PLC在電力拖動一體化中的應用探討

江齊峰

（亳州工業(yè)學校，安徽亳州，236800）

在PLC未應用到電力拖動的設備中，電力拖動要依靠接觸器、繼電器來控制，但隨著PLC應用技術的發(fā)展和普及，相比傳統(tǒng)的控制方式，傳統(tǒng)的控制方式已經(jīng)跟不上時代的發(fā)展，也無法滿足生產(chǎn)的需求。將PLC運用到電力拖動系統(tǒng)中當控制單元，可顯著提高設備的自動化水平，而現(xiàn)在PLC的中央處理器技術和通信技術融合在一起，在設備中的應用效果顯著提升。電力拖動一體化的技術革新，也意味著我國科技水平的革新、發(fā)展。

1 PLC及電力拖動一體化簡介

1.1 PLC發(fā)展現(xiàn)狀

我國早在30多年前就開始了對PLC的應用，主要應用在自動化生產(chǎn)線、冶金、人工智能、電力等方面的設備系統(tǒng)中，隨著越來越多的企業(yè)、個人對PLC的認可和配備，生產(chǎn)PLC的廠家也隨之多了起來，多家競爭的一個結(jié)果就是導致產(chǎn)品降價，而降價后的PLC產(chǎn)品得到了更多企業(yè)、個人的認可，使之得以應用在更多的設備中。隨著科學技術的不斷創(chuàng)新，許多機械加工企業(yè)對機械智能化生產(chǎn)的需求越來越高，更有在惡劣環(huán)境下使用設備中的繼電器存在著可靠性差、耗電量大、占用空間大等問題，不能滿足當前產(chǎn)品多元化的需求，而PLC是綜合了自動控制技術和計算機技術的新型自動化控制元件，PLC元件便于修理、可靠性有保障、應用便捷、控制能力強等特點被多部分的生產(chǎn)企業(yè)看中并應用。

1.2 PLC控制原理

可編程邏輯控制器，英文稱ProgrammableLogicController，簡稱PLC。PLC是基于電子計算機，應用于現(xiàn)場控制的控制器。它基于繼電控制，但不像繼電器那樣，經(jīng)過電路的物理過程實現(xiàn)簡單控制，而主要靠運行存儲于PLC內(nèi)存中的邏輯程序，進行輸入信號與輸出信號進行邏輯變換實現(xiàn)控制。

當PLC接受到輸入信號時，依照數(shù)據(jù)信息執(zhí)行相應程序，給出輸出信號。這個流程就是PLC的一個掃描周期，在執(zhí)行某一程序時，這個掃描周期是無限循環(huán)的。當PLC輸入模塊收到指令，PLC內(nèi)部開始掃描，開始錄入指令信息，并在模塊中進行存儲。通常情況下，PLC的執(zhí)行程序過程都是有順序的，一般的掃描順序是由上至下、由左至右，接受到信息后開始掃描分析、邏輯運算，完成運算后將程序信息儲存到RAM中，用戶可以監(jiān)督PLC模塊的輸入/輸出的點位狀態(tài)來進行程序?qū)Ρ龋闯绦蚯闆r是否滿足動作需求。

1.3 PLC執(zhí)行控制因素

PLC想要完成控制的基本因素有兩個：完整的物理應用和輸入/輸出的變換。輸入輸出信號變換用PLC的邏輯程序?qū)崿F(xiàn)。PLC邏輯程序既有設備廠商的系統(tǒng)程序，又有使用人員二次開發(fā)的應用程序。系統(tǒng)程序提供運行軟件開發(fā)平臺，并且還為PLC程序穩(wěn)定運行、信號與信息轉(zhuǎn)換提供保障。二次開發(fā)程序由用戶按控制工藝設計。什么樣的控制工藝，就應有什么樣的應用程序。

可靠物理應用主要由輸入信號（INPUT）及輸出信號（OUTPUT）電路，輸入信號包括數(shù)字輸入、模擬量輸入、計數(shù)器等，輸出信號包括數(shù)字輸出、模擬量輸出等。PLC的輸入輸出電路，都是根據(jù)標準，由廠家專業(yè)人員設計的PLC的輸入信號一般是有高頻干擾的，經(jīng)過濾波可以消除。而輸入信號與CPU的對接需要使用能夠電氣隔離的光耦。輸出信號內(nèi)外也是電隔離的，靠光耦元件或輸出繼電器建立聯(lián)系。輸出電路想要帶動正常功率下的接觸器等元件，要進行必要的功率放大。

輸入輸出電路是很多的，每個輸入信號或輸出信號都要有一個輸入或輸出電路。PLC有多少個輸入輸出節(jié)點，也就有多少個輸入輸出回路。由于它們均由高度集成化的電路芯片組成，因此，PLC模塊設計的體積都不是很大。

