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

張宏

摘要：為了實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備的靈活控制，降低自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備的控制要求和生產(chǎn)成本，提高機(jī)械設(shè)備運(yùn)行可靠性，技術(shù)人員研發(fā)了PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)是將計(jì)算機(jī)技術(shù)與機(jī)械技術(shù)相結(jié)合，運(yùn)用計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化控制。它具有體積小、可靠性高、模塊化組合靈活、功能強(qiáng)大、編程方便、適應(yīng)工業(yè)環(huán)境、安裝維護(hù)簡(jiǎn)單以及運(yùn)行速度快等特點(diǎn)，應(yīng)用越來越廣泛，已經(jīng)被稱為現(xiàn)代工業(yè)的三大支柱（即PLC、機(jī)器人和CAD/CAM）之一。本文就PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)用與實(shí)現(xiàn)加以探討和分析。

關(guān)鍵詞：PLC控制系統(tǒng);電氣自動(dòng)化設(shè)備;運(yùn)用;

一、PLC技術(shù)的概述

所謂PLC（Programmable Logic Controller）主要是指可編程控制器。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。計(jì)算機(jī)技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)兩者的融合，就能形成PLC技術(shù)。PLC的主要硬件構(gòu)成要素分別是CPU、存儲(chǔ)器、編程器、數(shù)據(jù)接口這四個(gè)重要構(gòu)成部分。利用PLC技術(shù)不但能提升機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化程度，同時(shí)也能提升其應(yīng)用效率和可靠性。

二、電氣自動(dòng)化設(shè)備中PLC控制系統(tǒng)的功能及特點(diǎn)

1、編程相對(duì)簡(jiǎn)單，使用方便。PLC系統(tǒng)編程簡(jiǎn)單容易上手，甚至不需要掌握計(jì)算機(jī)知識(shí)，只是采用簡(jiǎn)明的梯形圖、邏輯圖或語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言即可完成編程，因此系統(tǒng)開發(fā)只需要很短的周期，容易進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，另外PLC還可以在線修改程序，改變控制方案而不拆動(dòng)硬件。

2、PLC功能強(qiáng)大，性價(jià)比高。PLC內(nèi)有大量且完備的可供用戶使用的編程擴(kuò)展模塊，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。它與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，具有很高的性價(jià)比。PLC可以通過通信聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分散控制，集中管理。

3、硬件配套完備，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)。PLC產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線即可。PLC有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和小型交流接觸器。硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化。

4、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器，一旦觸點(diǎn)接觸不良，容易出現(xiàn)故障。PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件元件來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1%-10%，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強(qiáng)的抗干擾能力。

5、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少。PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減少。PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)法來設(shè)計(jì)。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)梯形圖的時(shí)間比設(shè)計(jì)相同功能的繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。PLC的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號(hào)用小開關(guān)來模擬，通過PLC上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號(hào)的狀態(tài)?，F(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通過修改程序就可以解決，大幅減少系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間。

6、維修工作量小，維修方便。PLC的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，可以根據(jù)PLC上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故。

三、電氣自動(dòng)化設(shè)備中PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)用及實(shí)現(xiàn)

1、利用順序操控，提高工作效率

在電氣自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行時(shí)，隨著使用年限的增加，能耗和電氣故障率增加，維護(hù)維修成本增加，導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)成本投入增加，效益降低。PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)用，可以將此弊端進(jìn)行優(yōu)化，也可以降低電能消耗，起到節(jié)省能源的效果，給企業(yè)帶來更好的效益。并且，PLC控制系統(tǒng)自身具備良好的安全性能，可以結(jié)合系統(tǒng)設(shè)定流程來對(duì)設(shè)備實(shí)施管控，由于使用邏輯語(yǔ)言編程，可有效避免手動(dòng)操作的不穩(wěn)定性。PLC控制系統(tǒng)流程管控方式，可以對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備開關(guān)量加以管控，同時(shí)把電氣自動(dòng)化設(shè)備各個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)實(shí)施監(jiān)控，讓設(shè)備操作更加簡(jiǎn)便可靠，當(dāng)其中一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)自動(dòng)報(bào)警或者停機(jī)，確保電氣自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行安全，減少設(shè)備事故發(fā)生概率。

