電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用研究

趙劍龍

【摘? 要】近年來，隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制領(lǐng)域中的應(yīng)用也越來越廣泛，并發(fā)揮著無可替代的作用。PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的應(yīng)用主要是以微軟技術(shù)為基礎(chǔ)，并結(jié)合了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)等，PLC技術(shù)具有較強(qiáng)的實(shí)效性、便捷性、可靠性和靈活性等特征，將其運(yùn)用到電氣設(shè)備自動(dòng)化控制領(lǐng)域當(dāng)中，能夠有效的提升工作效率?；诖?，本文主要對(duì)PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的應(yīng)用進(jìn)行了分析和探討。

【關(guān)鍵詞】電器設(shè)備;自動(dòng)化控制;PLC技術(shù);應(yīng)用

引言

當(dāng)前，PLC技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)當(dāng)中。PLC即可編程控制器。PLC基于計(jì)算機(jī)，通過計(jì)算機(jī)指令實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制。在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中應(yīng)用PLC技術(shù)，可有效減少電氣設(shè)備的損耗，延長(zhǎng)其使用壽命;也可對(duì)其控制流程進(jìn)行優(yōu)化，促進(jìn)其穩(wěn)定運(yùn)行。因此，研究PLC技術(shù)在電氣設(shè)備中的應(yīng)用，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1PLC技術(shù)概述

PLC就是可編程控制器的簡(jiǎn)稱。通過人們的不斷研究，計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)兩者合理地結(jié)合在一起，最終形成了PLC技術(shù)，并且該項(xiàng)技術(shù)被人們應(yīng)用到在了不同領(lǐng)域中，電氣設(shè)備自動(dòng)化控制領(lǐng)域就是該技術(shù)應(yīng)用最廣泛的一項(xiàng)領(lǐng)域，并且從實(shí)際應(yīng)用情況來看，也取得了不錯(cuò)的成績(jī)。PLC技術(shù)在具體應(yīng)用過程中具有一個(gè)專門存儲(chǔ)程序的空間，可利用其對(duì)編好的程序進(jìn)行存數(shù)[1]。與此同時(shí)，PLC技術(shù)還可以進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，可以輸出處理好的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)輸出連接在機(jī)械設(shè)備上，可以控制機(jī)械設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。常見的PLC由四個(gè)部分組成，分別為編程器、存儲(chǔ)器、CPU、數(shù)據(jù)接口，各項(xiàng)內(nèi)容的性能都要能夠達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)，否則將會(huì)對(duì)PLC的性能造成不良影響。

2PLC技術(shù)的特點(diǎn)

PLC技術(shù)的特點(diǎn)如下：其一，可提高電氣設(shè)備運(yùn)行效率。前文提到，PLC基于計(jì)算機(jī)，通過計(jì)算機(jī)指令實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的控制。因此，PLC技術(shù)包含了網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)技術(shù)。除此之外，也包含了一體化控制技術(shù)。PLC技術(shù)不僅可以有效減少不必要時(shí)間的消耗，也可減少能源的損耗，還可提高設(shè)備的利用率。而且，PLC控制系統(tǒng)操作界面即方便又快捷。這對(duì)提高電氣設(shè)備運(yùn)行效率有著重要的促進(jìn)作用。其二，可適用于多種電氣設(shè)備。PLC技術(shù)的功能呈現(xiàn)出多樣化。這與當(dāng)前電氣設(shè)備類型的多樣化相適應(yīng)。因此，PLC技術(shù)可適用于多種電氣設(shè)備。而且，PLC技術(shù)可對(duì)電氣設(shè)備的運(yùn)行過程進(jìn)行優(yōu)化，可滿足當(dāng)前社會(huì)對(duì)于電氣設(shè)備的需求。其三，可彌補(bǔ)傳統(tǒng)控制的不足?；趥鹘y(tǒng)控制模式的電氣設(shè)備具有運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)效率低、操作繁瑣而且使用不便的特點(diǎn)，不適應(yīng)與現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展。而基于PLC技術(shù)的電氣設(shè)備可彌補(bǔ)這些不足之處，從而可促進(jìn)電氣設(shè)備的發(fā)展。

3PLC技術(shù)的電氣自動(dòng)化控制應(yīng)用分析

3.1順序控制

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間越長(zhǎng)，那其能耗也就會(huì)越大，這樣也就會(huì)影響到運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，不過合理的進(jìn)行順序控制則就能夠很好的改善這一問題。在當(dāng)前的電器自動(dòng)化控制過程中，順序控制具體是通過控制組合開關(guān)量。PLC技術(shù)主要就是通過不斷的優(yōu)化傳統(tǒng)繼電器控制元件來進(jìn)一步的提升控制的順序性以及靈敏性。除此之外，還能夠使得自動(dòng)化設(shè)備控制的部位模塊化，以此來有效的實(shí)現(xiàn)在作業(yè)過程中自動(dòng)化設(shè)備的單獨(dú)控制，這樣能夠在很大程度上避免控制順序紊亂以及設(shè)備控制量差所造成的各種問題[2]。例如在人機(jī)接口中的遠(yuǎn)程IQ站以及主站層等結(jié)構(gòu)上合理的應(yīng)用PLC技術(shù)，同時(shí)使用現(xiàn)場(chǎng)傳感器設(shè)備來進(jìn)行控制站點(diǎn)的合理優(yōu)化，然后通過集控室中的PLC系統(tǒng)來進(jìn)行電氣自動(dòng)化設(shè)備的有效控制。這樣不僅僅能夠極大的提升整體的控制效率，并且操作起來也是比較簡(jiǎn)便。

