PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

焦廣京

（唐鋼股份冷軋薄板廠，河北 唐山 063000）

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國(guó)電氣工程自動(dòng)化控制的要求越來(lái)越高，為滿足工業(yè)對(duì)電氣工程自動(dòng)化控制的需要，我國(guó)投入的PLC技術(shù)研發(fā)也越來(lái)越多。但是傳統(tǒng)的技術(shù)并不能滿足現(xiàn)在時(shí)代對(duì)電氣工程自動(dòng)化控制的需求，無(wú)論從精度、速度還是效率來(lái)看，都無(wú)法滿足。恰好PLC技術(shù)的飛速發(fā)展，增加了人們調(diào)節(jié)電氣工程自動(dòng)化控制的能力。所以PLC技術(shù)在很多行業(yè)都有了很多的應(yīng)用。因此，利用好這一技術(shù)是更好的將電氣工程自動(dòng)化控制發(fā)展的基礎(chǔ)。

1 PLC技術(shù)的定義和主要構(gòu)成

對(duì)于PLC而言，其英文名稱(chēng)就是Program Mable Logic Controller，主要就是對(duì)微處理器進(jìn)行應(yīng)用，并且同計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行共同開(kāi)發(fā)從而形成的一種可以進(jìn)行控制的操作系統(tǒng)，是二十世紀(jì)八十年代興起的一種全新的產(chǎn)品。通過(guò)將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到汽車(chē)領(lǐng)域，可以將汽車(chē)行業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力大幅度提升，并且可以讓工業(yè)經(jīng)濟(jì)更好地開(kāi)展。隨著科技的不斷發(fā)展，這項(xiàng)技術(shù)更新速度是非?？斓?，而且其運(yùn)算速度以及可操縱能力也正在不斷提升，而且這項(xiàng)技術(shù)正在逐漸朝著商業(yè)化方向發(fā)展，尤其是在電氣自動(dòng)化控這方面這項(xiàng)技術(shù)所發(fā)揮的作用變得越來(lái)越強(qiáng)，使用的范圍也變得越來(lái)越廣泛。對(duì)于PLC技術(shù)而言，主要就是將集散操控體系以及總線操控體系進(jìn)行結(jié)合，在產(chǎn)品中開(kāi)端以及出產(chǎn)，通過(guò)將這兩種技術(shù)結(jié)合在一起，可以將PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行充分的發(fā)揮出來(lái)，從而可以大幅度提升產(chǎn)品的出產(chǎn)功率，從而可以推動(dòng)工業(yè)化朝著更好的方向發(fā)展。需要特別注意的是，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC技術(shù)操控體系已經(jīng)不再是原來(lái)的非常底層的一種體系，而是一種全新的分布式操控體系，并且還有以有效地同智能化傳感激素以及計(jì)算機(jī)操控技術(shù)相互結(jié)合在一起，從而形成比較綜合而且智能化的技術(shù)，這樣就可以更好地推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的不斷發(fā)展。

1.1 PLC技術(shù)的定義

PLC技術(shù)也就是可編程控制器技術(shù)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的編程和模擬，使得機(jī)械可以按照程序中的要求和指令進(jìn)行工作，從而完成對(duì)機(jī)械的自動(dòng)控制。PLC技術(shù)主要包括程序控制和邏輯運(yùn)算兩大方面，利用各種繼電器、斷路器、電流開(kāi)關(guān)等原件完成組合，使得程序可以按照設(shè)定進(jìn)行運(yùn)行。并且在邏輯運(yùn)算方面，PLC技術(shù)也有著很強(qiáng)大的能力，不僅僅是在電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)中最簡(jiǎn)單的與非邏輯，更能掌握很復(fù)雜的高級(jí)邏輯。與此用時(shí)，PLC技術(shù)還具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性和抗干擾性，工作人員可以在大多數(shù)情況下完成對(duì)機(jī)械的操作，而且PLC操作方式是指令操作，只需按下操作指令，程序可以自動(dòng)操作，減少工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

