PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的運(yùn)用

石文科，高倩，孟凡文

（濟(jì)寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東濟(jì)寧，272000）

0 引言

現(xiàn)代化技術(shù)為電氣自動(dòng)化水平提升提供了重要支持，作為其中的關(guān)鍵核心要素，PLC技術(shù)成為電氣工程快速發(fā)展與電氣自動(dòng)化控制合理應(yīng)用的重要基礎(chǔ)，以實(shí)現(xiàn)提升電氣設(shè)備運(yùn)行速度的最終目的。因此，有必要加強(qiáng)對(duì)PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中實(shí)際應(yīng)用的研究，進(jìn)而為相關(guān)技術(shù)的未來發(fā)展拓展更廣闊的空間。

1 PLC技術(shù)闡述

■1.1 基本運(yùn)行結(jié)構(gòu)

PLC又可以稱之為可編程控制器，是一種數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，隨著工業(yè)發(fā)展水平的不斷提升，PLC技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)也開始得到不斷融合。PLC技術(shù)在實(shí)際使用的過程中體現(xiàn)出較強(qiáng)的綜合性和系統(tǒng)性，其主要由編程架構(gòu)與交互端口等結(jié)構(gòu)組成。隨著技術(shù)水平的不斷提升，PLC技術(shù)也面臨著全新的發(fā)展機(jī)遇，進(jìn)而在工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中獲得了十分廣泛地應(yīng)用。當(dāng)前，人們更加清楚地認(rèn)識(shí)到了PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用效果，從而應(yīng)持續(xù)進(jìn)行深入研究，推動(dòng)PLC技術(shù)的發(fā)展與革新。

■1.2 工作原理與方法

在PLC技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的過程中主要可以分成四個(gè)環(huán)節(jié)：第一環(huán)節(jié)是內(nèi)部檢查，主要任務(wù)是對(duì)內(nèi)部硬件功能、運(yùn)行情況以及監(jiān)控定時(shí)器等部分進(jìn)行檢查；第二環(huán)節(jié)是通信服務(wù)，在此環(huán)節(jié)中，需要將控制器與其他形式的智能裝置連接起來，以此來完成鍵入命令的響應(yīng)與顯示內(nèi)容的更新；第三環(huán)節(jié)是輸入輸出處理，即通過控制器將外部輸入電路的連接狀態(tài)反饋到寄存器，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)的有效管理；第四環(huán)節(jié)是指令執(zhí)行，之前反饋到寄存器的外部輸入電路連接狀態(tài)并不會(huì)隨著外部輸入信號(hào)的變化而發(fā)生改變，因此一旦出現(xiàn)輸入信號(hào)發(fā)生變化的問題，只有保證在響應(yīng)周期內(nèi)進(jìn)行輸入處理才可以完成新狀態(tài)的讀入。而在PLC系統(tǒng)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的過程中，最常用的方法就是梯形圖，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電器的有效控制[1]。而需要注意的是，引入PLC技術(shù)之后系統(tǒng)內(nèi)部的繼電器并不是真實(shí)存在的繼電器，因此相關(guān)人員也需要采取和原來不同的操作方法。原有繼電器控制方法與PLC控制方法的對(duì)比如圖1所示。

圖1 原有繼電器控制電路圖

圖2 PLC控制梯形圖

2 PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的實(shí)際應(yīng)用

■2.1 在數(shù)據(jù)控制中的應(yīng)用

在實(shí)際開展數(shù)據(jù)控制的過程中，應(yīng)有效利用數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)領(lǐng)域的知識(shí)保證電氣工程自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)確保設(shè)備可以自動(dòng)運(yùn)行也是系統(tǒng)工程的重要組成部分。數(shù)據(jù)控制環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)輸出是單向的，因此相關(guān)工作人員需要完成數(shù)據(jù)確認(rèn)之后才可以進(jìn)行后續(xù)的工作。另外，在數(shù)據(jù)控制的過程中應(yīng)用PLC技術(shù)可以充分確保相關(guān)工作的科學(xué)性，并以此為基礎(chǔ)展開編程從而確保PLC技術(shù)可以有效對(duì)數(shù)據(jù)控制中的各個(gè)環(huán)節(jié)展開分析，保證工作人員可以在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)其中存在的不合理之處，并提出相應(yīng)的解決策略。

