PLC技術(shù)在電氣自動化設(shè)備中的應(yīng)用

侯少紅

（河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院宣鋼分院，河北張家口，075100）

1 PLC技術(shù)的概念以及特征

1.1 PLC技術(shù)的概念

PLC技術(shù)從功能屬性上來看可以定義為控制器，為了實現(xiàn)多功能的控制效果，所以PLC技術(shù)的控制具有可編程的邏輯屬性，由于編程可以進行不同功能的設(shè)計，所以PLC技術(shù)具有豐富的控制作用，主要應(yīng)用于開關(guān)量系統(tǒng)控制、順序控制、閉路控制中，PLC技術(shù)中邏輯編程是技術(shù)的核心，主要采用數(shù)字運算來完成操作的技術(shù)體系，在具體的應(yīng)用過程中通過模擬、數(shù)字的形式進行機械生產(chǎn)、機械運轉(zhuǎn)控制，是一種專業(yè)應(yīng)對工業(yè)成產(chǎn)的技術(shù)體系。由于PLC技術(shù)的屬性是采用數(shù)字化邏輯程序?qū)崿F(xiàn)的控制，所以PLC技術(shù)是由兩部分構(gòu)成，一部分是利用計算機技術(shù)來實現(xiàn)編程程序的編輯，為進行控制提供條件；另一部分是控制技術(shù)，通過程序命令的指引來實現(xiàn)對機械或者生產(chǎn)程序的控制，所以盡管兩個構(gòu)成部分都是傳統(tǒng)的技術(shù)，但是組合在一起能夠?qū)崿F(xiàn)較好的控制效應(yīng)，所以形成了先進的技術(shù)控制體系。在傳統(tǒng)單一的繼電控制體系下，由于系統(tǒng)設(shè)置復雜，所以導致出現(xiàn)了適用性差、靈活性低的特點，而融入了計算機技術(shù)之后，可以根據(jù)不同的控制要求來設(shè)計程序編，不僅實現(xiàn)了機械操作的控制，而且還為調(diào)試機械、查找機械故障等提供了有利條件?？傊甈LC技術(shù)是一種智能化的技術(shù)控制系統(tǒng)，由于智能化的運算體系使得工作效率大大提升，還避免了傳統(tǒng)程序控制的弊端，因此成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的一種主要應(yīng)用型技術(shù)。

1.2 PLC技術(shù)的特征

PLC技術(shù)廣泛的應(yīng)用到工業(yè)機械控制中，是工業(yè)生產(chǎn)中必不缺少的技術(shù)，由于運用的頻繁性，所以PLC技術(shù)技術(shù)具有安全特征，只有滿足了安全使用的特征，才能被廣泛的應(yīng)用，尤其是隨著工業(yè)化環(huán)境越來越復雜、智能化先進技術(shù)廣泛應(yīng)用的條件下，PLC技術(shù)需要具備良好的運行能力、抗干擾能力，以此才能更好的運行，運用到機械控制、生產(chǎn)程序中去。其次具備速度快的特點，傳統(tǒng)的繼電器控制體系構(gòu)建復雜，執(zhí)行控制功能的時候需要考慮返還系數(shù)，而PLC技術(shù)改變了這一應(yīng)用弊端，對傳統(tǒng)的繼電器結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，繼電器通過去除內(nèi)部導線以輔助的作用參與控制，在這種情況下就不會考慮節(jié)點、運行返還系數(shù)的變化，進而提升了運行效率。第三，智能化操作系統(tǒng)，相對于傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)而言，PLC技術(shù)連接了計算機，通過設(shè)置和操作相匹配的指令，來實現(xiàn)控制，這些指令操作簡單、易學，不僅方便相關(guān)人員的操作，而且操作簡單、直觀，能夠有效的提高工作效率。此外由于智能化的操作方式，能夠有效的降低失誤率，減少由于人員產(chǎn)生的設(shè)備故障和操作失誤，這對保障機械順利運行起到了重要的作用。第四，強大的功能體系，PLC技術(shù)編輯系統(tǒng)的實現(xiàn)主要通過一種微小的芯片來完成，該芯片具有強大的集成化特點，而且具有體積小、輕便、損耗低等特點，所以能夠更好的應(yīng)用到自動化設(shè)備中，見圖1。第五，廣泛的應(yīng)用性，一方面體現(xiàn)在PLC技術(shù)是通過計算機實現(xiàn)的控制體系，所以能實現(xiàn)多元化、復雜的電氣自動化設(shè)備控制，而且具有兼容性強的開放特點，所以能夠保障自動化機械的平穩(wěn)運行。另一方面不需要對PLC技術(shù)復雜的語言進行轉(zhuǎn)化，即使計算機語言能力差的人員也能實現(xiàn)操作。

