電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)的分析研究

周曉慧 畢 劍 徐云龍

（紅塔集團(tuán)楚雄卷煙廠，云南 楚雄 675000）

當(dāng)下，電氣控制領(lǐng)域已經(jīng)逐漸步入了自動(dòng)化時(shí)代，而這與PLC 技術(shù)的應(yīng)用密切相關(guān)。盡管PLC 技術(shù)顯著推動(dòng)了電氣控制事業(yè)的發(fā)展，但也應(yīng)意識(shí)到其中存在的問題。為了更好地提升PLC 技術(shù)在電氣控制領(lǐng)域的應(yīng)用程度，迫切需要對(duì)其中存在的問題進(jìn)行全面的分析，綜合PLC 應(yīng)用的實(shí)際特點(diǎn)，提出可行的方法，以此深化電氣控制的水平，為設(shè)備的運(yùn)行創(chuàng)造穩(wěn)定的基礎(chǔ)條件。

1 PLC 技術(shù)及在電氣控制中應(yīng)用的必要性

1.1 PLC 的概念闡述和其特點(diǎn)

PLC 又可稱之為可編程控制器，其內(nèi)部配備存儲(chǔ)器可以為操作者提供編程平臺(tái)，并通過程序來實(shí)現(xiàn)用戶的各類指令，諸如邏輯運(yùn)算以及順序控制等都是極為典型的方式?；跀?shù)字化的方式，PLC 可以靈活控制各類機(jī)械設(shè)備，無(wú)論是社會(huì)生產(chǎn)還是銷售領(lǐng)域均廣泛使用了PLC 技術(shù)。例如，在產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)，基于PLC 提供邏輯運(yùn)算的方式可以保障生產(chǎn)加工的有序進(jìn)行。關(guān)于其基本原理。

PLC 具有如下四大特點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單?；趯?duì)傳統(tǒng)接線邏輯的深度改良，PLC 具有高度的集成特性，僅憑借少量的接口以及符號(hào)便可將參數(shù)準(zhǔn)確地表達(dá)出來；也正是基于這種特性，工程人員可以更為輕松地掌握PLC 的操作方法，其對(duì)編程邏輯的要求較低，更易于編程工作的開展。(2)抗逆性強(qiáng)?；诩呻娐罚梢源蠓嵘齈LC 內(nèi)部結(jié)構(gòu)的可靠性，由于運(yùn)用了抗感染電路，因此可以適用于各類極端環(huán)境中；加之報(bào)警器的輔助作用，一旦設(shè)備出現(xiàn)異?？梢栽诘谝粫r(shí)間作出報(bào)警動(dòng)作。(3)易于維護(hù)?；赑LC 特有的存儲(chǔ)邏輯，可以明顯簡(jiǎn)化內(nèi)部結(jié)構(gòu)，同時(shí)增強(qiáng)運(yùn)行靈敏性，并配備了故障診斷裝置，因此對(duì)其進(jìn)行后期維護(hù)時(shí)難度較低；當(dāng)程序存在不足或依據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求的變動(dòng)而需要做出改變后，可以較為輕松地進(jìn)行。(4)語(yǔ)言模塊化。電子芯片是PLC 的主要組件，其具有高度的模塊化特性，提供了多語(yǔ)言控制的方式，此時(shí)編程者無(wú)需特意掌握特定的語(yǔ)言，提升了編程工作的便捷性。

1.2 PLC 技術(shù)在電氣控制中應(yīng)用的必要性

作為一種技術(shù)含量較高的技術(shù)，電氣自動(dòng)化控制的發(fā)展需要獲得其它技術(shù)的支持，從而提升電氣自動(dòng)化控制的可調(diào)整性。而引入PLC 技術(shù)后，由于其高度的靈活性以及程序便捷性，可以較為輕松地實(shí)現(xiàn)電氣化控制目的，并增強(qiáng)電氣控制的信息化程度。基于電氣控制信息化的方式，能夠推動(dòng)電氣工程步入智能運(yùn)行階段，并顯著改善運(yùn)行效率，充分彰顯出電氣工程“集成化”特性。由此可知，PLC 技術(shù)對(duì)于電氣工程而言具有其它技術(shù)不可取代的地位，將其運(yùn)用于電氣工程已是一種必然的趨勢(shì)。

