PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的應(yīng)用分析

鄭程

[摘? ? 要 ]21世紀(jì)以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)平不斷提高，工業(yè)企業(yè)作為我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中主要的組成部分，在市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速的情況下，其面臨著巨大的壓力，如果想保持在市場中的份額，就需要對(duì)于工業(yè)企業(yè)的電氣設(shè)備自動(dòng)化控制加強(qiáng)技術(shù)投入，將自動(dòng)化配套技術(shù)改造作為工業(yè)企業(yè)發(fā)展的必要工作，PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中有著十分重要的位置，其在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制的中的應(yīng)用可以完善電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，進(jìn)而提高工業(yè)自動(dòng)化控制水平，促進(jìn)整體企業(yè)的發(fā)展。本文就PLC技術(shù)概念、PLC技術(shù)類型、PLC技術(shù)的優(yōu)勢、PLC技術(shù)特點(diǎn)、PLC技術(shù)在電氣設(shè)備控制中的應(yīng)用以及PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中應(yīng)用的發(fā)展趨勢進(jìn)行簡要的分析。

[關(guān)鍵詞]PLC技術(shù);電氣設(shè)備自動(dòng)化;應(yīng)用;發(fā)展趨勢

[中圖分類號(hào)]TM762;TP273 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2020）04–00–03

[Abstract]In the 21st century， with the development of national economy and the continuous improvement of science and technology， industrial enterprises， as the main part of China's national economic development， are facing great pressure under the rapid development of market economy.If they want to maintain their share in the market， they need to strengthen the technical investment in the automation control of electrical equipment of industrial enterprises， Automation technology transformation as a necessary work for the development of industrial enterprises， PLC technology in electrical equipment automation control has a very important position， its application in electrical equipment automation control can improve the electrical automation control system， and then improve the level of industrial automation control， promote the development of the overall enterprise.This paper briefly analyzes the concept of PLC technology， the types of PLC technology， the advantages of PLC technology， the characteristics of PLC technology， the application of PLC technology in electrical equipment control and the development trend of PLC technology in the application of electrical equipment automation control.

[Keywords]PLC technology; electrical equipment automation; application; development trend

傳統(tǒng)的電動(dòng)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)存在著大量的技術(shù)弊端，而如今的PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的自動(dòng)化控制。如今的電力系統(tǒng)、輸煤系統(tǒng)以及數(shù)控技術(shù)都提升了整體企業(yè)的生產(chǎn)效率，大大降低了企業(yè)的成本，實(shí)現(xiàn)了整體工業(yè)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 PLC技術(shù)概述

國際電工委員會(huì)（IEC）于1987年頒布了可編程控制器的標(biāo)準(zhǔn)及其定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的命令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中能夠?qū)崿F(xiàn)與其他工業(yè)設(shè)備之間的生成、報(bào)表、設(shè)備、通信以及調(diào)度調(diào)產(chǎn)出，快速識(shí)別及其故障，進(jìn)而提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，是屬于一種將自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及現(xiàn)代通讀技術(shù)融為一體的一項(xiàng)新型技術(shù)。PLC技術(shù)是一種繼電器控制系統(tǒng)技術(shù)，在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中應(yīng)用，展現(xiàn)出及時(shí)功能、邏輯判斷功能及計(jì)算功能，在長期的使用過程中，自身的軟硬件功能不斷完善，PLC技術(shù)自身的功能也不斷增強(qiáng)，逐漸發(fā)展為具有多項(xiàng)功能為一體的成熟工業(yè)控制系統(tǒng)。PLC技術(shù)與其它的計(jì)算機(jī)相比，有著與工業(yè)系統(tǒng)過程相連的監(jiān)控軟件，有著適合于控制系統(tǒng)要求的系統(tǒng)語言，其與普通計(jì)算機(jī)存在著較大的差別。目前，PLC技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)，其本身具有安全性、便捷性、通用性的特點(diǎn)，通過與計(jì)算機(jī)的互相結(jié)合，使得自動(dòng)化控制系統(tǒng)更加完善，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程的監(jiān)督管理，能夠識(shí)別智能化障礙，在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制過程中有著較高的使用價(jià)值。最后，PLC技術(shù)它是一種全分布式控制系統(tǒng)，具有較高的開放性，在系統(tǒng)內(nèi)部將計(jì)算機(jī)技術(shù)融于其中，還有包括智能傳感、數(shù)字通信技術(shù)的融合，實(shí)現(xiàn)了電氣設(shè)備的綜合控制，整體自動(dòng)化水平不斷提高。

