PLC在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

石挺榮 張宏強(qiáng)

摘 要：隨著科技水平的不斷發(fā)展，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)得到了快速發(fā)展，在各科研單位的努力下，PLC軟件及硬件技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)發(fā)展。從原來(lái)的簡(jiǎn)單的邏輯運(yùn)算和順序控制到現(xiàn)在可進(jìn)行復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算、能跟各種設(shè)備、儀器、元件進(jìn)行通訊。PLC在電氣自動(dòng)化及智能工程控制中得到廣泛應(yīng)用，大大提高了自動(dòng)化控制水平效率，PLC技術(shù)應(yīng)用及高性能高效率的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)占據(jù)現(xiàn)代電氣工程市場(chǎng)的大部分，成為電氣系統(tǒng)智能自動(dòng)化應(yīng)用中最為廣泛的技術(shù)之一。

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

1 PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的特點(diǎn)

1.1 PLC通用性強(qiáng)

PLC通用性在于運(yùn)用在很多行業(yè)中，能夠滿足不同控制對(duì)象所需要的不同的要求，不僅在智能自動(dòng)化生產(chǎn)線及各類單機(jī)生產(chǎn)設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用，還在日常生活中得到廣泛的應(yīng)用，如電梯、高鐵、地鐵等常用交通工具。各高等學(xué)校機(jī)電及自動(dòng)化專業(yè)都開設(shè)有PLC編程技術(shù)課程，是該相關(guān)專業(yè)的必修專業(yè)課。是電氣工程師必須掌握的一門專業(yè)技術(shù)。PLC編程語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、通俗易懂、使得編程序時(shí)間大幅縮短，也是廣大電氣工程師喜愛和使用的一種編程語(yǔ)言。

1.2 PLC可靠性高

PLC相對(duì)于其它控制系統(tǒng)有較高的可靠性，相對(duì)于傳統(tǒng)的接觸器和繼電器控制系統(tǒng)而言，PLC的好處便在于它省去了大量外部接線，而且避免因大量接觸器和繼電器接觸點(diǎn)的頻繁動(dòng)作而造成接觸點(diǎn)損壞，造成電路斷路故障，影響生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行。相對(duì)于單片機(jī)及微型CPU控制集成電路板控制系統(tǒng)，PLC的系統(tǒng)工程有更高抗干擾能力。也有大幅度提升的重要價(jià)值。PLC輸入輸出接口是模塊化，電子元件較少，抗干擾性高。集成電路板是由大量電子元件組成的，系統(tǒng)抗干擾性低。電子元件易損壞，故障高。由于PLC這些特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)充分滿足了廣大電氣工程智能自動(dòng)化的需要，不僅能應(yīng)用通常環(huán)境里，還能應(yīng)用高溫高壓等較為惡劣的生產(chǎn)環(huán)境及生產(chǎn)過(guò)程中，電磁干擾嚴(yán)重的生產(chǎn)環(huán)境中。

1.3 PLC便捷性好

PLC系統(tǒng)有離線模擬功能，可利用計(jì)算機(jī)對(duì)已寫完P(guān)LC程序進(jìn)行模擬運(yùn)行?？蓪?duì)程序數(shù)學(xué)運(yùn)算和邏輯控制及程序語(yǔ)法正確進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)減少現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試工作量、加大工作效率有重要效果，同時(shí)PLC技術(shù)擁有自我診斷的作用，通過(guò)PLC軟件和特殊繼電器提示各種軟硬件的錯(cuò)誤，方便對(duì)機(jī)器調(diào)試和機(jī)器運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤查找，也對(duì)維修提供準(zhǔn)確切實(shí)的技術(shù)及數(shù)據(jù)支持，維修方便快捷。PLC梯形圖程序，比較直觀、可讀性強(qiáng)，更便于工程技術(shù)人員對(duì)程序編寫，維護(hù)和調(diào)試。

2 PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 PLC硬件設(shè)計(jì)原則

在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，最先設(shè)計(jì)的是PLC硬件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)硬件要在能滿足系統(tǒng)功能要求下，做到經(jīng)濟(jì)適用，可擴(kuò)展性，系統(tǒng)安全穩(wěn)定的性。

功能設(shè)計(jì)：

如系統(tǒng)需要對(duì)馬達(dá)進(jìn)行發(fā)脈沖控制，則所選PLC要有位置脈沖控制功能。要求模擬量輸入輸出控制時(shí)，要有模擬量輸入輸出功能。

經(jīng)濟(jì)適用：

在滿足系統(tǒng)要求的提下，要比較PLC硬件價(jià)格，做到用較少價(jià)錢買的PLC硬件能滿足系統(tǒng)要求。

可擴(kuò)展性：

要分別預(yù)留多出輸入、輸出點(diǎn)的百分之三十做為備用點(diǎn)，為調(diào)試時(shí)有可能增加的功能做準(zhǔn)備。其它有可能增加的功能要預(yù)留擴(kuò)展口，做到增加功能時(shí)，不用更換PLC，增加模塊就能滿足要求。

系統(tǒng)安全穩(wěn)定：

輸出電流大于0.2A時(shí)，要經(jīng)過(guò)接入繼電器轉(zhuǎn)換才輸出。接到馬達(dá)的脈沖輸出線要用屏蔽雙絞線，避免干擾信號(hào)串入到脈沖輸出線路中，造成馬達(dá)定位不準(zhǔn)確。