1.2 PLC技術(shù)的主要構(gòu)成

PLC技術(shù)主要有控制技術(shù)和控制系統(tǒng)兩方面為主要研究對(duì)象。其中，PLC系統(tǒng)主要包括電源、輸入輸出系統(tǒng)、存儲(chǔ)介質(zhì)和中央處理器構(gòu)成。而控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要滿足PLC技術(shù)最基本的原則，可實(shí)施性原則。同時(shí)還要采取有效的措施，增強(qiáng)PLC系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。另外在保持PLC系統(tǒng)性能的同時(shí)，還要盡可能的節(jié)省該系統(tǒng)的構(gòu)建成本。

2 電氣工程及其自動(dòng)化控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用

2.1 順序控制技術(shù)

在對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化控制當(dāng)中，隨著電氣設(shè)備的自動(dòng)化程度不斷加深，在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)能源的消耗情況也會(huì)變得越來(lái)越嚴(yán)重，這樣就會(huì)對(duì)電氣設(shè)備所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益帶來(lái)非常消極的影響。但是在對(duì)PLC技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用之后，可以對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行次序操作，這樣就可以消除由于能源消耗過(guò)多而帶來(lái)的問(wèn)題。在對(duì)電氣自動(dòng)設(shè)備進(jìn)行操控的過(guò)程中，次序操作指的就是將生產(chǎn)工藝的實(shí)際要求作為次序操作的總體依據(jù)，如果受到一些輸入信號(hào)所帶來(lái)的影響，黨對(duì)系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)以及時(shí)刻進(jìn)行參考之后，可以更好地確保所有的機(jī)構(gòu)可以非常有秩序的、自動(dòng)完成所需要完成的操作，并且還可以很好地對(duì)各種開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制。而且在對(duì)各種繼電器進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)之后，讓操作過(guò)程的靈敏性大幅度提升，此外，在對(duì)PLC技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用之后，可以讓所有的操作部件呈現(xiàn)出一種模塊化狀態(tài)，這樣當(dāng)電氣設(shè)備處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)就可以獨(dú)立對(duì)這些模塊進(jìn)行性調(diào)用，減少反響過(guò)程中時(shí)效比較低的問(wèn)題。

2.2 閉環(huán)控制

閉環(huán)控制主要采取了PLC技術(shù)中的順序控制器，并且在實(shí)際生活生產(chǎn)中有著很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。在火力發(fā)電廠中，利用傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法對(duì)發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生的爐渣和飛灰進(jìn)行處理，并且對(duì)熱力浪費(fèi)現(xiàn)象得不到緩解。而在利用PLC技術(shù)后，不僅會(huì)對(duì)發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生的爐渣和飛灰進(jìn)行程序化的處理，而且可以對(duì)發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生的熱量再利用，充分加大了能量的轉(zhuǎn)換效率，使之成為一個(gè)閉環(huán)。

系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行，產(chǎn)生熱能，熱能通過(guò)水蒸氣帶動(dòng)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為電能，利用水為系統(tǒng)降溫，再次回到水蒸氣帶動(dòng)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)完整的閉環(huán)，增加了能源利用率。

2.3 開(kāi)關(guān)控制

PLC控制的另一個(gè)重要的應(yīng)用是開(kāi)關(guān)控制，開(kāi)關(guān)控制主要利用雙閥開(kāi)關(guān)、三閥開(kāi)關(guān)甚至多閥開(kāi)關(guān)完成對(duì)系統(tǒng)各電路的開(kāi)通和關(guān)閉。而開(kāi)關(guān)閥利用繼電器的計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、計(jì)速等裝置進(jìn)行信號(hào)控制。打開(kāi)或關(guān)閉繼電器，從而將信號(hào)傳送至繼電器開(kāi)關(guān)，繼電器開(kāi)關(guān)控制開(kāi)關(guān)閥，完成對(duì)電路的控制。例如簡(jiǎn)單的機(jī)械小車(chē)運(yùn)行。從設(shè)定規(guī)定速度、里程、時(shí)間，已達(dá)到小車(chē)再完成一定的動(dòng)作后開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi)，另一開(kāi)關(guān)自動(dòng)閉合，連接另一電路，實(shí)現(xiàn)下一步的操作。完成對(duì)小車(chē)的控制操作。

