論電氣自動(dòng)化設(shè)備中PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用

楊焱博

摘 要：隨著電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，基于PLC的自動(dòng)化控制技術(shù)已經(jīng)在電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域中得到了進(jìn)一步的應(yīng)用與完善，依托于高效的人機(jī)互動(dòng)，可滿足電氣設(shè)備自動(dòng)化控制的各項(xiàng)要求。目前，PLC控制系統(tǒng)正逐步向著電氣設(shè)備控制系統(tǒng)的核心技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了通信技術(shù)與信息技術(shù)的高效融合，在改善工業(yè)電氣自動(dòng)化設(shè)備控制效果方面發(fā)揮著非常重要的作用。本文在介紹PLC控制系統(tǒng)及其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)之上，就PLC控制系統(tǒng)與電氣自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用問題展開系統(tǒng)分析與探討，以期能夠不斷改進(jìn)PLC控制技術(shù)，更加全面地發(fā)揮PLC自動(dòng)控制價(jià)值，以更好地面向電氣設(shè)備自動(dòng)化服務(wù)。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；PLC；控制

可編程序控制器（PLC），是一種基于工業(yè)環(huán)境應(yīng)用的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)。PLC控制系統(tǒng)基于對(duì)可編程儲(chǔ)存器的合理應(yīng)用，在內(nèi)部?jī)?chǔ)存執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、算術(shù)運(yùn)算以及計(jì)數(shù)等相關(guān)操作指令，或通過數(shù)字式以及模擬時(shí)輸入輸出的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)各類機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)過程的靈活控制。經(jīng)過一定時(shí)間的發(fā)展，PLC技術(shù)開始進(jìn)入控制功能、運(yùn)算、處理速度商品化的發(fā)展階段，形成了電氣、儀表以及計(jì)算機(jī)控制一體化的綜合控制系統(tǒng)，具有開放式的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)字通信、智能傳感以及計(jì)算機(jī)控制等相關(guān)功能的一體化應(yīng)用，是當(dāng)前電氣自動(dòng)化設(shè)備發(fā)展領(lǐng)域的一大研究熱點(diǎn)。

一、 電氣自動(dòng)化設(shè)備中PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在電氣自動(dòng)化設(shè)備中，PLC控制系統(tǒng)之所以能夠得到廣泛應(yīng)用，其原因不單單是PLC控制系統(tǒng)能夠明顯降低繼電器邏輯關(guān)系復(fù)雜性，確保自動(dòng)化控制動(dòng)作的安全與可靠，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備操作結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，從而起到降低生產(chǎn)成本的目的。將電氣自動(dòng)化設(shè)備與PLC控制系統(tǒng)相結(jié)合，能夠使電氣自動(dòng)化設(shè)備在投入使用以及維修中的各項(xiàng)操作更加簡(jiǎn)便與可靠，同時(shí)還具備以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：（1）在電氣自動(dòng)化設(shè)備中引入PLC控制系統(tǒng)能夠提高控制動(dòng)作反應(yīng)靈敏性。PLC控制系統(tǒng)以繼電器為核心結(jié)構(gòu)，取消了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中的內(nèi)部導(dǎo)線，繼電器運(yùn)行期間可忽略節(jié)點(diǎn)變位時(shí)間以及返回系數(shù)，這也就意味著PLC控制系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)信息的處理更加簡(jiǎn)便與可靠。（2）在電氣自動(dòng)化設(shè)備中引入PLC控制系統(tǒng)能夠增加控制動(dòng)作的安全性。合理應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)能夠顯著提高電氣自動(dòng)化設(shè)備的抗干擾能力，即便在較為復(fù)雜的工作環(huán)境下，其可靠性以及安全性也能夠有所保障，從而確保電氣自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行安全與可靠。（3）在電氣自動(dòng)化設(shè)備中引入PLC控制系統(tǒng)能夠使控制操作更加簡(jiǎn)單。PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化設(shè)備控制的各操作指令簡(jiǎn)單且直觀，能夠顯著降低操作人員的工作難度，同時(shí)可保障控制系統(tǒng)保持良好工作效率。

二、電氣自動(dòng)化設(shè)備中PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用模式

1.順序控制。電氣自動(dòng)化設(shè)備中輔助系統(tǒng)多選擇采取順序控制方式，PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用可對(duì)順序控制產(chǎn)生直接影響?，F(xiàn)代企業(yè)在生產(chǎn)活動(dòng)中對(duì)資源消耗問題的關(guān)注度日益增加，如何基于對(duì)新型技術(shù)的應(yīng)用以降低生產(chǎn)期間資源耗用量是業(yè)內(nèi)人士高度重視的課題之一。PLC控制系統(tǒng)中順序控制技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)電氣自動(dòng)化設(shè)備在生產(chǎn)過程中的單向性控制，提高設(shè)備自我控制能力，同時(shí)降低資源消耗量，在支持更為復(fù)雜控制任務(wù)實(shí)現(xiàn)的同時(shí)，達(dá)到提高企業(yè)電氣自動(dòng)化設(shè)備控制效率的目的。在工程實(shí)踐領(lǐng)域中，電氣自動(dòng)化設(shè)備中PLC控制系統(tǒng)順序控制功能的實(shí)現(xiàn)以開關(guān)量為主要控制對(duì)象，改進(jìn)繼電器控制元件，以提高控制靈敏性，體現(xiàn)自動(dòng)控制的順序性，減少傳統(tǒng)控制方式下控制質(zhì)量差，順序紊亂等一系列問題。例如，可以在人機(jī)接遠(yuǎn)程站點(diǎn)與主站層間應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)，基于現(xiàn)場(chǎng)傳感器優(yōu)化站點(diǎn)控制，并通過PLC控制盒實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行的自動(dòng)化控制，達(dá)到提高設(shè)備運(yùn)行效率的目的。