■2.2 在開關(guān)邏輯控制中的應(yīng)用

在電氣設(shè)備運(yùn)行的過程中，其內(nèi)部的控制關(guān)聯(lián)十分復(fù)雜，而邏輯開關(guān)的有效控制會(huì)對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生直接的影響。面對(duì)這樣的問題可以借助PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)邏輯開關(guān)的自動(dòng)化控制，進(jìn)而保證整體設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。PLC技術(shù)在應(yīng)用的過程中，具有抗干擾能力強(qiáng)、安全程度高的特點(diǎn)，因此相較于其他控制技術(shù)也展現(xiàn)出了突出的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。屏蔽雙絞線與磁環(huán)的安裝可以有效減少環(huán)境因素對(duì)電路產(chǎn)生的干擾，而PLC技術(shù)的應(yīng)用可以通過指令輸入、指令編輯、指令傳輸?shù)拳h(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)對(duì)操作對(duì)象的有效控制[2]。除此以外，PLC技術(shù)還可以根據(jù)電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)間與開關(guān)對(duì)邏輯開關(guān)進(jìn)行控制，在檢測(cè)到設(shè)置值改變之后就會(huì)自動(dòng)閉合，從而確保電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。而且為促進(jìn)控制水平的進(jìn)一步提升，應(yīng)對(duì)控制開關(guān)的閉合路徑加以優(yōu)化，為設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。以實(shí)驗(yàn)過程中電氣系統(tǒng)繼電器故障為例，如果在通電之后出現(xiàn)反應(yīng)時(shí)間過長的情況就說明了繼電器在電氣工程系統(tǒng)推進(jìn)的過程發(fā)生了短路問題。面對(duì)這樣的情況，就可以借助PLC技術(shù)對(duì)內(nèi)部數(shù)據(jù)展開分析，同時(shí)結(jié)合自動(dòng)切換系統(tǒng)與控制系統(tǒng)，有效改善繼電器短路、反應(yīng)慢的問題，促進(jìn)電氣系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量的有效提升。

■2.3 在順序控制中的應(yīng)用

電氣工程實(shí)際運(yùn)行中的相關(guān)工序?qū)LC順序?qū)?huì)產(chǎn)生直接的影響，而借助PLC技術(shù)進(jìn)行順序控制則可以顯著提升電氣工程運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。實(shí)際上，PLC系統(tǒng)可以以電氣設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)流程為基礎(chǔ)，完成對(duì)運(yùn)行情況的監(jiān)控，并結(jié)合不同需求發(fā)布不同的指令，進(jìn)而將整個(gè)電氣工程劃分為多個(gè)階段，為每一個(gè)階段賦予不同的責(zé)任任務(wù)，確保各個(gè)工序運(yùn)轉(zhuǎn)職能的有效強(qiáng)化。與此同時(shí)，還可以將整體調(diào)控作為技術(shù)優(yōu)化的基礎(chǔ)，從而促進(jìn)PLC控制效率與效果的不斷增強(qiáng)。例如可以應(yīng)用PLC技術(shù)對(duì)電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的石灰以及鍋爐燃燒渣滓進(jìn)行清理，該技術(shù)的應(yīng)用可以有效對(duì)整體流程進(jìn)行監(jiān)督，一旦發(fā)現(xiàn)異常狀況及時(shí)發(fā)出報(bào)警，不僅有效提升了其智能化水平，還對(duì)優(yōu)化資源配置起到了重要的作用。

■2.4 在閉環(huán)控制中的應(yīng)用

閉環(huán)控制的主要運(yùn)行原理是完成輸出信息的有效處理之后再將其返還到開端環(huán)節(jié)，這樣就形成了一個(gè)完整的閉環(huán)；而在其運(yùn)行的過程中，很大程度上會(huì)受到反饋機(jī)制的影響。在啟動(dòng)電氣系統(tǒng)的時(shí)候需要對(duì)各類信息完成有序輸出，并做好相應(yīng)的數(shù)據(jù)錄入工作。值得注意的是，錄入完成之后還需要對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步地修正，以提升其輸出效果。閉環(huán)控制在實(shí)際應(yīng)用的過程中具備極強(qiáng)的靈活性與高效性，也正是憑借著這樣的優(yōu)勢(shì)，讓閉環(huán)系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中獲得了廣泛地應(yīng)用，并體現(xiàn)出良好的應(yīng)用成效。與此同時(shí)，相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員還可以根據(jù)閉環(huán)系統(tǒng)所具備的實(shí)際特點(diǎn)完成系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整，為電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

