PLC技術(shù)在自動化電氣控制中的應(yīng)用探討

謝智英

摘 要：PLC技術(shù)的全稱為“可編程邏輯控制器”，是一種專門應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)。PLC技術(shù)在自動化電器控制中的應(yīng)用優(yōu)勢體現(xiàn)在可靠性高、操作簡便、適應(yīng)性強及鏈接便利等方面。本文從設(shè)計、安裝、運行和監(jiān)控等方面簡述了PLC技術(shù)在自動化電氣控制中的應(yīng)用。并結(jié)合應(yīng)用案例簡要說明PLC的應(yīng)用情況。為提升PLC技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用成效，建議采取構(gòu)建合理的應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、加強人才培養(yǎng)并持續(xù)進(jìn)行適應(yīng)性的技術(shù)開發(fā)等策略。

關(guān)鍵詞：PLC;電氣控制;自動化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.125

1 PLC技術(shù)的基本原理

PLC技術(shù)的全稱為“可編程邏輯控制器”，是一種專門應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)。PLC技術(shù)通過在儲存器內(nèi)部進(jìn)行編程運算，實現(xiàn)以順序、數(shù)量、時間等要素指令對機械設(shè)備的控制，從而起到優(yōu)化工業(yè)生產(chǎn)過程的目的。PLC技術(shù)的出現(xiàn)得益于上世紀(jì)70年代通用汽車等工業(yè)制造企業(yè)對生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的升級要求。在經(jīng)歷近50年的發(fā)展后，PLC設(shè)備向小型化、智能化的方向不斷演進(jìn)。現(xiàn)代PLC的基本結(jié)構(gòu)與微型計算機較為相似。可以將PLC技術(shù)分為輸入、程序執(zhí)行和輸出三個基本工作步驟。由按鈕、開關(guān)等輸入設(shè)備將信號傳輸?shù)紺PU，再從ROM/RAM中提取預(yù)先編寫的程序進(jìn)行信息處理。經(jīng)過CPU的運算后，經(jīng)由輸出接口將指令傳遞到接觸器等輸出設(shè)備中，從而實現(xiàn)對工業(yè)設(shè)備的自動控制。

2 PLC技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

PLC技術(shù)在自動化電器控制中的應(yīng)用優(yōu)勢體現(xiàn)在諸多方面。第一，可靠性高。隨著PLC的廣泛應(yīng)用，控制器可以實現(xiàn)長期穩(wěn)定運行并具有診斷和保護功能，增強了自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。第二，操作簡便。目前常見的PLC控制器采取更加簡便易懂的控制指令，操作人員可以根據(jù)需求快速調(diào)整。并且無需專業(yè)的編程知識，對人員能力的較低要求使其得以廣泛應(yīng)用。第三，適應(yīng)性強。PLC技術(shù)以功能模塊為基礎(chǔ)構(gòu)建，為用戶帶來了多樣化的組合方式，通過合理構(gòu)建功能模塊可以將PLC應(yīng)用于各種系統(tǒng)中。第四，鏈接便利。PLC技術(shù)可以根據(jù)現(xiàn)場信號即器件的狀況，選擇相適應(yīng)的模板實現(xiàn)輸入、輸出的快速連接。無需單獨設(shè)置機房，對干擾的屏蔽要求也較低。從而顯著提升了其應(yīng)用的便利性，也是PLC最突出的應(yīng)用優(yōu)勢之一。第五，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC可以根據(jù)用戶需求選擇更高的配置，在運行速度上具備絕對優(yōu)勢，成為部分項目的必然選擇。

3 PLC技術(shù)在自動化電氣控制中的應(yīng)用

3.1 設(shè)計與安裝

PLC控制中的應(yīng)用要點在于對控制系統(tǒng)的設(shè)計。在設(shè)計實施前，需要對任務(wù)執(zhí)行環(huán)境進(jìn)行深入調(diào)查，內(nèi)部包括運行周期、驅(qū)動方式、監(jiān)控對象、聯(lián)網(wǎng)需求等。根據(jù)調(diào)查結(jié)果合理設(shè)定總體方案，并確定硬件構(gòu)成要素。

然后，進(jìn)行應(yīng)用程序設(shè)計。當(dāng)系統(tǒng)較為復(fù)雜時，一般可以按照流程或功能進(jìn)行條狀或塊狀分割。將總系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為多個字系統(tǒng)并根據(jù)任務(wù)分別進(jìn)行程序編寫并合理連接。在程序編寫完成后進(jìn)行調(diào)試并安裝保護設(shè)施。設(shè)施安裝應(yīng)當(dāng)按照繪制主回路電路圖、敷線裝機、檢測環(huán)境的步驟逐一進(jìn)行。