2.2 PLC程序設(shè)計(jì)原則

在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，在完成PLC硬件設(shè)計(jì)后，就要設(shè)計(jì)編寫PLC程序。在設(shè)計(jì)編寫PLC程序時(shí)要做到，程序結(jié)構(gòu)合理、可讀性好、可靠性穩(wěn)定、易改性、簡(jiǎn)短性。

程序結(jié)構(gòu)合理：

要按功能劃分為若干個(gè)基本模塊，各模塊之間的關(guān)系盡可能簡(jiǎn)單，在功能上相對(duì)獨(dú)立，每一模塊內(nèi)部均是由順序、選擇和循環(huán)三種基本結(jié)構(gòu)組成。其模塊化實(shí)現(xiàn)的具體方法是使用子程序。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)由于采用了模塊分解與功能抽象，自頂向下、分而治之的方法，從而有效地將一個(gè)較復(fù)雜的程序系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)分解成許多易于控制和處理的子任務(wù)，便于開發(fā)和維護(hù)。

可讀性好：

要根據(jù)模塊功能取好模塊的名字，通過(guò)模塊的名字就知道該程序模塊實(shí)現(xiàn)的功能，程序里的內(nèi)部繼電器和數(shù)據(jù)地址、輸入輸出地址要寫標(biāo)注。程序重要和易忘地方要加入行注釋。內(nèi)部繼電器和數(shù)據(jù)地址及定時(shí)器地址要按模塊分配好地址段，地址數(shù)量根據(jù)程序大小不僅要留足地址數(shù)，還要多出百分之三十。便于有足夠地址修改程序。

可靠性穩(wěn)定：

可靠反映著PLC程序的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，這也是對(duì)PLC程序的基本要求。有的PLC程序，在正常的工作條件下或合法操作時(shí)能正確工作，而出現(xiàn)非正常工作條件（如臨時(shí)停電，又很快再通電）或進(jìn)行非法操作（如一些按鈕不按順序按，或同時(shí)按若干按鈕或者連續(xù)按多次）后，程序就不能正常工作了。這種程序，就不太可靠，或說(shuō)不穩(wěn)定，就是不好的程序。好的PLC程序?qū)Ψ钦９ぷ鳁l件的出現(xiàn)，能予以識(shí)別，并能使其與正常條件銜接，可使程序適應(yīng)于多種情況，好的PLC程序?qū)Ψ欠ú僮髂苡枰跃芙^，且不留下“痕跡”。只接受合法操作，即預(yù)防性健壯編程。聯(lián)鎖是拒絕非法操作常用的手段，繼電電路常用這個(gè)方法，PLC及系統(tǒng)集成商也可繼承這個(gè)方法。

簡(jiǎn)短性：

使PLC程序盡可能簡(jiǎn)短，也是應(yīng)追求的目標(biāo)。

簡(jiǎn)短的程序可以節(jié)省用戶存儲(chǔ)區(qū)；多數(shù)情況下也可節(jié)省執(zhí)行時(shí)提高對(duì)輸入的響應(yīng)速度，還可提高程序的可讀性。程序是否簡(jiǎn)短，一般可用程序所用的指令條數(shù)衡量，用的條數(shù)少，程序自然就簡(jiǎn)短。從大的方面講，要注意程序結(jié)構(gòu)，提取實(shí)現(xiàn)相同功能代碼段的共性，使用子程序、中斷等減少代碼量的方法；用流程控制指令簡(jiǎn)化程序，減少某時(shí)間點(diǎn)的工作量，不需要做的就不做，能盡量少做的就少做；從小的方面講還要用多處理能力的強(qiáng)指令取代單處理能力的弱指令（使用大級(jí)別的數(shù)據(jù)代替小級(jí)別的數(shù)據(jù)或者數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如用字節(jié)、字、雙字操作數(shù)代替位操作數(shù)的指令，故障字、狀態(tài)字、控制字、通訊字等；使用間接尋址代替連續(xù)地址存儲(chǔ)單元的相同操作；使用塊傳送指令代替多條字節(jié)、字、雙字傳送指令，這些可以總結(jié)為“批處理”類操作）以及注意指令的安排順序等，要注意兼顧程序的可讀性。

3結(jié)束語(yǔ)

PLC技術(shù)是電氣工程師必需掌握和應(yīng)用的一門技術(shù)，以其通用性可靠性高的優(yōu)良特點(diǎn)，對(duì)電氣智能自動(dòng)化的發(fā)展有很好的較強(qiáng)的推動(dòng)作用，PLC技術(shù)在電氣智能自動(dòng)化控制系統(tǒng)中提升了系統(tǒng)的運(yùn)作效率，提升其靈活性及智能化水平，大大的簡(jiǎn)化了系統(tǒng)維護(hù)程序，降低系統(tǒng)基本成本?？梢灶A(yù)測(cè)PLC技術(shù)在電氣化智能自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛，發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]張振國(guó).PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2012（22）：33-35.

[2]傅建斌.試論P(yáng)LC技術(shù)在電氣工程電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（67）：77-81.

作者簡(jiǎn)介：

石挺榮（1973-），男，海南，東莞新科技術(shù)研究開發(fā)有限公司，工程師，本科，研究方向：設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)

張宏強(qiáng)（1974-），男，陜西，東莞新科技術(shù)研究開發(fā)有限公司，工程師，本科，研究方向：設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)