■2.5 在電氣機(jī)床中的應(yīng)用

線路的運(yùn)行情況將會(huì)對(duì)電氣機(jī)床工作產(chǎn)生直接的影響，一旦出現(xiàn)線路問題，不僅會(huì)降低電氣機(jī)床的整體工作效率，還會(huì)對(duì)產(chǎn)品的數(shù)量與質(zhì)量造成不利影響。對(duì)于這樣的問題，可以通過PLC技術(shù)來妥善解決：首先，PLC技術(shù)的應(yīng)用使得機(jī)床的設(shè)備控制手段得到改良與創(chuàng)新，最大限度地避免了因接觸器、執(zhí)行器故障而對(duì)整體生產(chǎn)造成影響，進(jìn)一步提升電氣機(jī)床的工作效率；其次，PLC技術(shù)可以顯著提升電氣機(jī)床的自動(dòng)化控制水平，并對(duì)其生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，第一時(shí)間將故障與問題報(bào)告給工作人員；最后，PLC技術(shù)的應(yīng)用還可以帶動(dòng)電氣機(jī)床抗干擾能力的提升，為保障電氣機(jī)床的平穩(wěn)運(yùn)行提供重要支持。

■2.6 PLC技術(shù)未來的發(fā)展與應(yīng)用

就當(dāng)前的發(fā)展情況來看，PLC技術(shù)憑借其突出的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在工業(yè)生產(chǎn)、建筑工程以及機(jī)械化生產(chǎn)線等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛使用，并體現(xiàn)出良好的效果。將PLC技術(shù)引入到電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中可以有效提升設(shè)備運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提升生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本以及增加生產(chǎn)效益的目的。隨著科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)一步提升，PLC技術(shù)在未來會(huì)進(jìn)一步朝向生產(chǎn)過程控制的方向發(fā)展，通過有序的操作流程實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)的自動(dòng)化和智能化。一方面，PLC系統(tǒng)的體積會(huì)變得更小，速度會(huì)更快，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)個(gè)性化發(fā)展的需要，提升整體系統(tǒng)運(yùn)行的性價(jià)比；而另一方面，PLC系統(tǒng)的容量將會(huì)明顯提升，推動(dòng)其技術(shù)朝向更加成熟的方向發(fā)展。為了保障PLC技術(shù)可以逐漸適應(yīng)更多領(lǐng)域，在近年來的研究中開始將智能輸入輸出、溫度自動(dòng)控制等模塊引入到系統(tǒng)開發(fā)中，進(jìn)而有效借助這部分新型模塊促進(jìn)PLC技術(shù)穩(wěn)定性的提升。隨著信息化技術(shù)水平的不斷提升，人們對(duì)數(shù)據(jù)信息與傳輸需求也開始提出更高的要求，因此應(yīng)不斷推進(jìn)PLC系統(tǒng)多種編程語言互補(bǔ)功能的革新，確保指令語言、圖形語言等功能的豐富和完善，提升PLC技術(shù)的應(yīng)用水平。

3 結(jié)語

綜上所述，PLC技術(shù)的合理運(yùn)用對(duì)推動(dòng)電氣工程高效發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用，因此在實(shí)際應(yīng)用的過程中應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到市場(chǎng)對(duì)于電氣工程自動(dòng)化控制的需求，繼而保證相關(guān)工作的合理推進(jìn)。為進(jìn)一步促進(jìn)電氣工程自動(dòng)化的轉(zhuǎn)型發(fā)展，還需發(fā)揮PLC技術(shù)在其中的重要作用，為電氣工程自動(dòng)化提供技術(shù)理論支持。