淺談PLC在自動化中的應(yīng)用

蔡敬權(quán)

摘 要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)不斷更新與進(jìn)步，為工業(yè)化發(fā)展提供了可靠的技術(shù)保障，而在大量科學(xué)技術(shù)支持下，尤其是信息時代的到來，為工業(yè)化發(fā)展創(chuàng)造了良好的環(huán)境與條件。本文主要針對PLC的工作原理進(jìn)行分析，并提出PLC在電氣自動化中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：PLC；工作原理；可編程；控制器；控制

PLC技術(shù)無論是在可靠性還是在穩(wěn)定性方面，都具有很大的優(yōu)勢，因此在電氣工程上，PLC有很廣泛的應(yīng)用，此外，在應(yīng)用過程中，對于這項技術(shù)也的發(fā)展和進(jìn)步也有推動作用，在很多應(yīng)用中引入了先進(jìn)的理念，使PLC技術(shù)在原有的基礎(chǔ)上取得了很大的進(jìn)步。因此，PLC技術(shù)是隨著時代的發(fā)展而不斷進(jìn)步的，其穩(wěn)定可靠的特性也在進(jìn)一步鞏固，在未來PLC技術(shù)一定會發(fā)展到一個新的高度。

1 PLC的工作原理概述

PLC的簡稱為可變成控制器，其主要的工作原理為通過中央處理器，將計算機(jī)以及自動控制等比較先進(jìn)的技術(shù)結(jié)合發(fā)展的工業(yè)控制器，現(xiàn)階段內(nèi)，其所具有的特點為較廣的使用面，強(qiáng)大的功能以及方便的操作方式，可以說現(xiàn)階段內(nèi)PLC已經(jīng)成為了工業(yè)自動化主要的支柱之一。

第一個步驟，輸入采樣。在這個步驟當(dāng)中，可編程控制器讀取采樣數(shù)據(jù)主要通過掃描的方式，然后利用輸入I/O輸出映像區(qū)中所對應(yīng)的單元對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。在數(shù)據(jù)采樣被輸入之后，繼續(xù)執(zhí)行輸出刷新操作對轉(zhuǎn)入用戶程序。在這個階段中，即使輸入的數(shù)據(jù)狀態(tài)發(fā)生了變化，輸入I/O輸出映像區(qū)中的處理單元所接收的數(shù)據(jù)也不會被改變。所以，如果以脈沖信號的形式輸入，要求該信號所具有的寬度要比一個掃描周期大。

第二個步驟，程序執(zhí)行。在用戶程序進(jìn)行到操作時期階段時，PLC不光具有從始至終對使用客戶進(jìn)行程序掃描的功能，同時對于每一條梯形圖在進(jìn)行掃描的時候，也是根據(jù)先上后下或者是先左后右的邏輯所進(jìn)行的運(yùn)行的，也就是先掃描梯形圖的左邊控制線，所得到的邏輯運(yùn)行結(jié)構(gòu)，就會在RAM存儲區(qū)內(nèi)刷新出邏輯線圈，或者是在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位置上刷出輸出線圈。

第三個步驟，系統(tǒng)輸出刷新。在這一階段所要完成的操作是可編程控制器在執(zhí)行完用戶程序之后的刷新。在刷新過程中，系統(tǒng)的中央處理器會根據(jù)輸入I/O輸出映像中相應(yīng)的狀態(tài)和前一階段輸入的數(shù)據(jù)來進(jìn)行鎖存電路，再完成對其他外設(shè)的驅(qū)動。這一過程中的輸出，才是可編程控制器真正要完成的任務(wù)。

2 PLC在電氣自動化控制中的應(yīng)用

可編程邏輯控制器PLC有著很強(qiáng)的抗干擾能力，應(yīng)用范圍及其廣泛。在我國的自動控制工業(yè)中有著較多的應(yīng)用。隨著社會的發(fā)展和科技的進(jìn)步，人們對于工業(yè)產(chǎn)品的自動化程度和科技含量的要求越來越高，因此可編程邏輯控制器的發(fā)展空間進(jìn)一步的擴(kuò)大。

2.1 順序控制

順序控制與開關(guān)量控制是電力自動化輔助系統(tǒng)的主要工藝控制方式，降耗增效是該行業(yè)生產(chǎn)隨著節(jié)能減排要求的提高而越加關(guān)注的重點，所以對生產(chǎn)過程中的自動控制水平的要求也不斷提高。PLC取代繼電控制器而在電力自動化輔助系統(tǒng)的控制方面發(fā)揮重要作用，不僅實現(xiàn)了對單獨(dú)工藝流程的控制，而且在通信總線連接與信息模塊的協(xié)調(diào)配合下，還可以實現(xiàn)對全長生產(chǎn)工作的協(xié)調(diào)與控制。而電力自動化系統(tǒng)從人力控制到強(qiáng)電控制，最后在計算機(jī)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的支持下，實現(xiàn)了現(xiàn)在的自動化控制，輸煤系統(tǒng)的控制系統(tǒng)決定其系統(tǒng)優(yōu)劣，進(jìn)而嚴(yán)重影響著電力自動化的應(yīng)用效果。

