PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

何柳 王超

摘 要：現(xiàn)代科技日新月異，可編程邏輯控制器在自動(dòng)化控制領(lǐng)域的應(yīng)用也蓬勃發(fā)展。本文將通過(guò)解析PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的優(yōu)勢(shì)，討論其目前在具體應(yīng)用中實(shí)際操作，并以此為立足點(diǎn)為進(jìn)一步提高電氣工程自動(dòng)化控制的水平提出筆者的些許陋見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);電氣工程;自動(dòng)化控制;應(yīng)用

隨著各類電子設(shè)備的更新迭代，可編程邏輯控制器進(jìn)軍電氣工程自動(dòng)化領(lǐng)域的版圖也日益擴(kuò)大。由于PLC技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單，性價(jià)比高和抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，其可以有效降低控制裝置的不穩(wěn)定性，并提高自動(dòng)化的標(biāo)準(zhǔn)，因此為工業(yè)生產(chǎn)控制的發(fā)展和進(jìn)步付出了重要貢獻(xiàn)。

1 PLC技術(shù)（可編程邏輯控制器）的概述

1.1 PLC技術(shù)的定義和特點(diǎn)

（1）身為非政府國(guó)際機(jī)構(gòu)的International Electrotechnical Commission（國(guó)際電工委員會(huì)）為統(tǒng)一可編程邏輯控制器的使用標(biāo)準(zhǔn)，將能夠改善工業(yè)環(huán)境，提高電氣工程自動(dòng)化工作效率，且專用于工業(yè)生產(chǎn)的PLC定義為一種可以進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)。通俗來(lái)講，所謂可編程邏輯控制器（PLC），就是指一種可編程的存儲(chǔ)器，它在其內(nèi)部存儲(chǔ)程序后，能夠根據(jù)操作者的指令完成類似于Logical operation、sequential control等具體任務(wù)，并以此操控不同種類的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。PLC技術(shù)的設(shè)計(jì)以及其功能的拓展理應(yīng)與其相關(guān)的外部設(shè)備密切配合，達(dá)到與工業(yè)系統(tǒng)融為一體的程度。從實(shí)質(zhì)角度分析，PLC作為一種專用于工業(yè)控制的PC，其基本構(gòu)成與微型計(jì)算機(jī)相比幾乎別無(wú)二致。

（2）根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)踐表示PLC技術(shù)具備的優(yōu)點(diǎn)顯而易見(jiàn)。首先，可編程邏輯控制器簡(jiǎn)單方便，其操作者無(wú)需具有專業(yè)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)儲(chǔ)備，只需運(yùn)用通俗易懂的梯形圖等編程語(yǔ)言就可完成系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，因此可以縮短工作周期，隨時(shí)修改控制方案。其次，可編程邏輯控制器功能齊全，性價(jià)比高。將其與其他具有同種功能系統(tǒng)相比，它不但能更好的完成更為復(fù)雜的控制任務(wù)，還可以接通互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)分散控制，集中管理。再次，對(duì)用戶而言它在使用是否方便，配件是否齊全的關(guān)鍵問(wèn)題上，都表現(xiàn)的十分優(yōu)異，適應(yīng)能力極強(qiáng)。近十年的高速發(fā)展已經(jīng)使PLC產(chǎn)品做到了規(guī)?；⒁?guī)范化、種類化，而用戶則能夠靈活便捷的選用種類豐富的硬件裝置以構(gòu)成發(fā)揮不同作用的系統(tǒng)。最后，可編程邏輯控制器性能可靠，穩(wěn)定性強(qiáng)。作為公認(rèn)最靠譜的自動(dòng)化控制系統(tǒng)之一的PLC能夠抵抗工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)高強(qiáng)度的干擾，與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)尤其是繼電器控制系統(tǒng)相對(duì)比，它可以避免大量因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障，且在發(fā)生故障時(shí)能夠進(jìn)行自我診斷并協(xié)助用戶進(jìn)行故障排除。

1.2 PLC技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展

（1）最初PLC技術(shù)的產(chǎn)生是為了解決工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大量復(fù)雜的開(kāi)關(guān)量順序控制問(wèn)題。General Electric Company于1968年首次提出替代傳統(tǒng)繼電器控制裝置的想法;Digital Equipment Corporation緊隨其后，與次年研制出了第一臺(tái)采用系統(tǒng)化方式運(yùn)用于電氣工程控制領(lǐng)域的可編程邏輯控制器PDP-14，并在工業(yè)生產(chǎn)中試用成功。而我國(guó)也在1974年研制出第一臺(tái)Programmable Logic Controller，并在三年后于我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)正式投入使用。

