PLC在工業(yè)電氣自動化中的應(yīng)用探析

肖楊

摘 要： PLC技術(shù)在工業(yè)電氣自動化生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，該技術(shù)不僅提高了工業(yè)生產(chǎn)效率，而且也推進了我國工業(yè)電氣自動化發(fā)展進程，對國民經(jīng)濟正增長起到積極的促進作用。因此，本文結(jié)合PLC技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，針對該技術(shù)在工業(yè)電氣自動化中的應(yīng)用實例展開論述。

關(guān)鍵詞：PLC;工業(yè)電氣自動化;應(yīng)用探析

1.PLC技術(shù)的工作原理

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，PLC的工作流程主要包括三個階段，即輸入采樣階段、用戶程序執(zhí)行階段以及輸出刷新階段。這三個階段統(tǒng)稱為一個掃描周期，當系統(tǒng)完成一個掃描周期后，再繼續(xù)重復以上三個階段，進而給工業(yè)電氣自動化系統(tǒng)提供了源源不動的動力支持。

1.1輸入采樣階段

這一階段類似于電子掃描儀的工作原理，即PLC系統(tǒng)以掃描的方式，讀取相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，同時，將這些信息存儲在I/O映象區(qū)所對應(yīng)的單元中。此時，即使輸入的數(shù)據(jù)信息發(fā)生變化，映象區(qū)中的數(shù)據(jù)信息也不會發(fā)生變化。值得注意的是，如果輸入系統(tǒng)的信號屬于脈沖信號，該信號的寬度不得小于一個掃描周期，這樣才能保證系統(tǒng)能夠讀取每一項數(shù)據(jù)信息[1]。

1.2用戶程序執(zhí)行階段

系統(tǒng)完成輸入采樣工作后，遵照自上而下的順序，對用戶的梯形圖程序進行掃描，掃描梯形圖時則按照從左至右、先上后下的順序進行，系統(tǒng)在掃描過程中自動完成邏輯運算步驟，結(jié)合運算結(jié)果，刷新該邏輯圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中相應(yīng)的狀態(tài)，或者刷新輸出線圈在I/O映象區(qū)中的對應(yīng)位狀態(tài)。在這一過程中，輸出點和軟設(shè)備在映象區(qū)與RAM存儲區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)發(fā)生變化的概率較大，而輸入點在映象區(qū)的狀態(tài)與數(shù)據(jù)信息不會發(fā)生任何變化。

1.3輸出刷新階段

這一階段主要是CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)相對應(yīng)的狀態(tài)與數(shù)據(jù)，刷新所有的輸出鎖存電路，再利用電路的傳輸功能驅(qū)動相對應(yīng)的外部設(shè)施，而完成一個掃描周期。

2.PLC在工業(yè)電氣自動化中的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1程序編寫簡單，集成功能強大

PLC技術(shù)采用的編程語言為簡單明了的梯形圖、邏輯圖以及語句表，即便沒有計算機基礎(chǔ)的工作人員也可以完成程序編寫過程，同時，在系統(tǒng)運行過程中，如果發(fā)現(xiàn)錯誤程序，工作人員可以隨時修改程序指令，無需拆卸系統(tǒng)硬件，便可以完成程序修改過程。此外，一臺小型的PLC設(shè)備當中包含數(shù)以千計的編號元器件，能夠編寫較為復雜的程序指令，與過去的繼電器相比，程序編寫功能得到進一步完善，而且過程管理也由過去的分散管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的集中管理模式，利于程序指令的統(tǒng)一調(diào)配與統(tǒng)一執(zhí)行。

2.2抗干擾能力強，系統(tǒng)調(diào)試工作量小

傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)采用了大量的固定繼電器，比如時間繼電器、中間繼電器，在系統(tǒng)運行過程中，繼電器觸點極易發(fā)生接觸不良等事故，進而引發(fā)系統(tǒng)運行故障，嚴重制約了工業(yè)生產(chǎn)進度。而PLC技術(shù)只需要借助于少量的硬件，接線可減少到傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的1/10到1/100，觸點不良事故的發(fā)生概率大幅降低。此外，PLC系統(tǒng)不需要借助于中間斷電器等元器件，減少了主控制柜設(shè)計、安裝、接線工作量，當系統(tǒng)運行出現(xiàn)問題時，終端操作人員只需要修改程序指令，就可以保證正常的工業(yè)生產(chǎn)狀態(tài)，系統(tǒng)的調(diào)試時間大大減少。

2.3硬件可選性多，維修工作量小

由于PLC系統(tǒng)配備的硬件元件較多，用戶可選空間較大，用戶可以結(jié)合產(chǎn)品性能與各項參數(shù)指標，科學合理的選擇硬件裝置，以滿足工業(yè)生產(chǎn)需要。此外，PLC系統(tǒng)具有強大的自診斷功能以及終端LED屏顯功能，操作人員通過終端顯示系統(tǒng)，對生產(chǎn)全過程進行監(jiān)督，如果設(shè)備出現(xiàn)故障，系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)光二極管能夠快速將故障信息反饋給終端操作人員，維修人員可以第一時間采取更換模塊的方式排除故障隱患，確保正常的生產(chǎn)過程不受影響。

