PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的運(yùn)用

邵輝

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)的重要作用日益凸顯。本文探討了PLC技術(shù)的定義和特點(diǎn)，分析了PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用，展望了其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);電氣自動(dòng)化控制;運(yùn)用

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）05-0015-01

1 PLC技術(shù)的定義和特點(diǎn)

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)成為企業(yè)和社會(huì)不可或缺的技術(shù)手段，尤其是電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)。隨著基于PLC（可編程序控制器）的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)不斷發(fā)展，不僅極大提高了工廠企業(yè)電氣自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行效率，有效節(jié)約了時(shí)間和成本，而且在運(yùn)行、調(diào)試和維護(hù)等方面都更加方便和快捷，和傳統(tǒng)的繼電器式控制系統(tǒng)相比具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，因此以PLC為基礎(chǔ)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)已經(jīng)成為了行業(yè)的主流趨勢(shì)。PLC之所以能成為新的主流，首先是因?yàn)樗梢愿鶕?jù)客戶的需求，自由組合控制模塊，自由編程從而實(shí)現(xiàn)過程控制或運(yùn)動(dòng)控制，功能強(qiáng)大且靈活度高;其次，PLC控制系統(tǒng)具有較高的性價(jià)比，其占用空間小，可分布式設(shè)計(jì)安裝，兼容多種通訊協(xié)議，適用性和擴(kuò)展性極強(qiáng);此外，PLC技術(shù)及設(shè)備在操作上更加便捷，因?yàn)镻LC技術(shù)是建立在計(jì)算機(jī)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，且配套采用人機(jī)交互界面（HMI）組成整套系統(tǒng)，所以相關(guān)操作方式和運(yùn)行流程更加方便、直觀和易用，操作者不需要是專業(yè)編程人員，只需要按照操作規(guī)程要求的流程和步驟就能夠輕松操作設(shè)備運(yùn)行，同時(shí)技術(shù)維護(hù)人員在編程方面只需要具備基礎(chǔ)編程知識(shí)就能夠滿足大多數(shù)需求，這樣能夠使操作及維護(hù)人員的工作變得更加輕松，有效提升工作效率。

2 PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中應(yīng)用廣泛，接下來(lái)作者將對(duì)應(yīng)用最為廣泛的運(yùn)動(dòng)控制、開關(guān)量邏輯控制和模擬量閉環(huán)控制應(yīng)用進(jìn)行介紹：

2.1 運(yùn)動(dòng)控制

運(yùn)動(dòng)控制是一種較為常見的PLC控制方式，在企業(yè)的生產(chǎn)當(dāng)中應(yīng)用廣泛，起著非常重要的作用，例如應(yīng)用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合，PLC專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊，與其它功能模塊或I/O模塊組合使用可以極大提升單體設(shè)備或組合設(shè)備的工作效率，從而有效提高整體系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。如果整套自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的較為合理，且合理提高PLC技術(shù)的應(yīng)用水平和規(guī)模，就能夠極大提升工廠企業(yè)的生產(chǎn)效率，強(qiáng)化生產(chǎn)流程，讓整體生產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)保持在高效平穩(wěn)的運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)，由于一般的工廠企業(yè)的工作人員流動(dòng)性較大，人員的專業(yè)能力和水平參差不齊，如果利用PLC系統(tǒng)各個(gè)不同用途的功能模塊簡(jiǎn)化系統(tǒng)操作模式，就能夠大幅減輕工作人員的工作壓力和勞動(dòng)強(qiáng)度，更有效的節(jié)約有限的資源，減少無(wú)謂的浪費(fèi)[1]。

2.2 開關(guān)量的邏輯控制

在PLC控制系統(tǒng)當(dāng)中，開關(guān)量的邏輯控制是一種最為常見的控制形式，其通過置位、復(fù)位、再置位的流程取代傳統(tǒng)的繼電器控制電路實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可以用于單機(jī)控制，也可以用于多機(jī)群控和自動(dòng)化流水線。在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中開關(guān)量的控制是必不可少的組成部分，而PLC控制系統(tǒng)的開關(guān)量邏輯控制功能能夠很好的提升電氣設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，減少隨機(jī)因素造成的影響，同時(shí)也可以在突發(fā)情況發(fā)生時(shí)，利用順序控制立即切斷設(shè)備的控制電源，快速停止設(shè)備運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)危險(xiǎn)情況的有效控制，這對(duì)于工廠企業(yè)的安全生產(chǎn)生活來(lái)說非常重要。通過將PLC技術(shù)廣泛應(yīng)用在開關(guān)量控制當(dāng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各類電氣設(shè)備精準(zhǔn)、有效的控制，及時(shí)應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，做到有效應(yīng)對(duì)、有序應(yīng)對(duì)、及時(shí)應(yīng)對(duì)。并且在實(shí)際操作過程當(dāng)中，電氣設(shè)備的操作者只需要在系統(tǒng)的人機(jī)交互界面（HMI）中輸入相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)或開關(guān)指令，即可通過安裝在現(xiàn)場(chǎng)的各類型傳感器等感應(yīng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)執(zhí)行指令的目的，從而有效提升電氣設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性[2]。

