電氣工程自動(dòng)化控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用研究

李凱彬 蘇建武

【摘 ?要】PLC技術(shù)的發(fā)展水平和工業(yè)化應(yīng)用范圍，己經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。本文通過(guò)介紹PLC技術(shù)、電氣自動(dòng)化兩方面內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，具體分析PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用，旨在為電氣自動(dòng)化的普及發(fā)展提供更多支持。

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

隨著技術(shù)的進(jìn)步，PLC的功能將越來(lái)越完善，應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越普及，工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展就會(huì)更進(jìn)一步地依賴于PLC，將其應(yīng)用在電氣自動(dòng)化控制中能夠提升電子自動(dòng)化水平，拓展電子化自動(dòng)控制的規(guī)格、領(lǐng)域、范圍等，從而使電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)展更好的滿足工業(yè)市場(chǎng)發(fā)展需要。加強(qiáng)PLC技術(shù)的研究和探討，充分發(fā)揮出PLC技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，對(duì)于我國(guó)實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化具有非常重要的意義。

1PLC技術(shù)及其在電氣工程自動(dòng)化控制中的重要作用

1.1PLC技術(shù)

PLC是可編程邏輯控制器的簡(jiǎn)稱(chēng)，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(guò)程電氣控制設(shè)計(jì)研發(fā)的?？蓪LC看作是一個(gè)具有編程能力的存儲(chǔ)器，CPU是PLC是核心部分，它的性能如何對(duì)整個(gè)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(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換可實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的自動(dòng)化控制。

1.2電氣自動(dòng)化

在電氣信息領(lǐng)域中，電氣自動(dòng)化是一門(mén)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(dòng)控制、電子操作、信息處理、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等。電氣自動(dòng)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。現(xiàn)階段，電氣自動(dòng)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(dòng)化在多個(gè)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)。

1.3PLC在電氣自動(dòng)化中的作用

在電氣工程自動(dòng)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(gè)方面：由于PLC的核心是CPU，所以可將其視作為計(jì)算機(jī)中一個(gè)具有強(qiáng)大邏輯控制功能的應(yīng)用系統(tǒng)，其通過(guò)邏輯運(yùn)算可快速完成相關(guān)程序的編輯，并實(shí)現(xiàn)軟件存儲(chǔ)。在電氣自動(dòng)化控制中應(yīng)用PLC后，可使電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(duì)較低，隨著PLC技術(shù)的應(yīng)用，可使電氣設(shè)備的操作實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化控制，通過(guò)對(duì)CPU中存儲(chǔ)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(dòng)化控制中的應(yīng)用

2.1PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中具體應(yīng)用

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

2.1.1在自動(dòng)切換中的應(yīng)用

通過(guò)對(duì)大量實(shí)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(wèn)題后，基本上都需要較長(zhǎng)的時(shí)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(guò)程中，故障可能會(huì)逐步擴(kuò)大，從而引發(fā)其他問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成不可逆的損壞。在對(duì)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(dòng)診斷功能會(huì)自行啟動(dòng)，對(duì)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(duì)較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)故障進(jìn)行排除。PLC具備的可編程功能，使程序的改寫(xiě)變得非常簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)高效的自動(dòng)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。

2.1.2在降低輔助開(kāi)關(guān)量中的應(yīng)用

相關(guān)的電路元件是電氣自動(dòng)化接線時(shí)不可或缺的基礎(chǔ)，并且部分電氣系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)過(guò)程自動(dòng)化控制，會(huì)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(huì)發(fā)生故障問(wèn)題，由此對(duì)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(dòng)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(dòng)作次數(shù)，系統(tǒng)的運(yùn)行安全性隨之提升。同時(shí)，隨著電路元件使用數(shù)量的減少，不但使一些干擾問(wèn)題得以消除，而且維護(hù)也變得更加簡(jiǎn)單方便，更為重要的是輔助開(kāi)關(guān)量顯著下降，可實(shí)現(xiàn)信號(hào)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。

