PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的控制應(yīng)用

榮濤 王煒

【摘 ?要】我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入全面的發(fā)展時(shí)期，新時(shí)期工業(yè)改革下，電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用為工業(yè)生產(chǎn)帶去了很大的轉(zhuǎn)變，PLC技術(shù)作為電氣自動(dòng)化非常重要的組成部分，在其中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。在未來(lái)的發(fā)展中PLC技術(shù)還應(yīng)該朝著更加成熟的方面不斷進(jìn)步，逐漸形成自動(dòng)化設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)體系，通過(guò)對(duì)操作過(guò)程的全面控制，提高工業(yè)生產(chǎn)水平。介于PLC技術(shù)的重要作用，我們應(yīng)該加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新與研究創(chuàng)新，為工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展提供良好的技術(shù)支持，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，創(chuàng)造更加客觀的經(jīng)濟(jì)利益。

【關(guān)鍵詞】PLC技術(shù);電氣自動(dòng)化控制;應(yīng)用

1PLC控制系統(tǒng)

1.1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

要做好設(shè)計(jì)工作，在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中要遵守3項(xiàng)設(shè)計(jì)原則。①控制成本。成本的高低會(huì)直接影響企業(yè)效益，因此，控制成本不僅能提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而且能夠?yàn)橄到y(tǒng)后續(xù)的研究預(yù)留經(jīng)費(fèi)。②保證系統(tǒng)的安全性和可靠性。確保運(yùn)行安全是設(shè)計(jì)時(shí)首先應(yīng)該考慮的問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員要將其視作首要任務(wù)。③控制實(shí)效，控制產(chǎn)品質(zhì)量能夠符合要求。首先，在遵循上述原則的基礎(chǔ)上，要認(rèn)真地分析控制需求，從而選擇最適合的中央處理器，同時(shí)，選定合適的輸入輸出設(shè)備。其次，分別設(shè)計(jì)CPU模塊和I/O模塊，并繪制詳細(xì)的流程圖，還有具體連接圖。最后，編寫具體程序，并且進(jìn)行調(diào)試和相應(yīng)的測(cè)試，從而不斷完善系統(tǒng)功能。

1.2運(yùn)用特點(diǎn)

PLC控制是關(guān)鍵技術(shù)的核心，控制工作需要通過(guò)軟件操作進(jìn)行。關(guān)鍵技術(shù)的控制過(guò)程包括掃描、診斷和處理，當(dāng)系統(tǒng)接通電源后，控制系統(tǒng)會(huì)自我診斷，然后對(duì)所有的網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行處理，處理結(jié)束后，會(huì)自動(dòng)進(jìn)行掃描，再將其傳輸?shù)絀/O模塊中，最后將信息傳給執(zhí)行器。如果在掃描中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將有問(wèn)題的信息退給CPU模塊，然后CPU模塊會(huì)再次進(jìn)行診斷。由此可見，此技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)較多，可以概括為3點(diǎn)：第一，可靠性高，具有較高的自我檢測(cè)能力，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并對(duì)其進(jìn)行處理;第二，系統(tǒng)配套十分完善，控制功能性能良好，使用了集成電路，無(wú)論是軟件還是硬件，都較為成熟和齊全，能夠促進(jìn)控制功能的發(fā)揮;第三，擁有較強(qiáng)的抗感染性能，不會(huì)輕易受到外界因素的影響。

2PLC在電氣自動(dòng)化控制當(dāng)中的重要意義

2.1增加電氣自動(dòng)化設(shè)備的儲(chǔ)存量

PLC技術(shù)可以看做是一個(gè)小型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，結(jié)合工作需求編制相關(guān)的程序能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)與操作控制，PLC技術(shù)在應(yīng)用中有著很強(qiáng)的存儲(chǔ)功能，可以滿足工作中大量細(xì)細(xì)的存儲(chǔ)，并且方便在歷史記錄中找尋所需要的設(shè)置信息，通過(guò)歷史數(shù)據(jù)可以進(jìn)一步提高電氣自動(dòng)化設(shè)備的使用性能，為用戶提供滿意的服務(wù)，特別是針對(duì)一些故障問(wèn)題，PLC系統(tǒng)還能夠?qū)?nèi)部數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，為檢修、維護(hù)工作提供依據(jù)。