2 PLC 技術(shù)在電氣控制應(yīng)用中出現(xiàn)的問題

2.1 經(jīng)常性控制出錯(cuò)

PLC 在運(yùn)行過程中不可避免會(huì)出現(xiàn)故障，其中最為頻發(fā)的便是經(jīng)常性控制出錯(cuò)，出現(xiàn)此問題后將會(huì)降低PLC 接收信號(hào)的精準(zhǔn)性，隨之導(dǎo)致控制過程出現(xiàn)偏差現(xiàn)象[1]。對(duì)此類故障進(jìn)行分析，最終總結(jié)出如下幾點(diǎn)誘發(fā)原因：(1)當(dāng)電動(dòng)閥在使用時(shí)尚未達(dá)到徹底閉合狀態(tài)后，便會(huì)給數(shù)據(jù)的收集與傳輸造成干擾，致使PLC 系統(tǒng)接收到的信息出現(xiàn)缺陷。(2)考慮到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境以及設(shè)備線路老化等因素，也將會(huì)引發(fā)輸送信號(hào)線出現(xiàn)故障，從而頻發(fā)經(jīng)常性控制出錯(cuò)現(xiàn)象。

2.2 執(zhí)行動(dòng)作出錯(cuò)

此外，執(zhí)行動(dòng)作出錯(cuò)所發(fā)生的頻率也較高，當(dāng)出現(xiàn)出故障后將會(huì)抑制PLC 對(duì)指令的執(zhí)行效率。此問題的出現(xiàn)常與接觸器故障有關(guān)，或者當(dāng)接觸器的連接口出現(xiàn)松動(dòng)時(shí)也會(huì)造成執(zhí)行動(dòng)作出錯(cuò)。此時(shí)，PLC 系統(tǒng)雖然可以持續(xù)向執(zhí)行端發(fā)送指令，但指令的完整性受到了破壞，控制系統(tǒng)難以正確執(zhí)行指令。部分情況下，當(dāng)電動(dòng)閥或是機(jī)械開關(guān)出現(xiàn)異常后，也會(huì)引發(fā)執(zhí)行動(dòng)作出錯(cuò)現(xiàn)象。

3 電氣控制與PLC 技術(shù)的應(yīng)用

3.1 煉鋼領(lǐng)域

對(duì)于煉鋼企業(yè)而言，在生產(chǎn)中均會(huì)使用到高爐鼓風(fēng)機(jī)設(shè)備，當(dāng)其出現(xiàn)故障后將會(huì)造成生產(chǎn)過程大范圍中斷的現(xiàn)象，不僅維修難度大，還需要花費(fèi)大量的成本，企業(yè)利益隨之受到影響。對(duì)此，在全面分析了設(shè)備跳閘壓力低的特點(diǎn)后，引入了兩個(gè)變換控制電源，從而起到瞬時(shí)斷電與切換的效果，此時(shí)設(shè)備在運(yùn)行時(shí)穩(wěn)定性得到明顯改善[2]。

3.2 環(huán)保領(lǐng)域

在節(jié)約型發(fā)展的時(shí)代背景下，企業(yè)生產(chǎn)時(shí)需要盡可能減少對(duì)環(huán)境的污染程度?；赑LC 技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)與水泵的自動(dòng)化控制，從而提升脫硫作業(yè)的質(zhì)量，推動(dòng)脫硫作業(yè)步入自動(dòng)化階段，隨之降低對(duì)環(huán)境的污染。

3.3 電力領(lǐng)域

基于全面提升發(fā)電可靠性的目的，對(duì)于大型火電廠而言需要做好對(duì)控制系統(tǒng)的監(jiān)控工作。將PLC 技術(shù)引入對(duì)應(yīng)的控制系統(tǒng)后，可以形成綜合管理系統(tǒng)，從而對(duì)設(shè)備的重要等級(jí)進(jìn)行評(píng)定，并作出明確劃分，基于通信接口可以將各裝置聯(lián)絡(luò)為一個(gè)整體，通過統(tǒng)一管控的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)設(shè)備的監(jiān)控，由此提升設(shè)備群運(yùn)行的穩(wěn)定性。此外，對(duì)于分布式系統(tǒng)而言，基于PLC 技術(shù)可以對(duì)發(fā)電機(jī)組以及鍋爐進(jìn)行分層評(píng)定，并通過分層管理的方式對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。