2.3 模擬量閉環(huán)控制

在工業(yè)控制中PID閉環(huán)控制被廣泛應(yīng)用，例如我公司最常見的液位和流量控制，很多采用PID控制模式實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程控制。PLC能編制各種各樣的控制算法程序，通過使用PLC系統(tǒng)專用的PID過程控制模塊、軟件中自帶的PID功能指令或者自編程序等方式實(shí)現(xiàn)PID閉環(huán)控制。工業(yè)企業(yè)電氣設(shè)備存在多種運(yùn)行模式，例如在中控室遠(yuǎn)程自動(dòng)啟動(dòng)、手動(dòng)（步進(jìn)）運(yùn)行和就地（現(xiàn)場(chǎng)）手動(dòng)啟動(dòng)等不同類型，但是如果將PLC技術(shù)應(yīng)用在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中，甚至可以直接實(shí)現(xiàn)在機(jī)器旁自動(dòng)啟動(dòng)的目的。如果能夠?qū)⑦@個(gè)技術(shù)進(jìn)一步推廣，將能夠提升閉環(huán)控制系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，一定程度上也可以提高電氣控制系統(tǒng)的可靠性，優(yōu)化操作流程，將電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行效率提升到更高水平[3]。

3 PLC控制系統(tǒng)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)

在當(dāng)今社會(huì)，隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，其各方面已經(jīng)達(dá)到了較高的水平，如果想要進(jìn)一步提升電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行效率，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性，就需要加大提升PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中運(yùn)用的比例和水平。在目前大多數(shù)現(xiàn)代化企業(yè)中PLC技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛和成熟，同時(shí)這項(xiàng)技術(shù)也在隨著時(shí)代和科技繼續(xù)進(jìn)步。電氣設(shè)備種類的日益增多，PLC技術(shù)在其中所提供的服務(wù)也會(huì)更加細(xì)化，而為了更好滿足電氣自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)，技術(shù)開發(fā)人員需要不斷提升與PLC技術(shù)配套的人機(jī)交互模式，使操作人員使用更簡(jiǎn)單直觀的方法操作各類型控制系統(tǒng)，并且能夠持續(xù)提供系統(tǒng)升級(jí)改進(jìn)的方式或方法，從而進(jìn)一步拓展PLC技術(shù)的應(yīng)用范圍。因?yàn)镻LC技術(shù)極其依賴于通訊設(shè)備的有效輔助，所以進(jìn)一步提升配套通訊設(shè)備的兼容性、先進(jìn)性，提升擴(kuò)展對(duì)其它工業(yè)控制計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)的速率和范圍，通過大型PLC系統(tǒng)加強(qiáng)對(duì)更多電氣設(shè)備的控制等方面就顯得尤為重要。例如在我公司，目前如何將PLC技術(shù)更好的應(yīng)用在DCS系統(tǒng)當(dāng)中，使其在DCS系統(tǒng)當(dāng)中更加高效和穩(wěn)定的運(yùn)行，是我們需要不斷改進(jìn)和完善的一個(gè)重要課題。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，PLC技術(shù)有著反應(yīng)速度快、可靠性高、穩(wěn)定性好、適應(yīng)性強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、功能完善、智能化程度高等得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，能夠?yàn)殡姎庾詣?dòng)化控制系統(tǒng)提供更好的支持，雖然同時(shí)存在維護(hù)成本比較高，維護(hù)人員入門較困難等問題，但無(wú)論是從管理、維護(hù)、運(yùn)行效率還是規(guī)模應(yīng)用等各方面進(jìn)行比較目前都是工廠企業(yè)的最佳選擇。隨著工業(yè)生產(chǎn)對(duì)電氣自動(dòng)化控制的管理以及提高電氣設(shè)備使用效率的目的和要求越來(lái)越高，PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中的作用將會(huì)持續(xù)擴(kuò)大，功能性將會(huì)日益增強(qiáng)，需求也將不斷增長(zhǎng)。而擺在各大PLC設(shè)備生產(chǎn)設(shè)計(jì)制造商面前的任務(wù)就是要不斷提升PLC系統(tǒng)的技術(shù)含量和產(chǎn)品質(zhì)量，繼續(xù)降低PLC技術(shù)的學(xué)習(xí)和使用門檻，為電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的良好運(yùn)轉(zhuǎn)創(chuàng)造更好的條件，從而提升各類產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

[1] 張波，安志銀，朱建峰，高瑞芳.智能化技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（14）：128.

[2] 盧宇.PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019（9）：143-144.

[3] 姜春雨.PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的應(yīng)用分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（12）：143.