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

高利強(qiáng)

【摘 要】在以往的電氣設(shè)備自動(dòng)化控制過(guò)程中，電氣的控制通常是采用連接線(xiàn)的形式實(shí)現(xiàn)的，但是由于這些連接線(xiàn)的維護(hù)工作耗時(shí)巨大，并且很難保證電氣設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量，尤其是在較長(zhǎng)的復(fù)雜線(xiàn)路中就更是顯得捉襟見(jiàn)肘，給電氣線(xiàn)路的維護(hù)帶來(lái)了很大的困難。本文主要從PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的應(yīng)用入手，通過(guò)對(duì)PLC技術(shù)的相關(guān)理論知識(shí)的介紹，了解PLC在電氣設(shè)備自動(dòng)化中的應(yīng)用，并且結(jié)合相關(guān)理論和工程實(shí)踐對(duì)其將來(lái)的發(fā)展前景做出預(yù)測(cè)。

【關(guān) 鍵 詞】 PLC技術(shù)；電氣設(shè)備自動(dòng)化控制；應(yīng)用

【中圖分類(lèi)號(hào)】S972.7+4【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1672-5158（2013）07-0243-01

1.引言

PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，這主要是得益于傳統(tǒng)的電氣控制技術(shù)的一些不足。PLC技術(shù)的運(yùn)用有效的克服了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)使用復(fù)雜、維護(hù)檢修復(fù)雜的缺點(diǎn)給電氣設(shè)備的自動(dòng)化控制帶來(lái)了新的發(fā)展，是電氣設(shè)備自動(dòng)化控制的復(fù)雜度大大的降低，減小了人力物力的消耗，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。也正是由于PLC技術(shù)的大規(guī)模投入應(yīng)用，才使得一些行業(yè)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，大幅度的降低了對(duì)資源的消耗，提高了生產(chǎn)效率，因此，可以說(shuō)，PLC技術(shù)為現(xiàn)代化建設(shè)做出了不可忽視的貢獻(xiàn)。

2.PLC技術(shù)理論

國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）于1987年頒布了可編程控制器的標(biāo)準(zhǔn)及其定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的命令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充功能的原則。

PLC技術(shù)具有以下主要特點(diǎn)（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。為保證PLC能在工業(yè)環(huán)境下可靠工作，在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中采取了一系列硬件和軟件的抗干擾措施，主要有以下幾個(gè)方面：①隔離，這是抗干擾的主要措施之一。PLC的輸入、輸出接口電路一般采用光電耦合器來(lái)傳遞信號(hào)，這種光電隔離措施，使外部電路與內(nèi)部電路之間避免了電的聯(lián)系，可有效地抑制外部干擾源對(duì)PLC的影響，同時(shí)防止外部高電壓竄人，減少故障和誤動(dòng)作。②濾波，這是抗干擾的另一個(gè)主要措施。在PLC的電源電路和輸入、輸出電路中設(shè)置了多種濾波電路，用以對(duì)高頻干擾信號(hào)進(jìn)行有效抑制。③對(duì)PLC的內(nèi)部電源還采取了屏蔽、穩(wěn)壓、保護(hù)等措施，以減少外界干擾，保證供電質(zhì)量。另外使輸入/輸出接口電路的電源彼此獨(dú)立，以免電源之間的干擾。（2）功能完善，擴(kuò)充方便，組合靈活，實(shí)用性強(qiáng)?，F(xiàn)代PLC所具有的功能及其各種擴(kuò)展單元、智能單元和特殊功能模塊，可以方便、靈活地組成不同規(guī)模和要求的控制系統(tǒng)，以適應(yīng)各種工業(yè)控制的需要。（3）編程簡(jiǎn)單，使用方便，控制程序可變，具有很好的柔性。PLC繼承了傳統(tǒng)繼電器控制電路的讀圖習(xí)慣，采用面向控制過(guò)程和操作者的“自然語(yǔ)言”。（4）體積小，重量輕，功耗低。由于PLC是專(zhuān)為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的，其結(jié)構(gòu)緊密、堅(jiān)固、體積小巧，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。（5）安裝簡(jiǎn)單，維修方便PLC不需要專(zhuān)門(mén)的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/0端相連接，寫(xiě)入PLC的應(yīng)用程序即可投入運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶(hù)了解運(yùn)行情況和查找故障。PLC還有強(qiáng)大的自檢功能，可進(jìn)行自診斷。其結(jié)果可自動(dòng)記錄，這為它的維修增加了透明度，提供了方便。（6）環(huán)境要求低，適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境PLC的技術(shù)條件能在一般高溫、振動(dòng)、沖擊和粉塵等惡劣的環(huán)境下工作，能在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下可靠工作。這是PLC產(chǎn)品的市場(chǎng)生存價(jià)值。（7）易學(xué)易用PLC是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備，接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。