2.2 模擬量控制

PLC根據(jù)控制對象的不同特點和要求，通過多種功能模塊組合而成的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對系統(tǒng)的準(zhǔn)確控制。其功能模塊可以靈活組合，這些模塊主要包括位置控制模塊、主機(jī)模塊、模擬量控制模塊、通訊模塊等。PLC的模擬量控制，可以有效提高系統(tǒng)過程控制的準(zhǔn)確性和精度，對工藝生產(chǎn)過程中連續(xù)變化的溫度、壓力、電流等當(dāng)前的模擬量和要求量進(jìn)行分析，從而得出準(zhǔn)確的開關(guān)量，讓系統(tǒng)按照要求的參數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)。在很多工藝生產(chǎn)過程中，完成傳統(tǒng)儀表控制難以做到的。在很多工藝過程，尤其在熱處理過程中，PLC模擬量控制起到了巨大作用。

2.3 數(shù)據(jù)處理、邏輯參數(shù)的分析

在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中有效的使用自動化系統(tǒng)對作業(yè)過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行管理與控制已經(jīng)成為了普遍的現(xiàn)象，不過對PLC的數(shù)據(jù)處理技術(shù)仍有許多不足之處。PLC的自動控制大體上已經(jīng)超越了原有的數(shù)據(jù)的分析與處理的系統(tǒng)，所以能夠極短的時間完成好信息數(shù)據(jù)的采集、分析與總結(jié)各方面的處理。對于邏輯參數(shù)方面而言，PLC在工業(yè)自動化生產(chǎn)中的控制大多數(shù)是在開關(guān)量的控制；這是得力于其控制方法的簡單便捷、安全可靠性的良好和控制的速度快等優(yōu)勢增加了軟觸點，進(jìn)一步使我國現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的質(zhì)量得到提高，大大降低了工業(yè)生產(chǎn)的成本。

3 PLC工業(yè)應(yīng)用注意事項及抗干擾設(shè)計

要做到PLC工業(yè)應(yīng)用的合理以及安全穩(wěn)定，那么對其在應(yīng)用之中注意事項以及抗干擾的設(shè)計也應(yīng)該加以重視，下面就是對這兩方面的具體分析：

其一，PLC應(yīng)用注意事項。在當(dāng)前我國的工業(yè)自動化的控制應(yīng)用中，對PLC而言，其首先就是要注意溫度，具體而言就是其要求環(huán)境溫度在0℃～55℃之間防止太陽光直射等。其次，也就是要求空氣濕度應(yīng)該保持在85%以內(nèi)的范圍之內(nèi)，而且要做到不能有凝露，從而達(dá)到確保PLC絕緣性的目的。最后，也就是PLC所處的空氣應(yīng)防止氯化氫與硫化氫等腐蝕易燃?xì)怏w存在，不合格的要安裝空氣凈化設(shè)施。

其二，抗干擾的設(shè)計。PLC控制系統(tǒng)在運(yùn)算或控制時，在電氣設(shè)備實現(xiàn)自動化生產(chǎn)的過程中，如果外界環(huán)境過于惡劣或者周邊具有非常強(qiáng)烈的磁場，那么PLC技術(shù)就會出現(xiàn)誤差，這就不利于整個生產(chǎn)的質(zhì)量，無法保證生產(chǎn)工作有序的進(jìn)行。因此，隨著社會的發(fā)展，PLC技術(shù)必須要隨著新技術(shù)、新設(shè)備的發(fā)展而不斷趨于穩(wěn)定，提高其抗干擾能力。使其不僅能夠在惡劣的環(huán)境下或者受到磁場干擾的情況下能夠正常生產(chǎn)，還能夠避免在設(shè)計、安裝與使用過程中出現(xiàn)各種不良現(xiàn)象。

結(jié)束語

工業(yè)電氣自動化在發(fā)展過程中不斷的進(jìn)行改變，同時在技術(shù)應(yīng)用上也在不斷進(jìn)行改進(jìn)，PLC控制系統(tǒng)在電氣自動化中應(yīng)用在功能方面得到了提高，同時在使用的時候可靠性也得到了提高。PLC控制系統(tǒng)在環(huán)境適應(yīng)能力方面是非常強(qiáng)的，同時在編程方面也是非常簡單的，這樣在使用上也是非常方便的，同時PLC控制系統(tǒng)在重量上也是非常輕的，在能耗方面也是非常少的，這些優(yōu)點都使得PLC控制系統(tǒng)在應(yīng)用范圍上是非常廣的，已經(jīng)慢慢成為了工業(yè)自動化發(fā)展的重要標(biāo)志。

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