2、用于閉環(huán)控制，簡(jiǎn)化操作方法

PLC控制系統(tǒng)能夠運(yùn)用在閉環(huán)控制中，簡(jiǎn)化電氣自動(dòng)化設(shè)備操作方式，提升整體工作效率。電氣自動(dòng)化設(shè)備中閉環(huán)控制系統(tǒng)，一般以溫度、壓力、流量、轉(zhuǎn)速類控制集中運(yùn)用為主，結(jié)合各種不同的工作需求和標(biāo)準(zhǔn)，選擇合理的PLC控制系統(tǒng)，可以讓電氣自動(dòng)化設(shè)備處于科學(xué)運(yùn)作狀態(tài)。PLC控制系統(tǒng)由于在閉環(huán)控制方面具備強(qiáng)大的的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可以運(yùn)用于各個(gè)種類的電氣自動(dòng)化設(shè)備中，將原始的閉環(huán)管控方式加以優(yōu)化，提升閉環(huán)控制的便捷性，并且確保電氣自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行安全。

3、控制開關(guān)量，增加安全性

電氣自動(dòng)化設(shè)備中的開關(guān)量一般對(duì)磁性繼電器實(shí)施管控，管控方式較為繁瑣，故障較多，降低設(shè)備應(yīng)用的可靠性和安全性。然而，把PLC控制系統(tǒng)運(yùn)用到開關(guān)量管控中，可以避免上述問題，不但推動(dòng)了新型繼電器的研發(fā)，而且對(duì)實(shí)現(xiàn)智能制造奠定了一定的工業(yè)應(yīng)用基礎(chǔ)。另外，采用PLC進(jìn)行開關(guān)量控制，不需要對(duì)磁性因素加以探究，讓開關(guān)量管控按照程序的邏輯關(guān)系結(jié)合開關(guān)位置相關(guān)流程來實(shí)現(xiàn)操作，確保了控制可靠性和安全性。

四、電氣自動(dòng)化控制中PLC的應(yīng)用趨勢(shì)

PLC控制系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便， PLC系統(tǒng)應(yīng)用于電氣自動(dòng)化控制，系統(tǒng)傳遞的指令都相對(duì)比較簡(jiǎn)單，因而能夠方便工作人員理解，進(jìn)而在一定程度上降低了操作和維護(hù)難度。如此一來，就能在確保整個(gè)電氣自動(dòng)化的設(shè)備能夠工作正常，且沒有任何安全事故的前提下，不需要去特別尋找技術(shù)能力較高的工作人員，這不僅提高了工作效率，也降低了用人成本，對(duì)于整個(gè)企業(yè)的發(fā)展有著極大的幫助。由于其本身有著諸多的優(yōu)點(diǎn)，（如可靠性強(qiáng)、體積小，重量輕，能耗低以及響應(yīng)迅速）等，隨著經(jīng)濟(jì)的回暖和國(guó)家政策的推動(dòng)，基于對(duì)更高自動(dòng)化程度和更高能效的自動(dòng)化產(chǎn)品的需求，制造業(yè)會(huì)越來越多地應(yīng)用PLC，這給PLC的創(chuàng)新與發(fā)展提供了不竭的動(dòng)力。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)階段電氣自動(dòng)化設(shè)備發(fā)展十分迅速，但是其仍然存在著許多缺陷。PLC控制技術(shù)的應(yīng)用，能夠大大改善此類問題，不僅能夠保證設(shè)備安全穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)，而且還大幅提高了控制的效率。在未來，PLC技術(shù)還會(huì)有著更大的發(fā)展空間以及應(yīng)用領(lǐng)域，電氣自動(dòng)化在現(xiàn)代科技的運(yùn)用越來越廣泛，對(duì)于我們國(guó)家的科技與經(jīng)濟(jì)都有著十分重要的影響。因此需要結(jié)合應(yīng)用領(lǐng)域繼續(xù)對(duì)其研究，提升工業(yè)自動(dòng)化控制水平。

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