PLC在電氣自動(dòng)控制中的應(yīng)用實(shí)踐

黃理瑯

（東莞市石鼓污水處理有限公司 廣東東莞 523000）

PLC是可編程控制器（Programmable Controller）的縮寫(xiě)，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。隨著科技的發(fā)展，PLC技術(shù)在自動(dòng)化行業(yè)中正在扮演著越來(lái)越重要的角色。PLC技術(shù)與自動(dòng)化控制的有機(jī)結(jié)合，能夠有效提高控制質(zhì)量，增加企業(yè)收益，減少系統(tǒng)投入預(yù)算。

1 PLC工作原理簡(jiǎn)述

PLC是由CPU、存儲(chǔ)器、I/O模塊、編程器等外部設(shè)備和電源所組成的，其中CPU是PLC的核心部分，作用類似于人體的神經(jīng)中樞；存儲(chǔ)器是存放系統(tǒng)工作程序（監(jiān)控程序）、模塊化應(yīng)用功能子程序、命令解釋、功能子程序的調(diào)用管理程序和系統(tǒng)參數(shù)；I/O模塊是接口電路、I/O映像存儲(chǔ)器；編程器等外部設(shè)備用于用戶程序的編制、編輯、調(diào)試、檢查和監(jiān)視；電源則是提供穩(wěn)定電源，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。

PLC的工作原理可概括為“循環(huán)掃描”。當(dāng)PLC系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)，工作過(guò)程可分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新。每完成三個(gè)階段便視作一個(gè)掃描周期。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，CPU持續(xù)完場(chǎng)周期工作。比如：在PLC程序中，內(nèi)部條件滿足后，會(huì)使一條線路上的繼電器線圈輸出為“1”，如果你的PLC選用的是24V輸出，那么對(duì)應(yīng)這個(gè)虛擬線圈的PLC輸出模塊中的一個(gè)輸出點(diǎn)（一般一個(gè)DO模塊會(huì)有16個(gè)輸出點(diǎn)）就會(huì)輸出24VDC。這個(gè)24V可以連接24V線圈電壓的繼電器，于是這個(gè)繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。如果這個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)的兩段分別接有220V和一個(gè)燈泡，而燈泡的另一端接220V的零線，常開(kāi)觸點(diǎn)的閉合會(huì)使燈泡電路接通，燈就亮了。同理，燈泡換成其他設(shè)備，而這些設(shè)備動(dòng)作的條件就是你PLC內(nèi)部程序設(shè)定的條件。

2 PLC技術(shù)特點(diǎn)

（1）系統(tǒng)組成簡(jiǎn)便，擴(kuò)展容易，以開(kāi)關(guān)量控制為其特長(zhǎng)；能夠持續(xù)進(jìn)行PID回路控制；并能與上位機(jī)構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的綜合自動(dòng)化。

（2）使用方便，編程簡(jiǎn)單，采用簡(jiǎn)明的梯形圖、邏輯圖或語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言，系統(tǒng)調(diào)試方便。另外，可進(jìn)行在線修改，在不拆動(dòng)硬件的前提下能進(jìn)行控制方案的修改工作。

（3）適應(yīng)性強(qiáng)，具有較強(qiáng)的抗干擾性，可靠性強(qiáng)。PLC技術(shù)開(kāi)關(guān)是由無(wú)觸點(diǎn)電子存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)的，使用周期長(zhǎng)，一般PLC系統(tǒng)可連續(xù)使用5萬(wàn)h左右。PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，能適應(yīng)有各種強(qiáng)烈干擾的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，并具有故障自診斷能力。

（4）PLC不需單獨(dú)空間進(jìn)行存放，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/O端相連接，即可投入運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。