2.2推動(dòng)工業(yè)深入發(fā)展

電氣自動(dòng)化的進(jìn)步是隨這工業(yè)深入發(fā)展而來(lái)的，與工業(yè)技術(shù)方式和生產(chǎn)方法之間有著一定的聯(lián)系。新時(shí)期工業(yè)改革發(fā)展下，傳統(tǒng)的工藝技術(shù)已經(jīng)跟不上時(shí)代潮流，必須做出創(chuàng)新和改變，這樣才能推動(dòng)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展，在這種環(huán)境下PLC技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，電氣自動(dòng)化工程以該技術(shù)為載體，在工業(yè)體系中發(fā)揮了重要作用，推動(dòng)了工業(yè)改革的進(jìn)步，為工業(yè)持續(xù)化建設(shè)提供了動(dòng)力和支持。因此，我們需要重點(diǎn)關(guān)注PLC技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用，對(duì)工業(yè)控制體系不斷完善和優(yōu)化處理，充分發(fā)揮PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

2.3合理控制勞動(dòng)成本

PLC技術(shù)在應(yīng)用下逐漸朝著系統(tǒng)化、綜合化發(fā)展，這在很大程度上體現(xiàn)了電氣設(shè)備自動(dòng)化功能特征，能夠滿足工業(yè)作業(yè)環(huán)境的多樣化需求，有助于工業(yè)建設(shè)的全面發(fā)展，在此之下作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)支柱的工業(yè)進(jìn)步，帶動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的提高，加強(qiáng)PCL技術(shù)的研究，對(duì)自動(dòng)化控制體系進(jìn)行優(yōu)化，調(diào)整內(nèi)部元件與系統(tǒng)功能水平，實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展是必然可行的。對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)來(lái)講，合理應(yīng)用PLC技術(shù)能夠摒棄傳統(tǒng)人工操作的復(fù)雜性，提高工作生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化、高效化的快速發(fā)展，這對(duì)工業(yè)環(huán)境具有重要意義。

3PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用分析

3.1在控制開關(guān)量邏輯中的應(yīng)用

電氣自動(dòng)化操作過(guò)程中開關(guān)相互之間的聯(lián)系較為復(fù)雜，如果要保證各方面工作的順利實(shí)施就必須做好邏輯開關(guān)的控制工作，充分發(fā)揮PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，做好邏輯開關(guān)的管理，保證在電氣設(shè)備運(yùn)行中能夠處于良好的狀態(tài)。PLC技術(shù)憑借著自身強(qiáng)大的抗干擾能力與安全性能，通過(guò)在線路中加裝磁環(huán)、屏蔽雙絞線等方式，可以有效減少不良環(huán)境因素對(duì)內(nèi)部電路所產(chǎn)生的影響。在具體應(yīng)用中PLC技術(shù)在可編輯存儲(chǔ)區(qū)域輸入相應(yīng)的指令，通過(guò)輸入、輸出接口將指令傳輸?shù)较到y(tǒng)中，控制對(duì)象進(jìn)行相關(guān)操作，根據(jù)時(shí)間與生產(chǎn)固定順序來(lái)控制邏輯開關(guān)，當(dāng)邏輯開關(guān)所賦予的設(shè)置值與變量值發(fā)生變化的時(shí)候，控制開關(guān)就會(huì)處于閉合狀態(tài)，從而保證生產(chǎn)工作的有序進(jìn)行。為了進(jìn)一步提高電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行水平，應(yīng)該按照設(shè)計(jì)要求，設(shè)置合理的閉合時(shí)間與路徑，從而保證邏輯開關(guān)的運(yùn)行水平。

