電氣工程自動化控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用

王鵬 張春曉

【摘 ?要】在電氣工程自動化控制中，PLC技術(shù)的應(yīng)用，可支持工業(yè)環(huán)境設(shè) 計。在大規(guī)模集成電路技術(shù)發(fā)展中，PLC技術(shù)可有力促進(jìn)該技術(shù)的廣 泛應(yīng)用。在PLC系統(tǒng)運(yùn)行中，該系統(tǒng)以計算機(jī)為載體，可進(jìn)行現(xiàn)實模 擬實驗，對于相關(guān)設(shè)備的設(shè)計及操作而言，可切實保證安全性。由此，依據(jù)電氣工程自動化控制需求，筆者探析了PLC技術(shù)的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】PLC技術(shù);電氣自動化;應(yīng)用

在電氣工程自動化控制中，PLC 技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛?；诖?，本文分析了電氣工程自動化控制中 PLC 技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)，從 PLC 通用性強(qiáng)、 PLC 可靠性高、PLC 便捷性好等方面進(jìn)行了探析，并論述了電氣工程自動化控制中 PLC 技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)，從順序控制技術(shù)、閉環(huán)控制技術(shù)、開關(guān) 量控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)等方面進(jìn)行了探究。

1PLC技術(shù)及其在電氣工程自動化控制中的重要作用

1.1電氣自動化

在電氣信息領(lǐng)域中，電氣自動化是一門新興學(xué)科，它主要是研究電氣工程發(fā)展相關(guān)運(yùn)行、自動控制、電子操作、信息處理、計算機(jī)應(yīng)用等。電氣自動化作為現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)的核心技術(shù)，已經(jīng)成為表現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志之一?，F(xiàn)階段，電氣自動化逐漸被融入到嵌入式網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)系統(tǒng)中，充分發(fā)揮了電氣自動化在多個領(lǐng)域的優(yōu)勢。

1.2PLC技術(shù)

PLC是可編程邏輯控制器的簡稱，這是一種非常先進(jìn)的電子系統(tǒng)，主要是為工業(yè)生產(chǎn)過程電氣控制設(shè)計研發(fā)的?？蓪LC看作是一個具有編程能力的存儲器，CPU是PLC是核心部分，它的性能如何對整個PLC的性能具有直接影響，CPU的處理效率越高，PLC的運(yùn)行速度就越快。通過數(shù)模轉(zhuǎn)換可實現(xiàn)對電氣設(shè)備的自動化控制。

1.3PLC在電氣自動化中的作用

在電氣工程自動化控制中，PLC技術(shù)具有非常重要的作用，具體體現(xiàn)在如下幾個方面：由于PLC的核心是CPU，所以可將其視作為計算機(jī)中一個具有強(qiáng)大邏輯控制功能的應(yīng)用系統(tǒng)，其通過邏輯運(yùn)算可快速完成相關(guān)程序的編輯，并實現(xiàn)軟件存儲。在電氣自動化控制中應(yīng)用PLC后，可使電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)存儲量隨之增多，由此可為運(yùn)行檢修提供可靠的參考依據(jù)。常規(guī)的電氣設(shè)備智能化程度相對較低，隨著PLC技術(shù)的應(yīng)用，可使電氣設(shè)備的操作實現(xiàn)全程自動化控制，通過對CPU中存儲的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，并與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，能夠快速判斷出電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，大幅度提升了電氣設(shè)備的智能化程度。

2PLC技術(shù)在電氣工程自動化控制中的應(yīng)用

2.1PLC技術(shù)在電氣自動化控制中具體應(yīng)用

在電氣工程自動化控制在中，PLC技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在如下幾個方面：

2.1.1在降低輔助開關(guān)量中的應(yīng)用

相關(guān)的電路元件是電氣自動化接線時不可或缺的基礎(chǔ)，并且部分電氣系統(tǒng)為實現(xiàn)過程自動化控制，會加入大量的電路元件。從電路元件本身的角度上看，其具有一定的脆弱性，在使用中常常會發(fā)生故障問題，由此對系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性造成了影響。PLC技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用，使電路元件的用量大幅度減少，降低了電磁繼電器的動作次數(shù)，系統(tǒng)的運(yùn)行安全性隨之提升。同時，隨著電路元件使用數(shù)量的減少，不但使一些干擾問題得以消除，而且維護(hù)也變得更加簡單方便，更為重要的是輔助開關(guān)量顯著下降，可實現(xiàn)信號的集中管控，系統(tǒng)的適用范圍得以擴(kuò)大，運(yùn)行效率進(jìn)一步提升。

2.1.2在自動切換中的應(yīng)用

通過對大量實際應(yīng)用進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，部分電氣控制系統(tǒng)發(fā)生故障問題后，基本上都需要較長的時間才能使故障消除，并使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。而在這一過程中，故障可能會逐步擴(kuò)大，從而引發(fā)其他問題，嚴(yán)重時會對系統(tǒng)造成不可逆的損壞。在對PLC技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用后，如果發(fā)生故障，PLC系統(tǒng)的自動診斷功能會自行啟動，對故障原因進(jìn)行全面分析，并將結(jié)果反饋給操作人員，由此可在相對較短的時間內(nèi)對故障進(jìn)行排除。PLC具備的可編程功能，使程序的改寫變得非常簡單，可實現(xiàn)高效的自動切換，電氣系統(tǒng)的運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性得到顯著提升。