3 PLC在電氣自動(dòng)控制中的應(yīng)實(shí)際用

在當(dāng)今的工業(yè)界，只要涉及控制的地方，都離不開(kāi)PLC技術(shù)。可大概分為兩個(gè)領(lǐng)域：①為單機(jī)控制為主的一切設(shè)備自動(dòng)化領(lǐng)域，比如：包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、紡織機(jī)械、注塑機(jī)械等；②為過(guò)程控制為主的流程自動(dòng)化行業(yè)，比如污水處理、自來(lái)水處理、樓宇控制、火電主控等。

3.1 PLC在火電中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)火電控制中，一般是通過(guò)儀表來(lái)完成的，控制效果較差，控制中經(jīng)常出現(xiàn)參數(shù)異常，使火電系統(tǒng)運(yùn)行缺少穩(wěn)定性。隨著PLC技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，使得火電系統(tǒng)控制取得長(zhǎng)足進(jìn)步。PLC具有操作簡(jiǎn)單、安裝方便、及時(shí)維修等特點(diǎn)，使得PLC在水系循環(huán)統(tǒng)、氣系統(tǒng)、組態(tài)系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)中都有所涉及。此外，還能有效減少人工工作量，提升控制效率。

3.2 PLC在交通中的應(yīng)用

隨著人們生活水平的提升，汽車已經(jīng)是生活必須品，但隨之而來(lái)的交通問(wèn)題也是人們?cè)絹?lái)越關(guān)注的焦點(diǎn)。其中提高對(duì)信號(hào)燈的控制是有效緩解交通問(wèn)題的手段之一。傳統(tǒng)信號(hào)燈是通過(guò)繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的，其發(fā)生故障概率較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便于維修。將PLC應(yīng)用到信號(hào)燈控制系統(tǒng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制功能，能對(duì)行車路線進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控。如果在車輛正常行駛中出現(xiàn)交通擁擠現(xiàn)象，監(jiān)控系統(tǒng)能對(duì)擁堵路面進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并收集相關(guān)信息，將信息通過(guò)交通系統(tǒng)傳輸?shù)接嘘P(guān)部門(mén)，進(jìn)而開(kāi)展行之有效的解決方案。在處理問(wèn)題的過(guò)程中，PLC將傳輸與監(jiān)控技術(shù)緊密聯(lián)系起來(lái)，及時(shí)、快速的對(duì)擁堵路面進(jìn)行處理，有效緩解交通，較少交通事故的發(fā)生，確保群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。

3.3 PLC在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床中所用的PLC可分為兩類：一類是專為實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床順序控制而設(shè)計(jì)制造的內(nèi)裝型PLC（built-in Type）。另一類是實(shí)現(xiàn)I/O技術(shù)規(guī)范，I/O出點(diǎn)數(shù)、程序存儲(chǔ)容量以及運(yùn)算和控制功能等均能滿足數(shù)控機(jī)床控制要求的獨(dú)立型PLC（Stand-alone Type）。將PLC應(yīng)用到數(shù)控機(jī)床中，能夠使機(jī)床實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)檢測(cè)功能，提升系統(tǒng)安全運(yùn)行效率，進(jìn)一步將系統(tǒng)進(jìn)行拓展，使數(shù)控機(jī)床操作更加靈活。在數(shù)控機(jī)床中引進(jìn)PLC處理器，還能提升系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性，由于PLC便于維護(hù)的特點(diǎn)，還能減少數(shù)控機(jī)床日常維護(hù)費(fèi)用。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著PLC在電氣自動(dòng)控制中的應(yīng)用，能夠有效改善傳統(tǒng)工藝中自動(dòng)控制性能較差的問(wèn)題，對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程在的物力、財(cái)力都有很好把控。能夠提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，增加安全性。PLC雖然在各行各業(yè)都有廣泛應(yīng)用，但其中還是存在一些不足，對(duì)自動(dòng)控制質(zhì)量帶來(lái)影響。因此，在以后的發(fā)展中，要不斷完善PLC技術(shù)，使其發(fā)揮更好的作用。

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