3.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)用

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)具有較強(qiáng)的表達(dá)性質(zhì)，極大縮短了定位的時(shí)間，對(duì)于非初始狀態(tài)的速度變化可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的控制之中，結(jié)果的變化是多樣的，還可以進(jìn)行多方面的反向計(jì)算。在這一系統(tǒng)中可以根據(jù)電氣系統(tǒng)的參數(shù)對(duì)運(yùn)行速度進(jìn)行控制，這一系統(tǒng)現(xiàn)階段已經(jīng)在信號(hào)處理和模式識(shí)別方面的應(yīng)用取得了較大的成功。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有非線性函數(shù)估算腦功能，因此在電氣傳動(dòng)自動(dòng)化的控制方面具有較為全面的應(yīng)用。此外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還具有較強(qiáng)的一致性，所以在操作過(guò)程中不需要建模，同時(shí)對(duì)外界噪音的限制也具有強(qiáng)化抵抗的能力。

3.3在閉環(huán)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在工作中主要的涉及現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制、全自動(dòng)啟動(dòng)、投影屏幕啟動(dòng)等相關(guān)內(nèi)容，隨著工業(yè)生產(chǎn)模式的多樣化發(fā)展，電氣自動(dòng)化控制也隨之產(chǎn)生很大變化，特別是在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，PLC技術(shù)的應(yīng)用提高了設(shè)備的綜合性能。比如，以動(dòng)力泵為例，作為電氣自動(dòng)化控制第一個(gè)重要組成，在運(yùn)行中PLC技術(shù)可以通過(guò)編程的方式調(diào)整動(dòng)力泵的運(yùn)行時(shí)間，并且根據(jù)工作需求和數(shù)據(jù)選擇相符合的設(shè)備，將其與手動(dòng)控制進(jìn)行對(duì)比，從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)的有效調(diào)節(jié)，充分發(fā)揮動(dòng)力泵的效能價(jià)值，提高電氣設(shè)備自動(dòng)化運(yùn)行水平。由此可見，PLC技術(shù)在閉環(huán)控制環(huán)節(jié)中的應(yīng)用是非常重要的，在這其中不僅要關(guān)注PLC技術(shù)自身的優(yōu)勢(shì)，還要與傳統(tǒng)控制技術(shù)進(jìn)行融合。

3.4在順序控制中的應(yīng)用

順序控制是工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是最長(zhǎng)用得到的一種功能，隨著PLC技術(shù)在其中的應(yīng)用進(jìn)一步提高了工業(yè)生產(chǎn)的整體水平，以火力發(fā)電廠為例，企業(yè)在運(yùn)行過(guò)程中受到自動(dòng)化控制的影響，直接關(guān)系到企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與電能生產(chǎn)水平。將PLC技術(shù)應(yīng)用于電廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，可以提高系統(tǒng)運(yùn)行水平，特別是在處理爐渣與飛灰等特殊環(huán)節(jié)，將PLC技術(shù)當(dāng)做順序控制器能夠保證生產(chǎn)運(yùn)行的安全可靠。將PLC技術(shù)應(yīng)用于順序控制中應(yīng)該不斷完善自動(dòng)化控制系統(tǒng)，結(jié)合工作實(shí)際需求對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。

結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的提高，電氣自動(dòng)化的應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛，很多個(gè)行業(yè)都已經(jīng)將自動(dòng)化控制技術(shù)投入到主要的生產(chǎn)設(shè)備當(dāng)中，這對(duì)于提高企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)效率都發(fā)揮著重要作用。從整體上來(lái)看，電氣自動(dòng)化是工業(yè)自動(dòng)化的重要組成部分，在很大程度上代表了我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)和整體水平，面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，企業(yè)也應(yīng)該有所突破和創(chuàng)新能夠積極的投入到PLC技術(shù)的研究中來(lái)。

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（作者單位：天津工業(yè)大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院）