可編程控制器在電氣控制中的應(yīng)用分析*

周 琳

（江蘇省惠山中等專業(yè)學(xué)校，江蘇 無錫 214153）

自改革開放以來，我國一直高度重視在現(xiàn)代工業(yè)各領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的工程技術(shù)，如電子計算機工程技術(shù)、電氣工程技術(shù)、電子信息工程技術(shù)等的科學(xué)研究與推廣應(yīng)用。在這些先進(jìn)技術(shù)中，機械與工業(yè)電氣系統(tǒng)自動化控制技術(shù)是對推動我國現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展起到重大戰(zhàn)略影響的一項核心工程科學(xué)基礎(chǔ)技術(shù)，關(guān)于工業(yè)電氣控制自動化過程控制的先進(jìn)技術(shù)研究始終沒有停止，為了不斷加強工業(yè)電氣控制，出現(xiàn)了以現(xiàn)代計算機控制技術(shù)應(yīng)用為重要主導(dǎo)的先進(jìn)控制技術(shù)手段，如可編程電氣控制器?？删幊屉娮涌刂破骷哂畜w積小、重量輕、抗干擾能力強的特點，器件維護(hù)和質(zhì)量管理方便，并且具有很強的經(jīng)濟實用性，這些主要優(yōu)勢都是使可編程控制器在電氣控制中被廣泛應(yīng)用的重要原因[1]。

1 可編程控制器概念及其發(fā)展趨勢

1.1 可編程控制器概念

可編程控制器是一種新型的通用自動化控制裝置，其設(shè)計時的一個基礎(chǔ)部件是通用計算機本身，且具有控制微處理器的能力?？删幊炭刂破骺赏ㄟ^直接利用其微計算器的多種處理技術(shù)，對各個設(shè)備的實際運行情況進(jìn)行自動計算、定時和自動控制，使可編程控制器能夠按照使用人的實際需求自動完成各種設(shè)備的運行。可編程控制器最初的基本控制能力僅包括邏輯運算、計數(shù)以及順序控制等幾個基本功能，而目前的各種可編程控制器均隨著科學(xué)信息技術(shù)的不斷發(fā)展、升級和逐步完善，擁有了更多的實用功能，能有效滿足包括現(xiàn)代家庭企業(yè)自動化管理應(yīng)用、公共事業(yè)管理應(yīng)用以及現(xiàn)代商業(yè)和民用工業(yè)等在內(nèi)的多個不同應(yīng)用領(lǐng)域的巨大應(yīng)用需求，為人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ魈峁└鄻拥谋憷?，也在社會?jīng)濟自動化和工業(yè)智能化發(fā)展中發(fā)揮著極大的技術(shù)推動作用。

1.2 可編程控制器發(fā)展趨勢

可編程控制器在未正式出現(xiàn)之前，各大工業(yè)領(lǐng)域的自動控制管理系統(tǒng)大多由自動繼電器和接觸器設(shè)備進(jìn)行自動控制，雖然該自動控制管理系統(tǒng)在設(shè)備的日?？刂苹顒臃矫姘l(fā)揮著一定的自動控制主導(dǎo)作用，但是由于該控制系統(tǒng)需要用戶通過直接固定互相連接的軟硬件設(shè)備來正確完成固定控制目標(biāo)，其工作體積還非常龐大，在實際使用控制過程中還普遍存在設(shè)備耗電大、壽命短以及設(shè)備故障發(fā)生率高等諸多缺點，而可編程控制器具有產(chǎn)品體積小、使用壽命長、故障機的發(fā)生率相對較低、比較靈活以及安裝操作簡單方便等特點。因此，可編程控制器在推出后很短的一段時間內(nèi)，就直接通過取代傳統(tǒng)繼電器和接觸器進(jìn)一步控制電子系統(tǒng)，成為多個電子控制應(yīng)用領(lǐng)域的主要電子控制系統(tǒng)設(shè)備[2]。

2 電氣控制系統(tǒng)概念及其功能

2.1 電氣控制系統(tǒng)概念

電氣控制系統(tǒng)，廣泛指由若干個大型電氣控制單元及其元件組合而成，可對一個或數(shù)個電氣對象設(shè)備進(jìn)行各種指令式的控制，從而確保一個被控制的設(shè)備系統(tǒng)能夠安全、可靠、正常地運行的系統(tǒng)。電氣控制系統(tǒng)的基本功能結(jié)構(gòu)包括系統(tǒng)自動化故障控制、設(shè)備安全保護(hù)、監(jiān)視與故障測量。

2.2 電氣控制系統(tǒng)功能

電氣控制系統(tǒng)功能的主要內(nèi)容如下：在自動控制系統(tǒng)功能方面，其可對本身線路含有高工作電壓、大工作電流的大型民用電氣設(shè)備的相關(guān)操作系統(tǒng)線路進(jìn)行自動控制開閘、自動控制切斷相關(guān)電路等各種自動控制保護(hù)操作；在安全保護(hù)管理功能方面，電氣設(shè)備與相關(guān)線路的正常運行管理過程中，一旦設(shè)備發(fā)生線路故障，就會使得線路電壓表的電壓等效值超過電氣設(shè)備與相關(guān)線路的正常工作電壓閾下限值，則系統(tǒng)電氣控制管理系統(tǒng)很可能會根據(jù)線路故障報警信號對電氣設(shè)備和相關(guān)線路操作進(jìn)行自動調(diào)整、斷開、切換等保護(hù)操作，從而達(dá)到實現(xiàn)安全保護(hù)電氣設(shè)備的主要目標(biāo)；在監(jiān)測處理功能方面，若相關(guān)工作人員無法準(zhǔn)確判斷1 臺電氣設(shè)備的狀態(tài)是否處于電路控制通路的工作狀態(tài)，電氣控制處理系統(tǒng)就會通過各種新的視聽消息信號，如傳統(tǒng)燈光和其他音像等，對該設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行各種電氣狀態(tài)監(jiān)測；在聲音測量處理功能方面，其以比傳統(tǒng)燈光和其他音像視聽信號更有效、準(zhǔn)確的測量方式，明確地反映1臺電氣設(shè)備的實際工作運行情況[3]。

