PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的運(yùn)用

楊曉東

摘要：電氣設(shè)備自動(dòng)化控制集數(shù)學(xué)基礎(chǔ)理論、自動(dòng)控制理論和反饋理論為一體，主要通過(guò)一定設(shè)備控制特定對(duì)象。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)了突破，在工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程中發(fā)揮了重要作用。實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)將PLC技術(shù)與電氣設(shè)備進(jìn)行融合，并以電氣設(shè)備自動(dòng)化控制為切入點(diǎn)，全面促進(jìn)電氣行業(yè)的自動(dòng)化和智能化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);電氣自動(dòng)化;運(yùn)用

1PLC技術(shù)的發(fā)展過(guò)程

隨著社會(huì)科技水平的不斷提升，通過(guò)繼電器、接觸器以及開關(guān)觸點(diǎn)等部件的有效組合，形成了一定的固定控制系統(tǒng)，從而可以通過(guò)串聯(lián)、并聯(lián)以及互鎖等多種連接形式構(gòu)成各器件之間的邏輯關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。PLC技術(shù)在20世紀(jì)初期便通過(guò)多種零部件的有效邏輯組合，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)小電流控制大電流的操作，為其后期的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。此后，為了更好地適應(yīng)社會(huì)生產(chǎn)形勢(shì)的發(fā)展，傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中的繼電器、開關(guān)熔斷器等實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步的發(fā)展，逐漸形成了時(shí)間繼電器、熱繼電器以及限位開關(guān)等器件，有效地彌補(bǔ)了簡(jiǎn)單接線無(wú)法滿足具體控制的缺陷。但是，隨著人們對(duì)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)要求的不斷提升，傳統(tǒng)的控制體系的精確度、反應(yīng)速度以及自身工作的形式都已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)人們的需求。因此，控制系統(tǒng)本身的一些缺點(diǎn)也逐漸開始顯現(xiàn)，比如，其成本性較高、連通性有所欠缺，同時(shí)檢修也存在著一定的困難等。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們開始將電氣控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，從而發(fā)展形成了可編程邏輯控制器，改變了傳統(tǒng)的繼電接觸器的控制形式。到了20世紀(jì)末期，多種技術(shù)不斷發(fā)展，如計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)以及大數(shù)據(jù)技術(shù)等，都促進(jìn)了可編程控制器的不斷升級(jí)，其主要的控制元件也實(shí)現(xiàn)了極大的改善，從而幫助可編程控制器的控制能力、數(shù)據(jù)傳輸水平以及遠(yuǎn)程輸入輸出效率都實(shí)現(xiàn)了極大的提升。

2PLC技術(shù)的功能特性

2.1通用性

PLC技術(shù)的通用性在于能夠滿足不同工業(yè)環(huán)境的要求，在運(yùn)用過(guò)程中與其相對(duì)應(yīng)的裝置設(shè)備比較齊全，即針對(duì)不同的控制對(duì)象需求可有不同的裝置配備。在PLC應(yīng)用過(guò)程中，操控設(shè)備的人與機(jī)器高度配合，相應(yīng)的通信設(shè)備良好應(yīng)用，才能順利完成相關(guān)控制工作，使操作變得更加簡(jiǎn)單。PLC技術(shù)的通用性使其在電氣自動(dòng)化控制中的擁有較高的工作效率。

2.2可靠性

PLC采用集中采樣、集中輸出的工作方式，使得集成電路技術(shù)獲得了應(yīng)用。PLC應(yīng)用期間，它具有運(yùn)行速度快、集成密度大、智能化程度高以及故障發(fā)生概率低等特性，能夠使系統(tǒng)工程有較強(qiáng)的抗干擾能力。在PLC的采樣周期中，能夠?qū)⑺械妮斎胄盘?hào)一同讀入。在整個(gè)程序處理過(guò)程中，PLC系統(tǒng)能夠與外界隔絕，這是其運(yùn)行可靠的根本所在。

3PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

3.1PLC技術(shù)在順序控制過(guò)程中的有效應(yīng)用

在電氣工程自動(dòng)化控制過(guò)程中有效應(yīng)用PLC技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)順序控制的有效完善和發(fā)展。當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，PLC技術(shù)已經(jīng)成為順序控制器工作的主要支撐技術(shù)手段，是一種非常常見(jiàn)的工序控制應(yīng)用形式。在順序控制過(guò)程中，一般都會(huì)采用分層式的控制形式，通過(guò)主站控制模塊以及自動(dòng)控制模塊等多種模塊的協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)工具的自動(dòng)化控制。比如，在火力發(fā)電廠的設(shè)備工作過(guò)程中，能夠通過(guò)PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)整個(gè)發(fā)電過(guò)程中爐渣和飛灰的有效處理，同時(shí)還能夠通過(guò)良好的遠(yuǎn)程控制以及現(xiàn)場(chǎng)傳感控制等，建立整個(gè)控制的一體化形式，有效地減輕電氣運(yùn)行的負(fù)擔(dān)，提高順序控制的穩(wěn)定性。

3.2應(yīng)用于開關(guān)量控制

PLC技術(shù)應(yīng)用于電氣工程的開關(guān)量控制時(shí)，是以可編程存儲(chǔ)器的形式實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電器動(dòng)作的控制，進(jìn)而契合用戶的應(yīng)用要求。相關(guān)應(yīng)用中，如果采用人工控制操作會(huì)浪費(fèi)人力資源，而采用PLC技術(shù)控制能優(yōu)化系統(tǒng)功能，同時(shí)減少了人力資源的浪費(fèi)。PLC既能夠應(yīng)用在單臺(tái)設(shè)備控制上，又能夠應(yīng)用在多臺(tái)設(shè)備的群控和生產(chǎn)自動(dòng)化流水線上。例如，印刷機(jī)、組合機(jī)床、電鍍流水線以及注塑機(jī)等都應(yīng)用了PLC技術(shù)。PLC取代傳統(tǒng)的繼電器電路，能夠?qū)崿F(xiàn)順序控制和邏輯控制，從而使電氣設(shè)備的運(yùn)行更加標(biāo)準(zhǔn)化。PLC技術(shù)應(yīng)用于自動(dòng)開關(guān)控制，可使所編輯信息符合電氣操作需求，保證電氣系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。此外，PLC技術(shù)能夠縮短繼電器響應(yīng)時(shí)間，從而達(dá)到節(jié)約時(shí)間、助力生產(chǎn)效益增長(zhǎng)的目的。

3.3閉環(huán)控制

在PLC技術(shù)的應(yīng)用背景下，借助模擬量可以完成電氣設(shè)備系統(tǒng)的閉環(huán)控制。基于PLC模擬閉環(huán)系統(tǒng)，可圍繞被控量的各項(xiàng)指標(biāo)變化，如設(shè)備流量、壓力、速度、溫度等主要元件的控制量，實(shí)現(xiàn)有針對(duì)性的控制。其中，變頻器和電控閥是閉環(huán)控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在這個(gè)閉環(huán)過(guò)程中，需要與監(jiān)控系統(tǒng)配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部受控量數(shù)據(jù)的技術(shù)捕獲。同時(shí)，將獲取的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)傳輸至設(shè)備集中處理中心，并將其信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電流和直流電壓信號(hào)。系統(tǒng)使用PID控制模塊將轉(zhuǎn)換后的信號(hào)重新轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。此時(shí)，數(shù)字量已傳輸至電氣設(shè)備控制中心，電氣設(shè)備控制中心可在系統(tǒng)編程的作用下判斷數(shù)字量，并根據(jù)判斷結(jié)果發(fā)出設(shè)備操作指令，從而實(shí)現(xiàn)PLC技術(shù)下電氣設(shè)備的閉環(huán)控制。目前，電氣設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)多采用泵啟動(dòng)方式，主要包括就地手動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)啟動(dòng)和現(xiàn)場(chǎng)控制箱手動(dòng)啟動(dòng)。其中，自動(dòng)啟動(dòng)最為先進(jìn)，但操作難度較大。在PLC技術(shù)的作用下，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)與自動(dòng)啟動(dòng)的有效集成，形成現(xiàn)代電氣設(shè)備新的控制模式，實(shí)現(xiàn)PLC技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)的補(bǔ)充和優(yōu)化。在新的控制模式下，閉環(huán)控制可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全可靠的改造，有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)的缺陷，大大提高了工作效率，為電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.4加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，建立專業(yè)化人員隊(duì)伍

