PLC 技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

蔣嘉浩

（蘇州大學(xué)文正學(xué)院，江蘇 蘇州 215009）

0 引言

現(xiàn)階段,PLC 技術(shù)的迅速發(fā)展,在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)中得到深入性應(yīng)用,發(fā)揮著理想的應(yīng)用價(jià)值,同時(shí),電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)與PLC 技術(shù)均得以更新升級(jí),對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的功能也逐步趨于完善,運(yùn)行穩(wěn)定性提升且控制精度較為理想。 因此,對(duì)PLC 技術(shù)展開(kāi)研究具有極高的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

1 電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)中PLC 技術(shù)的主要應(yīng)用原則分析

在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)中,PLC 技術(shù)應(yīng)用所遵循的一般性原則主要集中在以下幾方面。

1.1 合理性原則

將PLC 技術(shù)引入電氣設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí),必須提前參考現(xiàn)實(shí),需要完成對(duì)合適PLC 設(shè)備的選用。 當(dāng)前,存在于市場(chǎng)中的PLC 設(shè)備具有明顯的多樣性特征,受到品牌、型號(hào)差異性的影響,在性能方面也有著較為明顯的不同。 在這樣的條件下,結(jié)合應(yīng)用場(chǎng)景以及現(xiàn)實(shí)控制需求的不同展開(kāi)對(duì)PLC 設(shè)備的合理選取引入具有可行性,這也是保證PLC 技術(shù)可以在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用價(jià)值最大程度發(fā)揮的前提條件。

1.2 最優(yōu)化原則

圍繞電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)的預(yù)設(shè)功能將編程落實(shí),并重視對(duì)相應(yīng)程序的持續(xù)性優(yōu)化,促使PLC 設(shè)備在實(shí)際控制的過(guò)程中所受的負(fù)擔(dān)下降,同時(shí)強(qiáng)化控制成效。

1.3 適應(yīng)性原則

對(duì)于電氣設(shè)備運(yùn)行環(huán)境來(lái)說(shuō),普遍存在著復(fù)雜性偏高的特征,因此出于對(duì)保證控制質(zhì)量的考量,在選用PLC 設(shè)備的過(guò)程中必須要確保其可以適應(yīng)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行環(huán)境。 實(shí)踐中,應(yīng)當(dāng)著重選擇在惡劣條件下依然可以長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定運(yùn)行的PLC 設(shè)備。 在此基礎(chǔ)上,還要定期展開(kāi)對(duì)PLC 設(shè)備的檢修,延長(zhǎng)其實(shí)際使用年限。

2 電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)中PLC 技術(shù)的具體應(yīng)用場(chǎng)景分析

2.1 程序編制場(chǎng)景中PLC 技術(shù)的應(yīng)用

在針對(duì)電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)展開(kāi)程序編制的過(guò)程中,PLC 技術(shù)的應(yīng)用更為常見(jiàn),以此促使對(duì)應(yīng)控制器的運(yùn)行與控制效率有所提升。 在PLC 技術(shù)的支持下,對(duì)電氣設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)施徹底清潔成為現(xiàn)實(shí),能夠提高系統(tǒng)運(yùn)行效率的同時(shí),使得運(yùn)行與控制成本下降。 基于此,應(yīng)當(dāng)加大對(duì)PLC 技術(shù)應(yīng)用的重視力度,依托基于PLC 技術(shù)的程序編制增強(qiáng)電氣設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。 需要注意的是,相關(guān)人員必須切實(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)傳感情況引入PLC 技術(shù),確保PLC 技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)最大程度的發(fā)揮。

2.2 開(kāi)關(guān)控制場(chǎng)景中PLC 技術(shù)的應(yīng)用

在當(dāng)前的電氣工程系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,原有的開(kāi)關(guān)控制模式不再適用,難以在電氣設(shè)備發(fā)生故障問(wèn)題后及時(shí)通過(guò)自動(dòng)化落實(shí)自我保護(hù)。 通過(guò)在開(kāi)關(guān)控制場(chǎng)景中引入PLC 技術(shù),則能夠達(dá)到緩解上述缺陷的效果。在實(shí)踐中,相關(guān)工作人員可以結(jié)合數(shù)碼編程控制斷電開(kāi)關(guān),促使電氣設(shè)備損耗下降,并同時(shí)延長(zhǎng)相應(yīng)電氣設(shè)備的使用年限；將繼電器替換為虛擬裝置,一旦電氣設(shè)備出現(xiàn)故障,系統(tǒng)能夠自動(dòng)將自我保護(hù)程序轉(zhuǎn)為啟動(dòng)狀態(tài),避免電氣設(shè)備出現(xiàn)更為嚴(yán)重的損壞［1］。

