)的原理

PLC 簡單地說就是自動掃描用戶程序，其次序是自上而下。不僅是掃描梯形圖，也是要掃描電氣自動化設(shè)備中的各觸電回路，還要運用邏輯運算的能力來處理不同觸點所落實的控制線路。在系統(tǒng)RAM 存儲區(qū)域中，刷新邏輯線圈中的狀態(tài)要按照計算后獲取的成果來進(jìn)行操作。當(dāng)然，輸出線圈于I/O 映像區(qū)中所指定位置的狀態(tài)也要進(jìn)行刷新。

1.2 PLC技術(shù)的功能特性

PLC 技術(shù)的主要優(yōu)點有下面幾點：應(yīng)用方便，容易編程。選擇了直接簡明的梯形圖、邏輯圖與語句表等與之對應(yīng)的編程語言，就算操作人員不懂得計算機(jī)方面的知識也能夠進(jìn)行工作，而且系統(tǒng)開發(fā)速度很快、現(xiàn)場調(diào)試也十分方便。此外，在對系統(tǒng)程序進(jìn)行修改處理時，可改變控制方案而不用拆卸硬件。具有優(yōu)秀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，PLC 系統(tǒng)一般使用開關(guān)進(jìn)行控制，能夠和上位機(jī)形成比較復(fù)雜的系統(tǒng)，之后進(jìn)行自動控制。系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性，能夠很好的用在各種工作環(huán)境里面，可以有效地面對極端的作業(yè)環(huán)境。

2 在電氣自動化控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用

2.1 在控制順序方面

PLC技術(shù)的應(yīng)用在控制順序方面的應(yīng)用，我們可以用火力發(fā)電廠的實例來進(jìn)行說明。PLC 技術(shù)在火力發(fā)電廠中可以對爐渣和灰塵進(jìn)行清理和處理。但是對于任何的自動化控制系統(tǒng)來說，其最基礎(chǔ)的底線就是不能破壞自身大家經(jīng)濟(jì)利益。如果相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)利益沒有辦法在自動控制系統(tǒng)中得到有效地發(fā)揮，那么就會導(dǎo)致極低的生產(chǎn)效率。因此，想要使得控制循序系統(tǒng)能夠正常地應(yīng)用在生產(chǎn)中，就要合理地對自動系統(tǒng)的組合進(jìn)行設(shè)計，并提出可行性的方案。

2.2 PLC技術(shù)在閉環(huán)控制中的應(yīng)用

PLC 控制技術(shù)在自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用比較廣泛，其可以更好地對相關(guān)的電力系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行控制，滿足企業(yè)的生產(chǎn)所需。另外，PLC 控制技術(shù)在自動化閉環(huán)控制系統(tǒng)中不僅可以完善自身的系統(tǒng)能力，也可以提高系統(tǒng)本來的穩(wěn)定性和安全性。

2.3 PLC技術(shù)在開關(guān)量控制中的應(yīng)用

在沒有應(yīng)用PLC 技術(shù)之前，原始的對于開關(guān)量的控制主要是運用點磁性繼電器來進(jìn)行。這種操作比較復(fù)雜，而且其穩(wěn)定性與可靠性都會受到外界因素的影響，使得運行效率較差。因受限于時代的發(fā)展，這也是最合適的一種辦法。但PLC 技術(shù)則不同，它依靠的是計算機(jī)技術(shù)，結(jié)合了繼電器和通信技術(shù)。達(dá)到了自動控制電氣設(shè)備的目標(biāo)。有效地將PCL 技術(shù)應(yīng)用在開關(guān)量的控制中，不僅將電氣設(shè)備的自動化控制進(jìn)行了完善，而且也提高了其運行效果。對于整個自動化控制系統(tǒng)來說，斷路顯示器可以在結(jié)束設(shè)計之后對其進(jìn)行集中控制，繼而不斷地完善存在于系統(tǒng)中元件的作用和功能缺陷。最終的目的，當(dāng)然就是利用PLC 技術(shù)來綜合提高其使用效率。