2.1.3汽車裝配線

在當(dāng)今社會，經(jīng)濟(jì)水平日益提高，人們也逐步地提高了生活質(zhì)量，汽車的需求量也成倍地得到了增加，合資的、國產(chǎn)的，各種品牌的汽車層出不窮。隨著市場需求的增加，制造商就迫不及待地對生產(chǎn)效率提出了很高的要求。在自動裝配線上，尤其是汽車轉(zhuǎn)向泵生產(chǎn)線，采用PLC技術(shù)，整個操作系統(tǒng)就可以很大程度地得到簡化，設(shè)備的安全可靠性也得到了提高。為了保障汽車的裝配質(zhì)量，在汽車轉(zhuǎn)向泵生產(chǎn)線上，由多種設(shè)備按照一定的順序進(jìn)行組裝的過程中，就需要對位移、壓力等數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格控制。利用PLC所具有的自診斷和監(jiān)視功能，維修人員就能很方便地將裝配過程中所出現(xiàn)的故障找出來，并進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)。

2.1.4運(yùn)動控制和過程控制

PLC的運(yùn)動控制主要是軌跡控制，有圓周控制、直線控制。根據(jù)市場的需求，很多廠商已經(jīng)開發(fā)出了大量的運(yùn)動控制模塊，主要功能是為步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)等提供單軸或多軸的位置控制，并滿足適當(dāng)?shù)乃俣群图铀俣?。另外，PLC能進(jìn)行脈沖控制，并具有很高的控制精度。目前PLC的運(yùn)動控制廣泛用于裝配機(jī)械、電梯、機(jī)器人等行業(yè)。PLC的過程控制主要是針對生產(chǎn)過程參數(shù)而設(shè)計的，比如溫度、流量、壓力、速度等的檢測和控制等。常用的有模擬量I/O模塊，通過這些模塊，不僅可以實現(xiàn)A/D和D/A轉(zhuǎn)換，還可以進(jìn)一步構(gòu)成閉環(huán)，實現(xiàn)PID一類的生產(chǎn)過程調(diào)節(jié)，并具有PID閉環(huán)調(diào)節(jié)的專門模塊，以此滿足市場的需求。

2.1.5順序控制

PLC 技術(shù)在電氣自動化控制 系統(tǒng)的實際運(yùn)行過程中可以有效縮短自動化控制系統(tǒng)的運(yùn) 行時長，降低電氣自動化控制系統(tǒng)的能耗，從而提高工業(yè)運(yùn) 營生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，讓工業(yè)運(yùn)營生產(chǎn)得到全面發(fā)展。因此，PLC 技術(shù)也可以在順序控制中得到應(yīng)用，通過順序的轉(zhuǎn)變 可以實現(xiàn)科學(xué)化生產(chǎn)，結(jié)合生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，可以 讓生產(chǎn)過程有序穩(wěn)定地運(yùn)行，受到 PLC 技術(shù)的影響，系統(tǒng) 內(nèi)部狀態(tài)和時間順序會按照相應(yīng)的生產(chǎn)過程，自動有序地進(jìn) 行操作。例如，某工廠在使用 PLC 技術(shù)的過程中，嚴(yán)格按照工 廠原本的系統(tǒng)工藝過程進(jìn)行設(shè)計，然后繪制出相應(yīng)的順序功 能圖，最后根據(jù)順序功能圖畫出對應(yīng)的梯形圖。這是實現(xiàn) PLC 技術(shù)對運(yùn)轉(zhuǎn)順序進(jìn)行控制的關(guān)鍵，因為只有提高優(yōu)化 了原有的元件，才能夠保證

2.2PLC的應(yīng)用策略

2.2.1提高集成度

對于電氣工程PLC自動控制而言，想要實現(xiàn)集成管理的目標(biāo)，就必須逐步增強(qiáng)電氣設(shè)備的兼容性。故此，對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計的過程中，在電氣接口的選擇上，應(yīng)當(dāng)盡量以相同接口為主，這樣便于系統(tǒng)集成。為使子系統(tǒng)之間的聯(lián)動性能獲得進(jìn)一步提升，可在統(tǒng)一的平臺下對系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)。通過上述措施，能夠為系統(tǒng)集成目標(biāo)的實現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。

2.2.2強(qiáng)化管理

PLC在電氣工程中的合理運(yùn)用，為自動化控制目標(biāo)的實現(xiàn)提供了條件。當(dāng)電氣設(shè)備實現(xiàn)自動化控制后，人為操作失誤可以大幅度減少，在自動化控制模式下，還可以完成對現(xiàn)場電氣設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，操作人員的工作量隨之減輕。想要使PLC的技術(shù)優(yōu)勢在電氣工程中得到全面發(fā)揮，有必要對管理進(jìn)行強(qiáng)化，通過對技術(shù)人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，使他們了解并掌握PLC的功能，增強(qiáng)應(yīng)用效果。

3結(jié)論

隨著技術(shù)的進(jìn)步，PLC的功能將越來越完善，應(yīng)用將會越來越普及，工業(yè)自動化的發(fā)展就會更進(jìn)一步地依賴于PLC，在電氣工程自動化控制中，PLC技術(shù)的應(yīng)用，具有通 用性強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)良特性，可切實推動電氣自動化的發(fā)展。在電 氣自動化控制系統(tǒng)中，PLC技術(shù)的應(yīng)用，可切實提升該系統(tǒng)運(yùn)行效率，并增強(qiáng)該系統(tǒng)的靈活性及智能化水平。同時，對于該系統(tǒng)而言，隨著 PLC技術(shù)的應(yīng)用，其維護(hù)程序?qū)⒉粩嗪喕?，其基本成本將顯著降低。

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