2.閉環(huán)控制。以電機(jī)為例，在泵類控制系統(tǒng)中電機(jī)的啟動(dòng)方式較多，包括自動(dòng)啟動(dòng)模式、電機(jī)旁手動(dòng)啟動(dòng)、以及現(xiàn)場(chǎng)控制箱啟動(dòng)這幾種類型。在PLC控制系統(tǒng)技術(shù)的干預(yù)下，可以根據(jù)泵的實(shí)際工作情況，對(duì)控制方法進(jìn)行合理選擇，以確保泵電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的穩(wěn)定性，并且對(duì)提高控制系統(tǒng)生產(chǎn)效率，簡(jiǎn)化控制動(dòng)作各項(xiàng)操作也有重要意義。

3.開關(guān)量控制。在傳統(tǒng)電氣自動(dòng)化設(shè)備開關(guān)量控制過程中，常使用磁性繼電器執(zhí)行控制動(dòng)作，但整個(gè)控制操作相對(duì)復(fù)雜，且控制系統(tǒng)中涉及大量觸點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)可靠性與安全性產(chǎn)生不良影響。為彌補(bǔ)這一問題，在PLC控制系統(tǒng)中可通過應(yīng)用軟繼電器裝置的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備的開關(guān)量控制，一方面可提高電氣自動(dòng)化設(shè)備操作系統(tǒng)控制的安全性，另一方面還可優(yōu)化自動(dòng)控制過程，達(dá)到減少開關(guān)使用量，綜合控制斷路器所顯示信息的目的。如可以在工業(yè)領(lǐng)域運(yùn)輸系統(tǒng)電氣自動(dòng)化設(shè)備中增加PLC控制系統(tǒng)，將電動(dòng)機(jī)裝設(shè)于運(yùn)輸機(jī)上，以提高運(yùn)輸量，同時(shí)可優(yōu)先開啟相應(yīng)運(yùn)輸機(jī)，并按照預(yù)設(shè)順序完成對(duì)其他運(yùn)輸機(jī)的開啟指令。在運(yùn)輸任務(wù)結(jié)束后，反向關(guān)閉開關(guān)，進(jìn)而通過應(yīng)用PLC控制技術(shù)的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)輸效率的提升。

4.自動(dòng)切換控制。PLC控制系統(tǒng)除能夠支持電氣自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)投切操作以外，還可根據(jù)設(shè)備運(yùn)行期間的具體工況滿足其他相關(guān)控制要求，以進(jìn)一步鞏固電氣自動(dòng)化設(shè)備的綜合性能。如在PLC控制系統(tǒng)備用電源中通過引入自動(dòng)投入裝置的方式，通過程序段進(jìn)行自動(dòng)控制，也可借助于電氣設(shè)備正常運(yùn)行狀態(tài)下的信號(hào)數(shù)據(jù)，為備用電源啟動(dòng)開關(guān)的開閉動(dòng)作提供切換依據(jù)，以達(dá)到提高PLC控制系統(tǒng)操作性能的目的。

三、電氣自動(dòng)化設(shè)備中PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用流程

以某工廠的傳送控制任務(wù)自動(dòng)化控制為例，在引入PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行傳送控制的過程中，首先需要明確PLC控制系統(tǒng)的基本要求，即PLC控制系統(tǒng)首先需要控制物料取出，然后傳輸至加工站點(diǎn)進(jìn)行加工，根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置延時(shí)信號(hào)，方便下道工具進(jìn)行準(zhǔn)備，最后將加工物料運(yùn)輸至原位。為實(shí)現(xiàn)以上控制目標(biāo)，在PLC控制系統(tǒng)總體方案的編程中，首先需要考慮其基礎(chǔ)裝置以及控制原理。為滿足控制要求，整個(gè)PLC控制系統(tǒng)中應(yīng)當(dāng)設(shè)置2個(gè)傳感器裝置，選用二位五通雙控電池?fù)Q向閥裝置，以實(shí)現(xiàn)通斷電控制。同時(shí)，還應(yīng)對(duì)啟動(dòng)裝置以及電氣換向閥等關(guān)鍵裝置進(jìn)行合理選擇。在硬件配置方面，PLC控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成包括報(bào)警燈、電磁轉(zhuǎn)向閥、按鈕開關(guān)、指示燈以及PNP數(shù)字量傳感器等。按照一定順序組裝上述設(shè)備構(gòu)成PLC控制系統(tǒng)，共同完成控制任務(wù)。同時(shí)，在PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件配置中，還可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合與工況選擇相應(yīng)電源，如主機(jī)可選用CPU 314型，與操作板連接后選擇3075A電源模板，數(shù)字量輸入模塊/輸出模塊選型為SM323型，輸入電壓調(diào)節(jié)為120 V/230 V。在配置好PLC控制系統(tǒng)相關(guān)硬件結(jié)構(gòu)后，還應(yīng)遵循電氣設(shè)備自動(dòng)化控制規(guī)范展開布線以及暗裝施工，盡可能選擇具有屏蔽功能的線材并通過妥善接地的方式降低PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行期間所面臨的干擾問題，確保PLC系統(tǒng)自動(dòng)化控制動(dòng)作的可靠性。

四、 結(jié)語(yǔ)

PLC的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，作為現(xiàn)代電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域中非常重要的技術(shù)之一，PLC控制系統(tǒng)能夠改善傳統(tǒng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)存在的操作復(fù)雜、抗干擾能力不足以及運(yùn)行可靠性偏低等問題，對(duì)優(yōu)化電氣自動(dòng)化設(shè)備綜合效用有重要意義。

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