3.PLC在工業(yè)電氣自動化中的應(yīng)用優(yōu)勢

3.1程序編寫簡單，集成功能強大PLC技術(shù)采用的編程語言為簡單明了的梯形圖、邏輯圖以及語句表，即便沒有計算機基礎(chǔ)的工作人員也可以完成程序編寫過程，同時，在系統(tǒng)運行過程中，如果發(fā)現(xiàn)錯誤程序，工作人員可以隨時修改程序指令，無需拆卸系統(tǒng)硬件，便可以完成程序修改過程。此外，一臺小型的PLC設(shè)備當中包含數(shù)以千計的編號元器件，能夠編寫較為復雜的程序指令，與過去的繼電器相比，程序編寫功能得到進一步完善，而且過程管理也由過去的分散管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的集中管理模式，利于程序指令的統(tǒng)一調(diào)配與統(tǒng)一執(zhí)行。

3.2抗干擾能力強，系統(tǒng)調(diào)試工作量小傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)采用了大量的固定繼電器，比如時間繼電器、中間繼電器，在系統(tǒng)運行過程中，繼電器觸點極易發(fā)生接觸不良等事故，進而引發(fā)系統(tǒng)運行故障，嚴重制約了工業(yè)生產(chǎn)進度。而PLC技術(shù)只需要借助于少量的硬件，接線可減少到傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的1/10到1/100，觸點不良事故的發(fā)生概率大幅降低。此外，PLC系統(tǒng)不需要借助于中間斷電器等元器件，減少了主控制柜設(shè)計、安裝、接線工作量，當系統(tǒng)運行出現(xiàn)問題時，終端操作人員只需要修改程序指令，就可以保證正常的工業(yè)生產(chǎn)狀態(tài)，系統(tǒng)的調(diào)試時間大大減少。

3.3硬件可選性多，維修工作量小由于PLC系統(tǒng)配備的硬件元件較多，用戶可選空間較大，用戶可以結(jié)合產(chǎn)品性能與各項參數(shù)指標，科學合理的選擇硬件裝置，以滿足工業(yè)生產(chǎn)需要。此外，PLC系統(tǒng)具有強大的自診斷功能以及終端LED屏顯功能，操作人員通過終端顯示系統(tǒng)，對生產(chǎn)全過程進行監(jiān)督，如果設(shè)備出現(xiàn)故障，系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)光二極管能夠快速將故障信息反饋給終端操作人員，維修人員可以第一時間采取更換模塊的方式排除故障隱患，確保正常的生產(chǎn)過程不受影響。

4.PLC技術(shù)在數(shù)控機床中的應(yīng)用策略

4.1加強技術(shù)引進水平，轉(zhuǎn)變管理意識

雖然PLC技術(shù)對于數(shù)控機床的重要性是不言而喻的，但是大部分工業(yè)建設(shè)中，還沒有完全對PLC技術(shù)進行應(yīng)用，尚處于試驗階段。而且由于PLC技術(shù)的開發(fā)相對復雜，有些規(guī)模不大的工業(yè)基地沒有引進完全高性能的PLC技術(shù)。針對這些情況，需要作出相關(guān)策略。首先，必須轉(zhuǎn)變PLC技術(shù)的意識，加強研究該技術(shù)的意識，在內(nèi)部成立研究團隊，對PLC技術(shù)進行專項研究，并逐步應(yīng)用于工業(yè)建設(shè)之中。另外，需要引進專項資金，保證PLC技術(shù)的投入，能夠最大限度的具備工作效果。另外，需要開發(fā)性的設(shè)計數(shù)控機床與PLC技術(shù)的應(yīng)用實踐，在準確的實踐過程中對數(shù)控機床的自身情況進行分析，從而利用PLC技術(shù)對數(shù)控機床進行調(diào)節(jié)。制定階段性計劃，以PLC技術(shù)的實用性為標準，逐步提高機床工作難度，并且對其他機床出現(xiàn)的問題進行研究。

4.2提高技術(shù)結(jié)合力度，促進技術(shù)創(chuàng)新能力

除了學會應(yīng)用PLC技術(shù)以外，還應(yīng)該脫離數(shù)控機床的范疇，對PLC技術(shù)的內(nèi)部功能進行仔細甄別與分析，分解其中的操作步驟，從而完成創(chuàng)新?？梢詫LC技術(shù)在不同的機床中反復實驗，并且將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與人工智能運用其中，逐步調(diào)節(jié)PLC的控制力度，進而發(fā)揮其高效性。因此，應(yīng)該結(jié)合眾多工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新團隊，將工業(yè)廠房與實踐基地結(jié)合，與相關(guān)工業(yè)企業(yè)達成實踐學習一體化渠道，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)運營的優(yōu)勢，對PLC技術(shù)進一步改良，提升PLC技術(shù)的效率。從而使PLC技術(shù)有更高的社會價值。

結(jié)束語

綜上所述，PLC技術(shù)在新時代發(fā)展過程中應(yīng)運而生，并且因為其對數(shù)控機床有效的控制能力被廣泛運用其中。為了提升PLC技術(shù)的有效性，在掌握PLC技術(shù)的基礎(chǔ)的同時，也應(yīng)該在實踐過程中完成其創(chuàng)新，從而使之具有良好的發(fā)展價值。本文對此進行了相應(yīng)的研究，提出了相關(guān)的策略，望予以重視。

參考文獻

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