3.2PLC技術(shù)在開關(guān)量控制中的應(yīng)用

傳統(tǒng)電氣設(shè)備自動(dòng)化控制期間，要利用電磁性繼電器對(duì)開關(guān)量進(jìn)行控制，具體操作過程中有許多操作觸電，同時(shí)，系統(tǒng)接線操作十分復(fù)雜，這對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行會(huì)造成不良影響，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行期間會(huì)出現(xiàn)各種問題?？梢?，開關(guān)量控制容易受外界因素影響，導(dǎo)致其可靠性和穩(wěn)定性都會(huì)受到不良影響，具有明顯不可控特點(diǎn)，降低其在實(shí)際運(yùn)行過程中的效率。大量研究結(jié)果表面，在計(jì)算機(jī)中將PLC技術(shù)作為媒介，通過合理的方式，將繼電器和通信技術(shù)兩者進(jìn)行結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的自動(dòng)控制[5]。在該背景下，應(yīng)當(dāng)不斷提升繼電器的質(zhì)量，對(duì)控制觸點(diǎn)在運(yùn)行過程中的故障發(fā)生機(jī)率進(jìn)行嚴(yán)格控制，同時(shí)應(yīng)當(dāng)將PLC技術(shù)合理地應(yīng)用到開關(guān)量控制中，使其運(yùn)行效率能夠得到進(jìn)一步提高，達(dá)到人們的應(yīng)用需求。

完成相應(yīng)的設(shè)計(jì)后，通過斷路顯示器控制自動(dòng)化控制系統(tǒng)，不斷完善系統(tǒng)缺陷，從而提升系統(tǒng)綜合應(yīng)用效率。例如，在某一運(yùn)輸系統(tǒng)中，在全面考慮各種情況的基礎(chǔ)上，采用PLC技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)的情況進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)一共具有四部帶式輸送機(jī)，并且采用了兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)規(guī)格為：600伏與160千瓦，其在具體運(yùn)行過程中，運(yùn)輸能量可以達(dá)到400噸/h。在控制開關(guān)量過程中，應(yīng)當(dāng)啟動(dòng)第4臺(tái)帶式運(yùn)輸機(jī)，然后依據(jù)相應(yīng)順序，進(jìn)行機(jī)組啟動(dòng)。運(yùn)輸結(jié)束時(shí)，要停止帶式輸送機(jī)，提升運(yùn)輸控制效率。

3.3閉環(huán)控制

閉環(huán)控制指作為被控制對(duì)象的輸出以某種形式返回到作為控制的輸入，并影響輸入的一種控制關(guān)系。PLC通過調(diào)節(jié)電機(jī)設(shè)備的轉(zhuǎn)速、調(diào)節(jié)電子等實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)設(shè)備的控制。例如，可應(yīng)用PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)的控制。作為被控對(duì)象的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速受信號(hào)電壓控制。當(dāng)信號(hào)電壓的大小與極性發(fā)生改變時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度與方向也跟著變化。PLC控制控制伺服電機(jī)不是直接控制的。而是PLC發(fā)出可調(diào)的脈沖或者控制信號(hào)控制伺服驅(qū)動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)。再如，可應(yīng)用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力泵的控制。當(dāng)動(dòng)力泵的啟動(dòng)開關(guān)開啟后，PLC就會(huì)分析其運(yùn)行時(shí)間的長(zhǎng)短。通過對(duì)其運(yùn)行的具體分析，選擇合適的控制方式，并控制電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。在PLC進(jìn)行閉環(huán)控制過程中，其對(duì)電機(jī)設(shè)備運(yùn)行的分析速度更快。而其分析結(jié)果也具有較高的準(zhǔn)確性。因此，在實(shí)際運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)過程中，可將PLC技術(shù)應(yīng)用于電機(jī)設(shè)備自動(dòng)化控制當(dāng)中，必要時(shí)，將其與傳統(tǒng)控制方式相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)效率的提高。

4PLC的發(fā)展趨勢(shì)

PLC將會(huì)在硬件?軟件和通信的領(lǐng)域持續(xù)進(jìn)步來適應(yīng)未來科技的發(fā)展?可能的演變結(jié)果將會(huì)包括以下三點(diǎn)：第一，硬件上降低成本，采用國(guó)產(chǎn)的有質(zhì)量的替代件實(shí)現(xiàn)原有功能，達(dá)到硬件的完全代替，國(guó)產(chǎn)化的進(jìn)程也會(huì)促進(jìn)國(guó)際大公司研發(fā)性價(jià)比更高的產(chǎn)品，進(jìn)而良性循環(huán);第二，軟件上更加注重程序的容錯(cuò)性，降低現(xiàn)場(chǎng)的不確定性干擾對(duì)電氣設(shè)備的影響，達(dá)到即使未確定性干擾加在了電氣設(shè)備上，出現(xiàn)的誤差也在允許的范圍內(nèi)，損失在可控范圍內(nèi)，盡量避免對(duì)電氣設(shè)備造成致命不可逆的影響;第三，通信上結(jié)合現(xiàn)在市面上常見的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)modbus協(xié)議，做到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，利于后期其他維護(hù)人員直面問題的關(guān)鍵所在，避免將寶貴的時(shí)間浪費(fèi)在協(xié)議解析上[3]，也方便其他人在此基礎(chǔ)上的二次開發(fā)，同時(shí)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，通信更加便捷?

結(jié)束語

PLC技術(shù)可靠性高、抗干擾強(qiáng)，與傳統(tǒng)機(jī)械式控制器件相比，優(yōu)勢(shì)明顯，不但能夠?qū)崿F(xiàn)電氣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求，提高了控制系統(tǒng)的反應(yīng)速度，同時(shí)，提升了工業(yè)的自動(dòng)化水平。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：黃河水電公司龍羊峽發(fā)電分公司）