任何技術(shù)想要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定快速的發(fā)展，都要有充足的人才支撐，因此，在今后的PLC技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，我國(guó)可以加強(qiáng)對(duì)技術(shù)人員的培訓(xùn)，通過(guò)結(jié)合電氣工程自動(dòng)化控制的具體應(yīng)用要求，不斷培養(yǎng)工作人員的理論水平和實(shí)際操作能力。同時(shí)，還可以更好地建設(shè)學(xué)習(xí)途徑，幫助相關(guān)的技術(shù)人員能夠及時(shí)了解PLC技術(shù)最新的發(fā)展方式，掌握更多的前沿技術(shù)信息，增強(qiáng)技術(shù)人員的知識(shí)儲(chǔ)備水平，為其技術(shù)能力及操作能力的提升創(chuàng)建更好的環(huán)境。在人才隊(duì)伍建設(shè)的過(guò)程中，可以堅(jiān)持培訓(xùn)與教育相統(tǒng)一的建設(shè)原則，首先，可以充分利用我國(guó)良好的教育資源，在大學(xué)教育過(guò)程中進(jìn)行有效的理論知識(shí)傳輸，使得更多的專業(yè)性人才能夠通過(guò)接受更加有針對(duì)性的教育，提升整體的理論應(yīng)用水平，同時(shí)還要加強(qiáng)實(shí)際操作能力的培訓(xùn)，相關(guān)工作單位可以更好地利用自身的工作環(huán)境條件，給予專業(yè)性人才更好的實(shí)踐發(fā)展空間，使得其自身的操作水平能夠得到快速的提升，進(jìn)而為進(jìn)一步的發(fā)展提供良好的幫助。

3.5集中控制

PLC技術(shù)具有自動(dòng)監(jiān)控功能，因此電氣設(shè)備的自動(dòng)控制可以在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的集中控制。借助于PLC技術(shù)，可以將不同的電氣設(shè)備有效地連接起來(lái)，形成電氣設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的上下文，從而關(guān)系到電氣設(shè)備的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)整體集中控制。統(tǒng)一集中控制并不意味著完全消除單個(gè)設(shè)備的單獨(dú)控制，而是基于網(wǎng)絡(luò)化電氣設(shè)備的上下文，實(shí)現(xiàn)整體和單個(gè)的單獨(dú)控制，從而優(yōu)化電氣設(shè)備系統(tǒng)的工作量。集中控制主要應(yīng)用于勞動(dòng)力消耗大、工藝復(fù)雜的電氣工程。例如，集儲(chǔ)煤設(shè)備、收集設(shè)備、轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)、輸送帶和帶式輸送機(jī)為一體的煤礦企業(yè)，涉及到大量的手動(dòng)控制操作，而傳統(tǒng)的繼電器無(wú)法實(shí)現(xiàn)設(shè)備的零故障連接。

結(jié)論

在PLC技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)該適應(yīng)時(shí)代發(fā)展，大力開展電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在日常工作、生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。在電氣自動(dòng)化控制中應(yīng)用PLC，為相關(guān)生產(chǎn)創(chuàng)造了極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。此外，它在順序控制、開關(guān)量控制、閉環(huán)控制以及數(shù)控系統(tǒng)控制中的應(yīng)用，極大提升了工作效率。

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