3.4 物流領(lǐng)域

當(dāng)下，立體倉(cāng)庫(kù)已然是物流領(lǐng)域的重點(diǎn)發(fā)展方向。為了進(jìn)一步提升立體倉(cāng)庫(kù)的管理效率，則需要引入PLC 技術(shù)，并與計(jì)算機(jī)、傳送機(jī)等各類設(shè)備緊密結(jié)合起來，由此形成高效閉環(huán)控制方式，從而對(duì)貨物出入倉(cāng)進(jìn)行全面的管理?；赑LC電氣控制系統(tǒng)，可以顯著改善立體倉(cāng)庫(kù)的管理效率，能夠推動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)管理事業(yè)的進(jìn)步。

3.5 PLC 在數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用

引入PLC 技術(shù)后，傳統(tǒng)電氣系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的處理能力將得到明顯改善，無(wú)論是采集還是分析與轉(zhuǎn)換過程均具有高度效率性。在PLC 的聯(lián)動(dòng)下可以將處理數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地輸送至對(duì)應(yīng)的機(jī)械設(shè)備中，并在第一時(shí)間接收到設(shè)備的反饋信息，由此實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制。

3.6 PLC 在運(yùn)動(dòng)控制的應(yīng)用

電氣設(shè)備在運(yùn)行時(shí)通常表現(xiàn)出明顯的直線或是圓周運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)若將PLC 技術(shù)運(yùn)用至控制系統(tǒng)后，可以充分獲悉設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，總結(jié)設(shè)備的運(yùn)行規(guī)律。具體來說，PLC 可以準(zhǔn)確地獲取設(shè)備運(yùn)行軌跡，并提取運(yùn)動(dòng)過程中的參數(shù)，通過計(jì)算獲悉其規(guī)律并進(jìn)行自動(dòng)化控制。

4 PLC 技術(shù)應(yīng)用在電氣控制中的對(duì)策

4.1 提高PLC 系統(tǒng)中信號(hào)的可靠性

經(jīng)常性控制出錯(cuò)發(fā)生的頻率較高，只有提升PLC 內(nèi)部各個(gè)組件的穩(wěn)定性后，才可以提升配件信號(hào)傳輸過程的穩(wěn)定性，進(jìn)而有效地解決此問題。此外，有必要采取一些輔助性措施，例如定期對(duì)主界面功能模塊進(jìn)行升級(jí)，從而提升控制系統(tǒng)的靈敏性，確保信號(hào)在傳輸時(shí)具有高度的完整性，具備此基礎(chǔ)條件后便可大幅改善經(jīng)常性控制出錯(cuò)的現(xiàn)象，此時(shí)PLC 控制系統(tǒng)可以對(duì)相關(guān)信息作出準(zhǔn)確的分析，并做出相應(yīng)指導(dǎo)[3]。

4.2 完善預(yù)警系統(tǒng)

預(yù)警系統(tǒng)是PLC 組件中的重要內(nèi)容，只有提升此組件的完善性后才可以較好地改善執(zhí)行動(dòng)作出錯(cuò)這一頻發(fā)問題。從功能上分析，基于預(yù)警系統(tǒng)可以全面獲悉系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，捕捉錯(cuò)誤執(zhí)行動(dòng)作并做出改進(jìn)，從而提升指令的正確性。由此可知，預(yù)警系統(tǒng)是確保整個(gè)控制系統(tǒng)高效運(yùn)行的基礎(chǔ)，因此需要形成專門的團(tuán)隊(duì)對(duì)其進(jìn)行深入研究，進(jìn)而提升其自動(dòng)化程度，確保監(jiān)控的效率性，全面深化電氣控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率與質(zhì)量，為電氣行業(yè)的發(fā)展助力。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，PLC 技術(shù)對(duì)于電氣控制系統(tǒng)而言至關(guān)重要，引入PLC 技術(shù)后可以明顯提升系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，增強(qiáng)生產(chǎn)的自動(dòng)化水平。當(dāng)下PLC 技術(shù)已經(jīng)被廣泛運(yùn)用于煉鋼、電力以及物流等各個(gè)領(lǐng)域中。有必要對(duì)PLC 技術(shù)進(jìn)行深度的研究，不斷深化其在控制系統(tǒng)的運(yùn)用水平，以此推動(dòng)PLC 電氣自動(dòng)化控制事業(yè)的發(fā)展。