2.3 機(jī)床監(jiān)管場(chǎng)景中PLC 技術(shù)的應(yīng)用

基于PLC 技術(shù)的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)在當(dāng)前機(jī)床運(yùn)行控制與監(jiān)管中發(fā)揮著重要作用,能夠促使多軸聯(lián)動(dòng)成為現(xiàn)實(shí)。 特別是針對(duì)一些有著更高精度要求和復(fù)雜性工藝要求的機(jī)械加工場(chǎng)合,在當(dāng)前技術(shù)條件下,必須要應(yīng)用PLC 技術(shù),落實(shí)對(duì)機(jī)床運(yùn)行的控制與監(jiān)管。 實(shí)踐中,基于PLC 技術(shù)的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)中所有聯(lián)動(dòng)軸的運(yùn)行動(dòng)作均由前期設(shè)置的程序和參數(shù)完成指導(dǎo)與控制,保證機(jī)床所有動(dòng)作均維持在可控且達(dá)標(biāo)的狀態(tài)下。 通過(guò)引入PLC 技術(shù),促使對(duì)機(jī)床運(yùn)行的監(jiān)管轉(zhuǎn)入動(dòng)態(tài)化水平,即實(shí)時(shí)性監(jiān)管。 它可以確保在問(wèn)題發(fā)生初期及時(shí)做出反應(yīng)并報(bào)警,提示相關(guān)工作人員做出處理,并協(xié)助其解決現(xiàn)存問(wèn)題。 從這一角度來(lái)看,PLC 技術(shù)在維護(hù)機(jī)床動(dòng)作精確性、運(yùn)行穩(wěn)定性等方面發(fā)揮著極高的現(xiàn)實(shí)價(jià)值,機(jī)床控制監(jiān)管實(shí)效性有明顯提升,而相關(guān)工作人員的實(shí)際工作量卻表現(xiàn)出下降的狀態(tài),人員管理工作與實(shí)際生產(chǎn)效率均有所提高。

2.4 立體倉(cāng)庫(kù)場(chǎng)景中PLC 技術(shù)的應(yīng)用

通過(guò)將PLC 技術(shù)應(yīng)用于立體倉(cāng)庫(kù)中,可以在電氣自動(dòng)化控制模式的支持下對(duì)倉(cāng)庫(kù)物流實(shí)施更好地管理。 實(shí)踐過(guò)程中,相關(guān)人員利用PLC 技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)于立體倉(cāng)庫(kù)相關(guān)的數(shù)字信息的全面獲取,將數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為指令信息傳遞到不同的構(gòu)件中,對(duì)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)所有設(shè)施設(shè)備實(shí)施統(tǒng)一性管理。 在PLC 技術(shù)的支持下,流體倉(cāng)庫(kù)場(chǎng)景下的電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)所發(fā)出控制指令的精準(zhǔn)程度以及執(zhí)行實(shí)效性得到明顯提升,能夠驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)設(shè)施設(shè)備結(jié)合指令信息并準(zhǔn)確做出動(dòng)作,由此提升整個(gè)立體倉(cāng)庫(kù)管理控制工作的效率并提高整體質(zhì)量。

基于PLC 技術(shù)的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、立體貨架、控制臺(tái)、四自由度碼垛機(jī)等結(jié)構(gòu)構(gòu)成。 其中,對(duì)于控制系統(tǒng)而言,主要結(jié)構(gòu)為上位機(jī)S7-300 和下位機(jī)S7-200,并依托現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連接［2］。 對(duì)于計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)而言,主要利用下位機(jī)處理由傳感器采集得到的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),并在處理后傳遞至上位機(jī),結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的應(yīng)用,將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控機(jī)內(nèi),以此完成對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2.5 順序控制場(chǎng)景中PLC 技術(shù)的應(yīng)用