3.2 運行與監(jiān)控

PLC應(yīng)用于自動化電氣可以更加便捷的實現(xiàn)監(jiān)控和開關(guān)控制等活動。PLC在自動化電器中進(jìn)行順序控制無需傳統(tǒng)的開關(guān)。將開關(guān)狀態(tài)及其控制邏輯以儲存值的形式置于控制器內(nèi)。當(dāng)需要改變順序邏輯時，可以通過外接的程序輸入設(shè)備進(jìn)行程序改寫，即可實現(xiàn)順序的改變。以清除鍋爐灰渣為例，將現(xiàn)場的傳感輸入數(shù)據(jù)經(jīng)由主站層接入PLC控制器后，可以根據(jù)SO2的排放量實時檢查確定石灰石脫硫的循環(huán)狀況。由遠(yuǎn)程控制人員結(jié)合鍋爐的設(shè)計參與和運行數(shù)據(jù)，對PLC進(jìn)行程序改寫和控制，從而完成清渣工作。

3.3 應(yīng)用案例

PLC在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用非常廣泛，本文以機床電氣和物流倉儲為例，簡要說明PLC的應(yīng)用情況?，F(xiàn)代機床加工對靈活性有更高的要求，PLC由于反應(yīng)時間短的優(yōu)勢，為快速機床的生產(chǎn)作業(yè)提供了必要支持。同時，PLC技術(shù)可以對機床的液壓、電氣構(gòu)件運行情況進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題時及時報警，從而避免了加工質(zhì)量降低帶來的不必要損耗。PLC的抗干擾特性也適合于機床加工的復(fù)雜作業(yè)環(huán)境，較長的使用壽命降低了停機檢測的時間，有效提升了企業(yè)的生產(chǎn)效率。在物流倉儲領(lǐng)域，自動化發(fā)展使PLC技術(shù)得以廣泛應(yīng)用。自動化倉儲要求以較少的人工實現(xiàn)貨物的快速出入庫，垂直、橫移等多種運動形式的倉庫均需要閉環(huán)控制系統(tǒng)。運用PLC后，運行系統(tǒng)可以長期處于穩(wěn)定運行狀態(tài)，避免單一環(huán)節(jié)的問題影響整體效率。同時，也可以對堆垛機等輔助設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程自動化控制。通過改寫程序快速轉(zhuǎn)化系統(tǒng)運行方式，有效提升了管理能力，以適應(yīng)物流鏈中貨物品類、供給速度的變化。

4 提升PLC技術(shù)在自動化電氣控制中應(yīng)用成效的策略

為提升自動化電氣控制效果，應(yīng)當(dāng)在對PLC應(yīng)用中構(gòu)建合理的應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、加強人才培養(yǎng)并持續(xù)進(jìn)行適應(yīng)性的技術(shù)開發(fā)。隨著自動化電氣相關(guān)應(yīng)用行業(yè)對PLC的不斷應(yīng)用，可以在各自領(lǐng)域分別構(gòu)建涉及產(chǎn)品質(zhì)量、系統(tǒng)設(shè)計、運行檢測等多方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。以共識性的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為PLC技術(shù)的應(yīng)用提供良好的發(fā)展環(huán)境。相關(guān)企業(yè)應(yīng)當(dāng)組織應(yīng)用人員深入學(xué)習(xí)PLC技術(shù)的應(yīng)用原理，并逐步掌握計算機硬件、程序編寫等技能。以促進(jìn)PLC的應(yīng)用成效。各類院?？梢栽陔姎庾詣踊瘜I(yè)中引入或拓展PLC技術(shù)教育，為社會提供更加充裕的專業(yè)人才。

5 結(jié)束語

綜上所述，PLC技術(shù)是信息技術(shù)發(fā)展的具體產(chǎn)物，在自動化電氣控制中具有廣泛的應(yīng)用優(yōu)勢。對PLC技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)的設(shè)計方法，注重安裝環(huán)境的質(zhì)量，使其發(fā)揮在電氣控制中的監(jiān)控和條件作用。PLC技術(shù)的發(fā)展需要應(yīng)用行業(yè)企業(yè)及社會的共同努力，不斷以技術(shù)變革提升生產(chǎn)力，促進(jìn)社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李夜.PLC技術(shù)在數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（10）：148.

[2]謝建坤.PLC技術(shù)在煤礦機電設(shè)備控制中的應(yīng)用分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（10）：164.

[3]司昌練.數(shù)控機床PLC相關(guān)故障診斷維修方法分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（09）：136.

[4]王曉輝.礦山機電設(shè)備PLC控制技術(shù)研究[J].集成電路應(yīng)用，2019（04）：71-72.