輸入信號實時監(jiān)測著輸入狀況，并將其暫存于PLC的輸入寄存器中。每個輸入信號都對應一個單獨的存儲其信息的內(nèi)部寄存器。

1.4 在電力拖動一體化中PLC的重要意義

PLC的應用對電力拖動一體化的意義是非常重大的，PLC擁有著強大的可靠性的特點，它可以使電力拖動系統(tǒng)的穩(wěn)定性大大提升，而PLC的輸入/輸出都是可以直觀看到的，這樣也使電力拖動一體化的可視化實現(xiàn)了很大部分。再有，伴隨著PLC在各類型的機械生產(chǎn)中廣泛的應用，在電力拖動一體化發(fā)展過程當中，將PLC應用進去符合時代未來走向，將PLC融入到電力拖動一體化中與其相配合，能夠很大程度的保障電力拖動線路的安全、穩(wěn)定、高效率運行。

2 PLC在電力拖動一體化中的應用

2.1 PLC在電力拖動一體化中具體應用的范圍

在電力拖動一體化中的PLC的主要作用有：對啟動和停止的控制、對設備動作的控制、對設備動作過程的監(jiān)護以及對動作過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行處理等。PLC對開關量的控制在電力拖動一體化中的應用相對是最多的也是最基礎的，將原本在電力拖動線路中的中間繼電器取而代之，能輕松的控制開關量的順序。而模擬量的控制在電力拖動中主要表現(xiàn)在其將模擬量和數(shù)字量的轉(zhuǎn)化過程，在電力拖動線路中的模擬量有溫度、電壓等。運動控制簡要來說就是用戶給PLC一個動作信號，PLC經(jīng)分析、處理后，給電力拖動的執(zhí)行單元下達一個動作指令使其動作。過程控制指的是從PLC得到動作指令到按給定程序執(zhí)行之間的動作過程。PLC能夠?qū)^程中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)進行分析、計算、轉(zhuǎn)換。可以說一般的電力拖動一體化中的執(zhí)行部分都可用PLC來控制，由此可見PLC在電力拖動一體化中的應用范圍相當廣泛。

2.2 PLC在電力拖動一體化中的應用程序

PLC在電力拖動一體化中應用程序主要是輸入/輸出模塊，滿足條件下的PLC輸出模塊帶動電力拖動一體化的負載完成動作，通過PLC輸入/輸出電路模板，將負載所需的輸入信號加到緩存單元，而輸出點則對輸出的鎖存器狀態(tài)進行反映。此外，負載的動作信號能在PLC模塊的相應點位顯示出來，可使操作設備的人員對正在運行的整體線路進行可視化監(jiān)控。PLC的輸入/輸出模塊在電力拖動一體化中的應用分類有模擬量和開關量兩種，從模擬量方面來說，依據(jù)精度輸入/輸出可分為三種類型：16bit、14bit、12bit，依據(jù)模擬信號種類輸入/輸出可分為兩種類型：電流型、電壓型。從開關量方面分析，依據(jù)隔離方式輸入/輸出可分為兩種類型：繼電器隔離、晶體管隔離，依據(jù)電壓等級輸入/輸出可以分為三種類型：24V直流電、110V交流電、220V交流電。根據(jù)電力拖動一體化的不同需求使用相應種類的PLC輸入/輸出模塊，滿足設備需求。

2.3 PLC在電力拖動一體化中的應用實例

在電力拖動一體化中應用PLC的實例相當多，從成功的案例中可以提取大量相關技術數(shù)據(jù)來借鑒。例如，Mitsubishi FXIS-20MP型PLC應用于電力拖動一體化，這種類型的PLC編程設備主要在計算機編程和便攜式編程上使用編程軟件。由于便攜式編程本身的局限性，在實踐中大多數(shù)應用程序都使用軟件編程，能夠?qū)崿F(xiàn)設備的及時修改和檢查，以及PLC與機床電氣控制之間的緊密連接。在控制電氣拖動電氣回路中，結(jié)合PLC技術，通過PLC精準顯示接觸器的開、合，繼電器的開、合，并通過先進技術LED反映出來，實現(xiàn)電力拖動控制電路，視覺上可見的可視化視覺目標。同時，PLC可用于模擬整個拖動程序的動作過程，通過仿真，找出了拖動電氣回路的隱患和缺點，可以及時改進電力拖動電氣回路中的線路。

3 結(jié)論

通過探討PLC在電力拖動一體化中的應用程序以及實例，為電力拖動一體化的進程發(fā)展提出合理化建議，為電機設備的創(chuàng)新起到了推動作用，使電力拖動一體化的安全性、穩(wěn)定性得到提升，在進一步滿足設備需求的同時，對我國科技興國戰(zhàn)略起到了推動作用。通過對PLC在電力拖動一體化中的應用進行研究，可以從中認識到PLC對于電力拖動一體化的重要意義。