順序控制是目前電氣輔助系統(tǒng)中較為常用的一種控制方法,通過(guò)引入PLC 技術(shù),可以強(qiáng)化其環(huán)保性能,并同時(shí)提升對(duì)電氣設(shè)備的控制成效及其自動(dòng)化運(yùn)行水平［3］。 在實(shí)踐中,可以將原本設(shè)置在電氣輔助系統(tǒng)內(nèi)的繼電控制器件變更為PLC 設(shè)備,以此實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣輔助系統(tǒng)運(yùn)行流程的獨(dú)立性控制,配合計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,能夠收獲更為理想的控制成效。 通過(guò)在順序控制中引入PLC 技術(shù),原本的人力控制模式被迅速取代,進(jìn)一步推動(dòng)電氣設(shè)備控制的自動(dòng)化水平。

3 電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)中PLC 技術(shù)的應(yīng)用策略與趨勢(shì)展望

3.1 電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)中PLC 技術(shù)的應(yīng)用策略分析

3.1.1 切實(shí)參考電氣設(shè)備自動(dòng)化控制標(biāo)準(zhǔn)要求

繼續(xù)加大對(duì)PLC 技術(shù)的研究力度,在實(shí)踐中發(fā)覺(jué)并解決問(wèn)題,強(qiáng)化電氣設(shè)備自動(dòng)化控制效率。

3.1.2 持續(xù)強(qiáng)化對(duì)相關(guān)技術(shù)人員的教育培養(yǎng)

定期圍繞PLC 技術(shù)展開(kāi)專業(yè)教育培訓(xùn)活動(dòng),以工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、PLC 的結(jié)構(gòu)、工作原理、PLC 設(shè)備的選型、PLC 輸入輸出端的接線、PLC 的編程語(yǔ)言、PLC 軟元件的使用等方面入手展開(kāi)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)；安排受訓(xùn)人員組隊(duì)調(diào)試模擬產(chǎn)品,實(shí)操中遇到的問(wèn)題共同商議解決,促進(jìn)受訓(xùn)技術(shù)人員專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備的擴(kuò)充與實(shí)操能力的提升。

3.1.3 完善自動(dòng)化控制應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)定自動(dòng)化控制應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),保證相應(yīng)操作的規(guī)范性,切實(shí)提高自動(dòng)化控制效率。

3.1.4 搭建良好的通信機(jī)制

融合電氣自動(dòng)化控制與PLC 技術(shù),并在技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用單位之間搭建良好的通信機(jī)制,共同解決應(yīng)用問(wèn)題,提升電氣設(shè)備自動(dòng)化控制質(zhì)量。

3.2 電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)中PLC 技術(shù)的應(yīng)用趨勢(shì)分析

當(dāng)前,電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)與PLC 技術(shù)均得以更新升級(jí),從電氣設(shè)備控制的角度來(lái)看,相應(yīng)工作正逐步轉(zhuǎn)向自動(dòng)化完成,且對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的功能也逐步趨于完善,運(yùn)行穩(wěn)定性有較大提升且控制精度較為理想。隨著PLC 技術(shù)的不斷更新與發(fā)展,人機(jī)互動(dòng)界面的進(jìn)一步優(yōu)化,與通信設(shè)備的融合更為深入,確保對(duì)不同類型電氣設(shè)備的自動(dòng)化控制需求進(jìn)行全面滿足。 對(duì)基于大型電氣設(shè)備的控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō),可以參考設(shè)備使用目標(biāo)落實(shí)PLC 技術(shù)改造,而這也是當(dāng)前與未來(lái)電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)中PLC 技術(shù)的主流應(yīng)用趨勢(shì)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,PLC 技術(shù)在迅速發(fā)展,電氣設(shè)備自動(dòng)化控制在系統(tǒng)中得到深入性應(yīng)用,且發(fā)揮著理想的應(yīng)用價(jià)值。 在把握合理性、最優(yōu)化以及適應(yīng)性應(yīng)用原則的基礎(chǔ)上,積極將PLC 技術(shù)引入程序編制場(chǎng)景、開(kāi)關(guān)控制場(chǎng)景、機(jī)床監(jiān)管場(chǎng)景、立體倉(cāng)庫(kù)場(chǎng)景、順序控制場(chǎng)景中,并保證在應(yīng)用中切實(shí)參考電氣設(shè)備自動(dòng)化控制標(biāo)準(zhǔn)要求,持續(xù)強(qiáng)化對(duì)相關(guān)技術(shù)人員的教育培養(yǎng),實(shí)現(xiàn)PLC 技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的最大程度發(fā)揮,促進(jìn)電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)的技術(shù)升級(jí)。