2 PLC技術(shù)類型

2.1 DCS控制系統(tǒng)

DSC控制系統(tǒng)是一種能夠集中化方法管理機(jī)械設(shè)備，但是對(duì)于設(shè)備的控制屬于分散的管理控制系統(tǒng)，因此，它能夠通過這些設(shè)備的分散式管理有效降低機(jī)械設(shè)備內(nèi)的危險(xiǎn)因素，而集中化的管理設(shè)備又可以提高對(duì)機(jī)械設(shè)備的有效控制這種特殊的性能，可以保證生產(chǎn)過程中對(duì)于這些設(shè)備的高效管理，分散一些生產(chǎn)過程中的風(fēng)險(xiǎn)?？刂葡到y(tǒng)、顯示裝置、通信總線，這是DSC控制系統(tǒng)的主要組成部分，通訊總線主要用來連接網(wǎng)絡(luò)，將現(xiàn)場檢察站與控制站連接，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制，進(jìn)而優(yōu)化管理。

2.2 FCS控制系統(tǒng)

FSC控制系統(tǒng)又稱為現(xiàn)場總線型控制系統(tǒng)，主要通過多節(jié)點(diǎn)的數(shù)字通信技術(shù)形成一個(gè)有效的數(shù)據(jù)鏈，通過數(shù)據(jù)鏈在對(duì)真實(shí)的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行精細(xì)化控制，而要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場總線型控制系統(tǒng)，就需要機(jī)械電器裝備實(shí)現(xiàn)自身智能化發(fā)展，這一控制系統(tǒng)的核心就是利用數(shù)字化方法對(duì)于總線下各個(gè)分支系統(tǒng)進(jìn)行控制，F(xiàn)SC控制系統(tǒng)通過良好的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)體系實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線的智能化，整體的機(jī)械設(shè)備使用率被大大提高。

3 PLC技術(shù)的優(yōu)勢

PLC技術(shù)在在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制技術(shù)中，可以有效促進(jìn)機(jī)電一體化控制。其有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）PLC技術(shù)本身耗能較小，操作較為簡單，而且具有較高的可靠性，將PLC技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的有效結(jié)合，提高了整體電動(dòng)電氣控制系統(tǒng)的性能。（2）PLC技術(shù)能夠與其他系統(tǒng)進(jìn)行很好的融合，有較好的兼容性。（3）PLC技術(shù)對(duì)于機(jī)械的生產(chǎn)、機(jī)械設(shè)備的管理有著較好的促進(jìn)作用。

4 PLC技術(shù)的特點(diǎn)

4.1 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)

PLC技術(shù)的可靠性高，抗干擾能力主要是為在工業(yè)環(huán)境下工作，其設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中采用了一系列較好的硬件和軟件抗干擾措施（1）進(jìn)行隔離。這是抗干擾的主要措施之一，PLC的輸入、輸出口一般都采用光電耦合器來傳遞信號(hào)，減少了外部電的干擾，防止外部高電壓的竄入，故障和誤動(dòng)作的發(fā)生率降低。（2）進(jìn)行濾波。這是抗干擾的另外一個(gè)主要措施，在PLC的電源電路輸入輸出電路中有許多的濾波電路，一些高頻的干擾信號(hào)能夠得到有效的抑制。（3）對(duì)于PLC中的內(nèi)部電源進(jìn)行了屏蔽、穩(wěn)壓、保護(hù)等措施，減少了外界的干擾。

4.2 功能完善，擴(kuò)充方便

在現(xiàn)代化的PLC技術(shù)發(fā)展過程中，其功能完善、擴(kuò)充方便、組合靈活、實(shí)用性也較強(qiáng)，它的各個(gè)模塊功能都是可以進(jìn)行系統(tǒng)化的結(jié)合，可以更加方便靈活的組成不同符合要求的控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)各種工業(yè)的控制。