圖1 PLC結(jié)構(gòu)圖

2 PLC技術(shù)在電氣自動化設(shè)備中的應(yīng)用原理

PLC技術(shù)對電氣自動化設(shè)備的運行起著重要的作用，在運行的過程中也遵循著一定的原理機制，主要體現(xiàn)在以下幾點，第一，計算機程序輸入，簡稱采樣輸入，首先進行的工作是數(shù)據(jù)收集工作，采用掃面的形式來完成數(shù)據(jù)收集工作，數(shù)據(jù)采集工作完成之后，才能進入到輸入階段，通過I/O映像區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)儲存進入到下一步輸入指令環(huán)節(jié)。在此環(huán)節(jié)中需要首先完成數(shù)據(jù)采集工作，只有在采集工作完成之后，才能進行數(shù)據(jù)輸入。第二，進入到數(shù)據(jù)執(zhí)行階段，這個階段中按照上步的數(shù)據(jù)輸入來進行程序執(zhí)行，執(zhí)行的過程并不是雜亂無章、沒有順序的執(zhí)行，而應(yīng)遵循從上到下的順序來完成程序執(zhí)行。第三，進入數(shù)據(jù)輸出階段，承接第二個階段的數(shù)據(jù)執(zhí)行之后，會輸出數(shù)據(jù)結(jié)果，與此同時會自動形成和以前數(shù)據(jù)的對比，然后將輸出的數(shù)據(jù)進行儲存，并反應(yīng)到外界設(shè)備上進行程序的執(zhí)行，以此完成對電氣自動化設(shè)備的控制工作，相對于傳統(tǒng)的電氣自動化設(shè)備控制，PLC技術(shù)的控制更加便捷，而且實用性強，加之該技術(shù)穩(wěn)定性較強，所以可以適合多種環(huán)境下的自動化設(shè)備控制。

3 PLC技術(shù)在電氣自動化設(shè)備中的具體應(yīng)用

3.1 PLC技術(shù)在順序控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

工業(yè)生產(chǎn)過程中存在大量的能源消耗問題，給企業(yè)帶來了成本增加的現(xiàn)象，同時還產(chǎn)生了大量的資源浪費，為了減少企業(yè)運行成本，因此提倡科學、綠色的企業(yè)發(fā)展道路，而PLC技術(shù)通過順序控制系統(tǒng)減少了資源的浪費，為形成良性的企業(yè)發(fā)展提供了有利條件。PLC技術(shù)的順序控制系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，通過順序控制系統(tǒng)的輸入來完成整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的控制，不僅能夠保障生產(chǎn)程序，實現(xiàn)科學生產(chǎn)，而且還能有效的提高工業(yè)生產(chǎn)效率，對實現(xiàn)企業(yè)增產(chǎn)、增收具有重要的意義。比如在進行煤礦的開采中充分運用了PLC技術(shù)中的控制系統(tǒng)。首先由于煤炭資源的特殊性，所以在開采的過程中應(yīng)保持節(jié)制，不能大肆進行資源開采，而PLC技術(shù)順序控制系統(tǒng)可以控制資源開采，輔助開采計劃更好的落實。其次在PLC技術(shù)控制下的煤炭開采系統(tǒng)，可以使煤炭開采程序按照一定的規(guī)則進行，規(guī)范了開采程序，使開采變得機械化、程序化，所以有效的提高了煤炭開采效率。再者煤炭開采的過程中，需要保證開采人員的安全，而PLC技術(shù)控制系統(tǒng)的融入使得工作更加規(guī)范，對減少人員安全事故具有重要的意義。此外PLC技術(shù)的智能化操作系統(tǒng)，簡單易行，通過電腦系統(tǒng)的輸入來進行工業(yè)現(xiàn)場的實時監(jiān)控，不僅提高了監(jiān)控效率，而且從一定程度了減少了人員配置，而這對促進企業(yè)生產(chǎn)效率的提升具有重要的實踐意義，見圖2.

圖2 PLC技術(shù)控制系統(tǒng)

3.2 PLC技術(shù)在開關(guān)量控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的PLC技術(shù)在開關(guān)控制中，主要使用電磁性繼電器來實現(xiàn)對開關(guān)量的控制，這種控制體系效果較好，但是由于電磁性的外接入系統(tǒng)維護成本高，接線情況復雜，加之電磁的特殊屬性，所以容易產(chǎn)生漏電現(xiàn)象，使得自動化設(shè)備控制系統(tǒng)極其不安全。而PLC技術(shù)的運行，不僅解決了電磁性觸電的風險，而且簡化了控制程序。比如對短路系統(tǒng)的控制，PLC技術(shù)的運用可以有效的控制電氣自動化設(shè)備中斷路器，而且具有反應(yīng)速度快的特點，所以能夠在最短的時間內(nèi)實現(xiàn)短路控制。其次當前的自動化設(shè)備投入成本大，PLC技術(shù)在具體的運行過程中能夠?qū)崿F(xiàn)自動化設(shè)備之間的有效的轉(zhuǎn)化，以此避免機械設(shè)備在錯誤指令下的運行，對保障自動化設(shè)備平穩(wěn)、安全運行具有重要的意義。

3.3 PLC技術(shù)在在閉路控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

電器自動化設(shè)備體系運行中，閉路控制系統(tǒng)有自身的啟動方式，通常下通過機旁屏手啟動、現(xiàn)場控制箱手動、自動三種方式實現(xiàn)閉路控制系統(tǒng)的啟動，PLC技術(shù)作為閉路控制系統(tǒng)補充技術(shù)來實現(xiàn)應(yīng)用，PLC技術(shù)融入的閉路控制系統(tǒng)的方式主要通過泵機系統(tǒng)實現(xiàn)的，而原有的閉合系統(tǒng)中的自動啟動方式可以和泵機系統(tǒng)聯(lián)合使用，而其他的啟動方式為PLC技術(shù)泵機啟動方式提供了有利條件。比如機旁手啟動方式為PLC技術(shù)泵機啟動正常的運行提供保障，在進行調(diào)試的過程中通過對PLC技術(shù)泵機系統(tǒng)進行時間控制，避免自動化設(shè)備高負荷的運轉(zhuǎn)。但是在進行該項調(diào)試的過程中，也需要運用到現(xiàn)場控制箱手動的啟動方式，通過現(xiàn)場控制箱將控制模式改為手動模式，由此可見PLC技術(shù)泵機閉路系統(tǒng)是建立在原有的閉路控制系統(tǒng)上進行的，通過原有閉路系統(tǒng)來保障PLC技術(shù)泵機系統(tǒng)處于平穩(wěn)、安全的運行環(huán)境中。