3.PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

3.1PLC技術(shù)在順序控制中的應(yīng)用

順利控制大量應(yīng)用與生產(chǎn)企業(yè)的控制系統(tǒng)，主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)于相關(guān)的電氣設(shè)備的順序控制，例如在鋼鐵生產(chǎn)、火力發(fā)電、機(jī)械制造等眾多的子系統(tǒng)中都是運(yùn)用了順序控制的方式。以輸煤系統(tǒng)的順序控制系統(tǒng)為例進(jìn)行分析。眾所周知，輸煤控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平直接關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)效率以及煤炭資源的利用率問(wèn)題，通常情況下，順序控制系統(tǒng)做的越好，就會(huì)使得煤炭在輸送中的效率越高，從根本上提高生產(chǎn)效率。目前的輸煤系統(tǒng)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了PLC技術(shù)的應(yīng)用，這對(duì)于提高生產(chǎn)效率的效果是很顯著的，同時(shí)能夠有效的減少企業(yè)對(duì)于生產(chǎn)操作人員的需求，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，增加企業(yè)的利潤(rùn)率。而且PLC技術(shù)的投入可以使得大量的生產(chǎn)流程實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守生產(chǎn)，這也有利于提高企業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性、降低企業(yè)對(duì)于人員的依賴(lài)，加快企業(yè)的現(xiàn)代化步伐。

3.2在開(kāi)關(guān)量控制中的應(yīng)用

根據(jù)對(duì)PLC技術(shù)的分析，其實(shí)質(zhì)是通過(guò)定義虛擬繼電器來(lái)取代機(jī)械繼電器，并且可以忽略其系統(tǒng)反映時(shí)間，其返回值也是無(wú)關(guān)緊要，因此PLC技術(shù)在開(kāi)關(guān)量控制中具有很高的實(shí)用價(jià)值。例如在常用的斷路器電路系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的斷路器大都是采用機(jī)械繼電器進(jìn)行控制，需要較長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間，對(duì)于控制信息不能做到準(zhǔn)確及時(shí)的傳遞。然而在PLC技術(shù)在斷路器中應(yīng)用以后，就會(huì)立即改善系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間，可以對(duì)系統(tǒng)的信息做到及時(shí)的相應(yīng)，加快系統(tǒng)的反映速度，提高電氣設(shè)備的自動(dòng)化控制水平，提高系統(tǒng)的可靠性，降低對(duì)電氣設(shè)備的損壞。

3.3 PLC技術(shù)應(yīng)用前景

目前PLC的應(yīng)用主要是在較低頻率下，這主要是由于目前的PLC工藝等原因的影響，使得PLC缺乏一定的抗干擾能力，當(dāng)PLC應(yīng)用在復(fù)雜電磁環(huán)境時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)信息的錯(cuò)誤，影響系統(tǒng)的可靠性，妨礙正常的生產(chǎn)過(guò)程，甚至可能造成重大的經(jīng)濟(jì)損失，因此在未來(lái)的PLC技術(shù)中要加強(qiáng)對(duì)PLC技術(shù)可靠性的研究，加大其在復(fù)雜電磁環(huán)境中的應(yīng)用研究，增強(qiáng)其抗干擾的能力，同時(shí)在PLC的應(yīng)用中要加強(qiáng)對(duì)于系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)、安裝過(guò)程中的研究，盡最大可能降低環(huán)境對(duì)于PLC的影響，提高系統(tǒng)的可靠性能，將外界因素對(duì)于系統(tǒng)的影響降低到最小。而且PLC技術(shù)的應(yīng)用也需要借鑒其他一些成熟技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合PLC技術(shù)的特點(diǎn)及優(yōu)化進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈蘸蛯W(xué)習(xí)，加快推進(jìn)PLC技術(shù)在電氣控制領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用，從根本上提高企業(yè)生產(chǎn)效率，降低能源資源消耗。

4.結(jié)束語(yǔ)

本文介紹的PLC技術(shù)是目前電氣控制領(lǐng)域較先進(jìn)的技術(shù)，由于它的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，能夠有效的解決傳統(tǒng)控制方式存在的問(wèn)題，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，減少能源資源消耗，起到加快建設(shè)“資源節(jié)約型”社會(huì)的目標(biāo)。但是由于PLC技術(shù)本身也存在著一些技術(shù)瓶頸有待克服，因此在今后的PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制領(lǐng)域的研究中要加強(qiáng)對(duì)于PLC技術(shù)應(yīng)用可靠性和在復(fù)雜的電磁環(huán)境中應(yīng)用的研究，以期更好的實(shí)現(xiàn)PLC技術(shù)的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉光啟，周亞夫.PLC技術(shù)及應(yīng)用[M].浙江大學(xué)出版社，2008

[2] 衛(wèi)峰，牧運(yùn)華.PLC在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的應(yīng)用[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2012

[3] 葉曉輝.PLC在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展前景概述[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2009