4.3 編程簡單，使用方便

PLC的編程也是較為簡單的，控制程序擁有可變化性，柔性較強(qiáng)，繼承了傳統(tǒng)的繼電器的讀圖習(xí)慣，可以進(jìn)行面向控制，采用了操作者的“自然語言”。

4.4 功耗低

PLC結(jié)構(gòu)緊密堅(jiān)固、體積較小，所以整體的重量也較輕，耗能較低，其是專門為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的，能夠有效地實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化，是十分理想的控制設(shè)備。

4.5 安裝簡單，維修方便

PLC的整體安裝較為簡單，維修十分方便，不需要再專門的機(jī)構(gòu)進(jìn)行安裝，只需要現(xiàn)場將各種設(shè)備進(jìn)行連接，切入PLC的應(yīng)用程序即可進(jìn)行運(yùn)行，各種模塊上有相應(yīng)的指示裝置，用戶可以及時(shí)了解查找故障，PLC還可以進(jìn)行自我檢查，自動(dòng)記錄自己的設(shè)備維修過程，在后期的維修中，透明度得到增加，維修難度較小。

4.6 環(huán)境要求低，易學(xué)易用

PLC的使用是能夠在高溫、振動(dòng)、沖擊粉塵等一些相對(duì)惡劣的工作環(huán)境下進(jìn)行的，強(qiáng)電子也無法干擾其工作，因此PLC主要的生存價(jià)值與生命周期都是較好的。易學(xué)易用表現(xiàn)在，在面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備時(shí)，接口容易，編程語言較為簡單。

5 PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

隨著電子科學(xué)技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器（PLC）技術(shù)不斷發(fā)展，而且其發(fā)展越來越完善。目前的可編程控制器（PLC）技術(shù)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，其能夠代替計(jì)算機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中的電氣設(shè)備自動(dòng)化控制，在確定PLC技術(shù)的應(yīng)用方式，與開關(guān)量的控制，控制模擬量對(duì)于系統(tǒng)順序化的控制這幾方面有著較好的應(yīng)用。

5.1 確定PLC技術(shù)的運(yùn)用方式

可編程控制器PLC技術(shù)在運(yùn)行時(shí)首先需要做的就是確定可編程控制器PLC技術(shù)的運(yùn)用方式，合適的運(yùn)動(dòng)方式可以有效提高機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)效益，提高整體的生產(chǎn)效率，因此，首先做的就是需要確定PLC技術(shù)的運(yùn)用方式。

5.2 對(duì)于開關(guān)量的控制

傳統(tǒng)的繼電器控制元存在諸多問題，而利用PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的應(yīng)用可以提高整體應(yīng)用系統(tǒng)的靈敏度，為設(shè)備自動(dòng)化控制的良好順序性提供保障，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)順序的合理化控制。同時(shí)，PLC技術(shù)對(duì)于不同應(yīng)用模塊的科學(xué)化處理能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化，對(duì)于不同部分的合理化控制，對(duì)于原有系統(tǒng)中的混亂問題進(jìn)行了高效解決，設(shè)備部件應(yīng)用的質(zhì)量和效率得到了大幅度提高。

5.3 控制模擬量

在機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)過程中，有許多影響因素是變化的，例如速度、溫度，這些因素都會(huì)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生大量的影響。因此，要對(duì)這些變化的因素進(jìn)進(jìn)行合理化的控制，才能使其對(duì)產(chǎn)品的影響降到最低。目前，可編程控制器（PLC）技術(shù)可以控制這些模擬量，可以對(duì)于這些變化因素進(jìn)行事先的預(yù)測和模擬，進(jìn)而對(duì)模擬量進(jìn)行有效控制。在傳統(tǒng)應(yīng)用中，理論性的控制模擬量是比較簡單的，但是在實(shí)際運(yùn)用中還是存在著較大難度，PLC技術(shù)被廣泛應(yīng)用，數(shù)字化與模擬量直接進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使得這些變化因素得到有效的調(diào)控，從而保證了最終產(chǎn)品的質(zhì)量。