2.4 在集中控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用

在集中控制與分散控制中，也可以應(yīng)用PLC 技術(shù)。所謂集中式的控制方式，就是在一個統(tǒng)一的控制系統(tǒng)中，囊括了所有的電氣工程及其自動化控制設(shè)備。因此，實現(xiàn)集中控制的途徑，就是使得電氣控制的相互關(guān)系得到充分地利用。另外，PLC 技術(shù)也可以在幾種控制系統(tǒng)中對監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行加載。如此一來，監(jiān)控系統(tǒng)即使是在相同的環(huán)境下運用，也可以對控制因素根據(jù)實際情況來進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3 未來PLC技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著PLC 技術(shù)的發(fā)展，未來的電氣設(shè)備自動化水平不僅會越來越高，也會越來越成熟。電氣設(shè)備產(chǎn)品的功能也將不再單一，而是日趨完善。不僅在各行各業(yè)都有所涉獵，而且具有繁多的種類和齊全的規(guī)格。在電氣自動化行業(yè)的發(fā)展中，PLC 技術(shù)的發(fā)展在逐步深入。未來PLC 技術(shù)在電氣設(shè)備中的發(fā)展方向，將會是通訊工具的完整以及操作界面的便捷化和人性化。在大型工業(yè)電氣設(shè)備的未來發(fā)展中，自動化控制的核心技術(shù)也可以用編程控制器來決定。未來的社會必將是科技發(fā)展永不停歇的爆炸性的科技社會體，因此，想要不斷地提升電氣自動化設(shè)備的可靠性、機(jī)動性與安全性，就應(yīng)該應(yīng)用PLC 技術(shù)。另外，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與智能技術(shù)的迅猛發(fā)展，在電氣設(shè)備中應(yīng)用PLC技術(shù)不僅會使其自動化程度越來越高，也符合智能社會的發(fā)展需求。

4 應(yīng)用實例

上文中論述的PLC 技術(shù)順序控制應(yīng)用形式涉及了堆垛機(jī)PLC 控制系統(tǒng)，因此本文就該系統(tǒng)的設(shè)計實例展開了深入分析，希望由此能夠為相關(guān)業(yè)內(nèi)人士帶來一定啟發(fā)，具體內(nèi)容如下所示：（1）功能設(shè)計?？紤]到堆垛機(jī)主要用于高層、高速、高密度自動貨物存取，PLC 技術(shù)在其中的應(yīng)用應(yīng)將目光集中在自動控制、位置檢測核定位、安全與保護(hù)、速度控制等方面，由此堆垛機(jī)的性能便能夠?qū)崿F(xiàn)更好發(fā)揮，（2）硬件設(shè)計。在堆垛機(jī)PLC 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計中，這一設(shè)計需要考慮PLC 選型、PLC 輸入/ 輸出模塊的選擇、變頻器選擇、異步電動機(jī)的選擇、測速機(jī)的選擇，結(jié)合工作實際本文選擇了S7-300 系列PLC，這是由于該型號PLC 在浮點數(shù)和二進(jìn)制數(shù)處理領(lǐng)域表現(xiàn)較為優(yōu)秀；PLC 輸入/ 輸出模塊則選擇了SM321 輸入模塊、SM323 輸入/ 輸出模塊、SM322 輸出模塊、SM331 輸出模塊，由此便能夠為S7-300 系列PLC 實現(xiàn)較好配合；堆垛機(jī)PLC 控制系統(tǒng)對變頻器的要求較低，只需要將變頻器直流側(cè)電壓上限設(shè)置850V 便能夠滿足設(shè)計要求；異步電動機(jī)和測速機(jī)則選擇了三項異步電動機(jī)空心杯轉(zhuǎn)子異步測速發(fā)電機(jī)，由此便能夠較好滿足設(shè)計需要。（3）軟件設(shè)計。堆垛機(jī)PLC 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計直接關(guān)系其功能實現(xiàn)，這一設(shè)計主要圍繞處理定位檢測、停車和處理調(diào)速、控制作業(yè)任務(wù)對應(yīng)的具體順序邏輯、保護(hù)極限位置等內(nèi)容展開，由此即可滿足設(shè)計需要。

5 結(jié)束語

在電氣自動化設(shè)備切換控制、調(diào)速器控制、閉環(huán)控制、開關(guān)量控制以及順序控制中，PLC 技術(shù)得到了廣泛的推廣與應(yīng)用。在未來的社會進(jìn)程中，其發(fā)展前景不可限量。

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