3 可編程控制器在電氣控制中的應(yīng)用意義

可編程控制器在電氣控制中的應(yīng)用意義如下：首先，可編程控制控制器的中央處理器、存儲器等，會在控制電氣設(shè)備的各個i/o 控制電路端口時發(fā)揮重要效用，對使用者輸入的操作程序要求進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入、映象解析、采樣和映象處理，然后按照既定的操作程序要求進(jìn)行相關(guān)程序的錄入、輸出，并且連接至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，隨后將數(shù)據(jù)存入由i/o 控制的數(shù)據(jù)映象處理區(qū)域并執(zhí)行具體操作；其次，可編程控制器是一種集工業(yè)自動化、機械、通信及電子計算機等高精尖電控技術(shù)于一體的新型綜合性電控技術(shù)，具有諸多技術(shù)上的時代超前性與技術(shù)優(yōu)勢性；最后，隨著我國科學(xué)信息技術(shù)水平的不斷穩(wěn)步發(fā)展、創(chuàng)新，工業(yè)產(chǎn)能的逐步增加與芯片技術(shù)的廣泛普及應(yīng)用程度顯著提高，微處理器與芯片相關(guān)技術(shù)的實際應(yīng)用成本、開發(fā)成本將會顯著降低，能發(fā)展成為被廣泛應(yīng)用的一種實用技術(shù)。

4 可編程控制器在電氣控制中的實際應(yīng)用

可編程控制器可對1 個或數(shù)個電氣對象設(shè)備進(jìn)行多個指令過程控制，從而對該對象設(shè)備的性能進(jìn)行完全自動化過程控制、設(shè)備安全保護(hù)、監(jiān)視與性能測量。在原子電氣工程與通用電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中，可編程自動控制器單元是一種常用的通用功能電子工程控制設(shè)備單元，其主要能通過控制計算機的可編程將控制工作程序直接鍵入控制設(shè)備的中央處理設(shè)備單元，使該處理設(shè)備在既定的工作程序下開始自動運行，從而實現(xiàn)設(shè)備運行時的自動控制。除此之外，電氣設(shè)備的生產(chǎn)使用過程需要同時考慮多種環(huán)境因素，因為其進(jìn)行設(shè)備自動控制與系統(tǒng)操作的技術(shù)難度較高?？傊?，為了能夠?qū)崿F(xiàn)所有電氣設(shè)備的系統(tǒng)運行自動可控且完全自動化，可應(yīng)用可編程控制器進(jìn)行系統(tǒng)自動化操作程序碼的編寫、鍵入，從而使所有電氣設(shè)備在既定的操作程序下實現(xiàn)設(shè)備運行的自動控制[4]。

5 可編程控制器的未來發(fā)展方向

隨著可編程控制器的不斷改進(jìn)與發(fā)展，其在人們的日常生活和各領(lǐng)域工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。例如，可編程智能控制器在建筑自動化新型樓宇機電照明控制系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)及其輸變電控制系統(tǒng)等遠(yuǎn)程控制方面均得到了有效應(yīng)用，不僅能夠?qū)@些新型樓宇機電系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行有效遠(yuǎn)程控制，而且能夠?qū)υ撓到y(tǒng)的所有功能狀態(tài)進(jìn)行嚴(yán)密遠(yuǎn)程監(jiān)察和實時檢測，除了能有效使樓宇機電設(shè)備生產(chǎn)能源利用的消耗成本顯著降低，還能夠大大提高樓宇機電設(shè)備生產(chǎn)投資的經(jīng)濟效益。在現(xiàn)代電子技術(shù)不斷快速發(fā)展的大背景下，電子產(chǎn)品發(fā)展呈現(xiàn)出多樣化的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，人們?nèi)粘Ｉ钪兴褂玫碾姳?、洗衣機及中央空調(diào)等均可以通過各種可編程電子控制器系統(tǒng)進(jìn)行自動控制。例如，自動洗衣機在日常運行過程中，可編程自動控制器系統(tǒng)能夠?qū)ψ詣酉匆聶C的啟動、進(jìn)水、清洗、脫水及自動排水等各功能過程進(jìn)行有效編程控制，以實現(xiàn)自動洗衣機的全過程自動化。在現(xiàn)代科學(xué)信息技術(shù)和通用電子產(chǎn)品不斷快速發(fā)展和技術(shù)不斷更新的時代，可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒏訌V闊，自動化質(zhì)量控制應(yīng)用程度也將不斷穩(wěn)步提高。

6 結(jié)束語

綜上所述，在現(xiàn)代化的工業(yè)背景下，實現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的全面自動機械化和完全電控化的自動化，是我國現(xiàn)代工業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)在今后相當(dāng)長一段時間內(nèi)的主要工業(yè)發(fā)展規(guī)劃方向和戰(zhàn)略目標(biāo)。為此，作為工業(yè)機械化工程技術(shù)和工業(yè)自動化工程技術(shù)發(fā)展中的一個核心組成要素——可編程控制器，將其廣泛應(yīng)用在我國電氣設(shè)備的工業(yè)自動化生產(chǎn)運行安全管理中，可以有效確保我國電氣設(shè)備在生產(chǎn)運行管理過程中的穩(wěn)定運行，從而加強我國電氣工業(yè)生產(chǎn)的安全管理。