3 電氣工程及其自動(dòng)化控制中PLC技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

（1）PLC技術(shù)的抗干擾能力應(yīng)該更強(qiáng)，可靠性應(yīng)該更高由于PLC技術(shù)廣泛應(yīng)用于電氣工程及其自動(dòng)化控制的各個(gè)方面，而有的環(huán)境會(huì)有大電流、大電壓或者各種次波的出現(xiàn)，這就要求了PLC系統(tǒng)有著更高的抗干擾性。PLC系統(tǒng)主要是由各種電力電子元件構(gòu)成，而這些元件都會(huì)受到大電流、大電壓產(chǎn)生諧波的影響，更會(huì)受到各種電子元件產(chǎn)生次波的影響。這就要求了PLC系統(tǒng)要有更高的抗干擾能力，否則就會(huì)使得程序不按設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行運(yùn)作，出現(xiàn)錯(cuò)誤指令，給生產(chǎn)生活帶來(lái)嚴(yán)重的危害。另外由于PLC技術(shù)是自動(dòng)控制技術(shù)，更需保持整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，以免出現(xiàn)系統(tǒng)的崩潰或者錯(cuò)亂，造成不必要的損失。

（2）PLC技術(shù)應(yīng)繼續(xù)在數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化方面發(fā)展。現(xiàn)在大多科學(xué)技術(shù)的發(fā)展的方向都是朝著數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化控制，PLC技術(shù)也應(yīng)該順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的潮流，向著更自動(dòng)、更數(shù)字、更遠(yuǎn)端的控制理念進(jìn)行發(fā)展。首先朝著數(shù)字化方向發(fā)展會(huì)給PLC技術(shù)帶來(lái)更便捷的邏輯算法和更大容量的操作程序儲(chǔ)存空間，使得PLC技術(shù)的操作更便捷。其次朝著網(wǎng)絡(luò)化方向的發(fā)展可以實(shí)現(xiàn)PLC系統(tǒng)的遠(yuǎn)端控制，更加把人解放出來(lái)，完成對(duì)整個(gè)大生產(chǎn)系統(tǒng)的集中操作，減少了由于工作交接、上報(bào)造成的誤差。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)我國(guó)在先進(jìn)科學(xué)技術(shù)方面有了很大的進(jìn)步，尤其是在信息化、自動(dòng)化、數(shù)字化等方面更是有了顯著的改變。而這正是電氣工程自動(dòng)化控制想要穩(wěn)定、快速發(fā)展所需要運(yùn)用的技術(shù)。利用先進(jìn)的PLC技術(shù)和電氣工程自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行配合，正是現(xiàn)在電氣工程自動(dòng)化控制可以更加快速發(fā)展的關(guān)鍵。而怎么將先進(jìn)PLC技術(shù)應(yīng)用于電氣工程自動(dòng)化控制之中和在將來(lái)PLC技術(shù)怎樣發(fā)展才能跟得上電氣工程自動(dòng)化控制發(fā)展的腳步，這是我們現(xiàn)在面臨的主要問(wèn)題。電氣工程及其自動(dòng)化控制也還在慢慢的摸索和發(fā)展之中，所以將兩者結(jié)合的過(guò)程中我們需要做的不僅是將這些問(wèn)題找出來(lái)，并且很好的解決掉。還要做到與時(shí)俱進(jìn)的創(chuàng)新理念，使PLC技術(shù)應(yīng)用于電氣工程及其自動(dòng)化控制的更多方面。