2.1.3汽車(chē)裝配線

在當(dāng)今社會(huì)，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(chē)的需求量也成倍地得到了增加，合資的、國(guó)產(chǎn)的，各種品牌的汽車(chē)層出不窮。隨著市場(chǎng)需求的增加，制造商就迫不及待地對(duì)生產(chǎn)效率提出了很高的要求。在自動(dòng)裝配線上，尤其是汽車(chē)轉(zhuǎn)向泵生產(chǎn)線，采用PLC技術(shù)，整個(gè)操作系統(tǒng)就可以很大程度地得到簡(jiǎn)化，設(shè)備的安全可靠性也得到了提高。為了保障汽車(chē)的裝配質(zhì)量，在汽車(chē)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(guò)程中，就需要對(duì)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(guò)程中所出現(xiàn)的故障找出來(lái)，并進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)。

2.1.4運(yùn)動(dòng)控制和過(guò)程控制

PLC的運(yùn)動(dòng)控制主要是軌跡控制，有圓周控制、直線控制。根據(jù)市場(chǎng)的需求，很多廠商已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了大量的運(yùn)動(dòng)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)乃俣群图铀俣取Ａ硗?，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(dòng)控制廣泛用于裝配機(jī)械、電梯、機(jī)器人等行業(yè)。PLC的過(guò)程控制主要是針對(duì)生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)而設(shè)計(jì)的，比如溫度、流量、壓力、速度等的檢測(cè)和控制等。常用的有模擬量I/O模塊，通過(guò)這些模塊，不僅可以實(shí)現(xiàn)A/D和D/A轉(zhuǎn)換，還可以進(jìn)一步構(gòu)成閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)PID一類(lèi)的生產(chǎn)過(guò)程調(diào)節(jié)，并具有PID閉環(huán)調(diào)節(jié)的專(zhuān)門(mén)模塊，以此滿足市場(chǎng)的需求。

2.1.5順序控制

PLC 技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制 系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中可以有效縮短自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn) 行時(shí)長(zhǎng)，降低電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的能耗，從而提高工業(yè)運(yùn) 營(yíng)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，讓工業(yè)運(yùn)營(yíng)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(guò)順序的轉(zhuǎn)變 可以實(shí)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(guò)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(shí)間順序會(huì)按照相應(yīng)的生產(chǎn)過(guò)程，自動(dòng)有序地進(jìn) 行操作。例如，某工廠在使用 PLC 技術(shù)的過(guò)程中，嚴(yán)格按照工 廠原本的系統(tǒng)工藝過(guò)程進(jìn)行設(shè)計(jì)，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(huà)出對(duì)應(yīng)的梯形圖。這是實(shí)現(xiàn) PLC 技術(shù)對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)順序進(jìn)行控制的關(guān)鍵，因?yàn)橹挥刑岣邇?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(duì)于電氣工程PLC自動(dòng)控制而言，想要實(shí)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(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)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(dòng)性能獲得進(jìn)一步提升，可在統(tǒng)一的平臺(tái)下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。通過(guò)上述措施，能夠?yàn)橄到y(tǒng)集成目標(biāo)的實(shí)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(dòng)化控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了條件。當(dāng)電氣設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制后，人為操作失誤可以大幅度減少，在自動(dòng)化控制模式下，還可以完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)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(shì)在電氣工程中得到全面發(fā)揮，有必要對(duì)管理進(jìn)行強(qiáng)化，通過(guò)對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行專(zhuān)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

我國(guó)電氣自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展十分地迅猛，很多行業(yè)已經(jīng)開(kāi)始將自動(dòng)化控制成為生產(chǎn)中的重要設(shè)備技術(shù)，成為生產(chǎn)力擴(kuò)大的有利的保障。電氣自動(dòng)化是工業(yè)自動(dòng)化的重要組成，在某種程度上代表了國(guó)家現(xiàn)代化的發(fā)展程度和工業(yè)的發(fā)展水平。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)的電氣自動(dòng)化將遠(yuǎn)程控制技術(shù)、智能控制技術(shù)等廣泛地應(yīng)用到其中，這有效地提升了電氣自動(dòng)化水平。

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