（2）PLC的發(fā)展并不緩慢。微型處理器早在20世紀(jì)70年代就被發(fā)明出來(lái)，而這也被應(yīng)用于PLC，這一創(chuàng)新使得可編程邏輯控制器成為了具有運(yùn)算、數(shù)據(jù)收集、存儲(chǔ)、傳輸及處理等計(jì)算機(jī)功能的工業(yè)控制器。在PC（個(gè)人計(jì)算機(jī)）隨著工業(yè)革命高速發(fā)展的同時(shí)，PLC（可編程邏輯控制器）幾乎全盤(pán)吸收已經(jīng)逐漸成熟的計(jì)算機(jī)技術(shù)，這一量的積累也終于使得PLC的功能發(fā)生了質(zhì)的改變，由此人們對(duì)PLC技術(shù)的研究也轉(zhuǎn)入實(shí)用化發(fā)展階段，開(kāi)始更多將其投入工業(yè)生產(chǎn)以獲取更高的工業(yè)效率。PLC（可編程控制器）發(fā)展成熟的標(biāo)志是20世紀(jì)80年代，其在當(dāng)時(shí)先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中獲得了普遍應(yīng)用。而在此之后的90年代以及至今，PLC（可編程控制器）都保持著高速發(fā)展的趨勢(shì)。在某些工業(yè)控制領(lǐng)域逐步取代傳統(tǒng)的集散控制系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)）后，開(kāi)始發(fā)展能夠應(yīng)用PLC技術(shù)的配套工業(yè)生產(chǎn)控制設(shè)備，例如大型機(jī)和超小型機(jī)、通信單元以及其他特殊功能單元，這明顯更加貼合現(xiàn)代工業(yè)的需求，也因此牢牢奠定了其在電氣工程自動(dòng)化控制領(lǐng)域不可撼動(dòng)的地位。

2 PLC技術(shù)（可編程邏輯控制器）的具體應(yīng)用

當(dāng)今PLC產(chǎn)品種類繁多，其中值得稱道的有SIEMENS（西門(mén)子公司）的S7-400/300/200系列;Schneider Electric SA（施耐德公司）的Momentum;General Electric Company（美國(guó)通用電氣公司）的系列90-70 PLC。電氣自動(dòng)化與PLC技術(shù)的發(fā)展完善相輔相成、相互促進(jìn)，我國(guó)目前對(duì)于PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化方面的應(yīng)用主要有兩種類型即模塊式和箱體式。大幅提高的處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力使得PLC技術(shù)能夠涉足多個(gè)行業(yè)。Programmable Logic Controller最基本的應(yīng)用是開(kāi)關(guān)量的邏輯控制，它即能控制單個(gè)設(shè)備，也能一次性控制多個(gè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化流水線生產(chǎn)。由于Programmable Logic Controller具有編輯和存儲(chǔ)功能，所以能夠替代繼電器在開(kāi)關(guān)量控制中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)虛擬化運(yùn)行，將PLC技術(shù)與自動(dòng)切換系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)可以使機(jī)械繼電器在短路時(shí)獲得及時(shí)的控制和保護(hù)，而這一創(chuàng)造性的綜合運(yùn)用做到了既提高反應(yīng)速度又增強(qiáng)精確度的雙倍效果。

3 PLC技術(shù)（可編程邏輯控制器）的發(fā)展建議

為實(shí)現(xiàn)電氣工程自動(dòng)化控制的集成化就必須對(duì)現(xiàn)有的Programmable Logic Controller進(jìn)行改善，以形成新的理論體系。因此，在筆者看來(lái)，我們需要在以下方面繼續(xù)努力：首先，根據(jù)我國(guó)在各領(lǐng)域應(yīng)用PLC技術(shù)的具體實(shí)踐，鼓勵(lì)教授學(xué)者開(kāi)展推動(dòng)電氣工程自動(dòng)化相關(guān)理論的探索，以達(dá)成自動(dòng)化控制電氣工程中應(yīng)用PLC技術(shù)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)的目標(biāo)。其次，做好人才培養(yǎng)工作，對(duì)其進(jìn)行專業(yè)的技術(shù)指導(dǎo)，使其了解自動(dòng)化控制電氣工程中的實(shí)際需要，選拔并重點(diǎn)培育這些能夠嫻熟掌握并操作PLC技術(shù)的專業(yè)人員。再次，抓緊制定并普及PLC技術(shù)應(yīng)用于自動(dòng)化控制領(lǐng)域的電氣工程標(biāo)準(zhǔn)，確保plc技術(shù)在今后的實(shí)際操作環(huán)節(jié)更具有統(tǒng)一性和規(guī)范性。最后，建立雙向溝通機(jī)制并增加防干擾設(shè)備，使得PLC技術(shù)能夠充分發(fā)揮它的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，將PLC技術(shù)應(yīng)用于電氣系統(tǒng)自動(dòng)化控制是大勢(shì)所趨，在實(shí)際應(yīng)用中要積極發(fā)揮可編程邏輯控制器運(yùn)算速度快、可靠性強(qiáng)、性能比高、配套完備的優(yōu)勢(shì)，以便于提高電氣工程自動(dòng)化效率，保障工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的安全。讓我們期待PLC技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化，為我們展現(xiàn)更豐富的價(jià)值效益。

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