5.4 對(duì)于系統(tǒng)順序化的控制

傳統(tǒng)的電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中存在著一個(gè)較大的缺點(diǎn)就是繼電器不能滿足電氣設(shè)備開關(guān)量控制需求，這一缺點(diǎn)大大阻礙電氣設(shè)備自動(dòng)化控制使得整體的生產(chǎn)效率較低，控制設(shè)備操作復(fù)雜，可靠性不高，在長時(shí)間內(nèi)使得整體的電氣設(shè)備自動(dòng)化控制整體技術(shù)水平較低。隨著可編程控制器（PLC）技術(shù)的出現(xiàn)，其在電氣設(shè)備自動(dòng)化開關(guān)量控制中是較為重要的組成部分。PLC的出現(xiàn)真正扭轉(zhuǎn)了繼電器不能滿足電氣設(shè)備開關(guān)量控制需求這一現(xiàn)狀。通過技術(shù)更新，PLC應(yīng)用的電氣設(shè)備開關(guān)量控制將成為現(xiàn)實(shí)，以往傳統(tǒng)繼電器系統(tǒng)存在的不足也將得到較好彌補(bǔ)，這就使得電氣自動(dòng)化系統(tǒng)能夠更好服務(wù)于各類生產(chǎn)。值得注意的是系統(tǒng)的自動(dòng)化效率也能夠在可編程控制器（PLC）技術(shù)的支持下實(shí)現(xiàn)較好提升。

5.5 對(duì)于閉環(huán)系統(tǒng)的控制

傳統(tǒng)的自動(dòng)化控制主要是由人力控制，這就使得工業(yè)生產(chǎn)效率較低，自動(dòng)化控制的水平也較低。而對(duì)于目前，隨著可控制其系統(tǒng)PLC技術(shù)的出現(xiàn)，能夠很好的控制整體的系統(tǒng)也能很好的滿足電氣設(shè)備泵機(jī)系統(tǒng)的不同要求。PLC技術(shù)本身還能夠較好服務(wù)于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的閉環(huán)系統(tǒng)，而這主要得益于PLC技術(shù)具備的在多種電氣設(shè)備中高質(zhì)量應(yīng)用特點(diǎn)，而在具體的閉環(huán)系統(tǒng)應(yīng)用中，PLC技術(shù)能夠通過自身效用的發(fā)揮，有效實(shí)現(xiàn)整個(gè)電氣控制系統(tǒng)安全性與穩(wěn)定性的提高，這就將使得相關(guān)工業(yè)生產(chǎn)獲得更為有力的支持。

6 PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中應(yīng)用的發(fā)展趨勢

目前PLC技術(shù)被認(rèn)為是與同類技術(shù)相比的情況下具有較為成熟的優(yōu)勢，其可靠性較高，成本較低，符合了工業(yè)化自動(dòng)化的要求，在未來的發(fā)展中，是完全符合于大規(guī)模、高精度的自動(dòng)化控制的要求。在未來的發(fā)展過程中，PLC技術(shù)的主要發(fā)展切入點(diǎn)主要是以下幾個(gè)方面：（1）計(jì)算機(jī)小型化能夠在目前的基礎(chǔ)上倍數(shù)提高數(shù)據(jù)處理能力以及響應(yīng)速度。（2）計(jì)算機(jī)的智能化發(fā)展能夠?qū)τ赑LC的智能化發(fā)展提供促進(jìn)作用，降低人力參與度。（3）設(shè)備信息存儲(chǔ)量不斷增大，解決了PLC的數(shù)據(jù)復(fù)雜的問題，能夠?yàn)閿?shù)據(jù)挖掘以及數(shù)據(jù)分析等新興技術(shù)提供發(fā)展方向。

7 結(jié)語

PLC技術(shù)作為當(dāng)前自動(dòng)化領(lǐng)域的重要技術(shù)形式之一，它能夠解決自動(dòng)化的可靠性問題以及大規(guī)模應(yīng)用成本問題，其有著可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、功能完善、擴(kuò)充方便、編程簡單、使用方便、功耗低、安裝簡單、維修方便、環(huán)境要求低、易學(xué)易用的特點(diǎn)。因此PLC技術(shù)能夠很好的滿足大規(guī)模、高精度的自動(dòng)化控制要求，未來具有較好的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

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