PLC在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用探究

熊太友

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電氣自動(dòng)化設(shè)備在我國(guó)各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的背景下，我國(guó)邁向了數(shù)字時(shí)代，PLC控制系統(tǒng)也逐漸引起了相關(guān)企業(yè)的廣泛關(guān)注?；诖耍疚氖紫葘?duì)PLC控制系統(tǒng)的概念進(jìn)行闡述，然后對(duì)電氣自動(dòng)化中PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析，最后對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備中PLC控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用進(jìn)行探討，希望為相關(guān)人士提供有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞：PLC控制系統(tǒng)；電氣自動(dòng)化；應(yīng)用探究

中圖分類號(hào)：S78 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）21-0047-02

電氣自動(dòng)化與人們的生活、工業(yè)的生產(chǎn)都具有密切的聯(lián)系，現(xiàn)已得到了飛速的發(fā)展，成為我國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)不可或缺的一部分，廣泛應(yīng)用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防等領(lǐng)域，掌握著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈。PLC控制系統(tǒng)對(duì)電氣自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了強(qiáng)化，是目前我國(guó)最為先進(jìn)的一種科學(xué)技術(shù)之一，這種技術(shù)的使用增強(qiáng)了電氣自動(dòng)化設(shè)備的穩(wěn)定性能，并且操作起來(lái)簡(jiǎn)單方便，可以使我國(guó)電氣自動(dòng)化設(shè)備朝著科學(xué)化、規(guī)范化的方向發(fā)展。由此可見(jiàn)，對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備中PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行探討具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 PLC控制系統(tǒng)的內(nèi)涵

PLC英文名為Programmable Logic Controller，PLC控制系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是一種可編程控制器，這種系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)傳統(tǒng)的繼電器控制裝置進(jìn)行了取代，目前我國(guó)PLC控制系統(tǒng)的功能正在不斷完善，例如，在開關(guān)量處理的基本功能基礎(chǔ)上，逐漸增加了模擬量處理與運(yùn)用控制功能。PLC的硬件結(jié)構(gòu)與微型計(jì)算機(jī)一致，其組成部分有很多，例如，中央處理單元、程序存儲(chǔ)器、電源等。中央處理單元也被稱為CPU，這一組成部分是PLC控制系統(tǒng)的中樞，它以PLC控制系統(tǒng)所賦予的功能為基礎(chǔ)，對(duì)用戶程序和相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并且可以對(duì)電源、存儲(chǔ)器等狀態(tài)進(jìn)行檢查，在PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，中央處理系統(tǒng)首先對(duì)輸入裝置的數(shù)據(jù)和狀態(tài)以掃描的方式進(jìn)行接收，且存入相應(yīng)的位置。之后，中央處理系統(tǒng)再將用戶程序從程序存儲(chǔ)器中提取出來(lái)進(jìn)行逐條的讀取，并且通過(guò)相應(yīng)的指令將其以一定的邏輯進(jìn)行編寫，并且傳入到數(shù)據(jù)寄存器中，在所有的數(shù)據(jù)執(zhí)行完畢之后，再將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)至輸出裝置，進(jìn)行無(wú)限循環(huán)，一直到運(yùn)行停止[1]。

程序存儲(chǔ)器主要指的是在系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件中存放的儲(chǔ)存裝置。電源對(duì)整個(gè)PLC控制系統(tǒng)具有重要的作用，沒(méi)有電源，PLC控制系統(tǒng)就無(wú)法進(jìn)行啟動(dòng)，因此相應(yīng)的PLC制造商對(duì)于電源的設(shè)計(jì)十分重視，一般在電源的設(shè)計(jì)上要對(duì)其電壓的波動(dòng)范圍進(jìn)行控制，盡量使交流電壓控制±10%和±15%的范圍內(nèi)，±10%與±15%主要是指誤差在加減百分之十或加減百分之十五范圍，因?yàn)橐话汶妷憾继幱谶@個(gè)波動(dòng)范圍，所以可以不采取其它措施直接連接[1]。

PLC工作原理主要包括輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出更新這三個(gè)環(huán)節(jié)。輸入采樣階段就是PLC控制系統(tǒng)將輸入的狀態(tài)和數(shù)據(jù)以掃描的方式進(jìn)行讀入，之后就到了用戶執(zhí)行階段這一環(huán)節(jié)，在用戶執(zhí)行的階段，只有輸入點(diǎn)處于I/O映象區(qū)內(nèi)時(shí)，所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)與狀態(tài)才不會(huì)變化，而處于其它位置的數(shù)據(jù)與狀態(tài)都在隨時(shí)的發(fā)生變化。用戶執(zhí)行階段PLC控制系統(tǒng)通常對(duì)用戶程序進(jìn)行自上而下、從左到右的順序掃描[2]。最后一個(gè)環(huán)節(jié)是輸出更新環(huán)節(jié)，主要是驗(yàn)收輸出點(diǎn)的觸點(diǎn)情況，這一過(guò)程中，同樣的梯形圖在排列次序上都具有較大的差異，這種差異就會(huì)出現(xiàn)不同的執(zhí)行結(jié)果，除此之外，用戶掃描的結(jié)果與繼電器控制裝置邏輯運(yùn)行結(jié)果也各不相同，但是將掃描周期忽略之后，二者之間就不具有明顯的差異性[2]。

2 PLC控制系統(tǒng)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

將PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用在自動(dòng)化的設(shè)備中，可以對(duì)數(shù)據(jù)采集和控制這兩大環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，有效的提高了機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行效果。與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置相比，PLC控制系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，其中具體的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾方面。首先，PLC控制系統(tǒng)的反應(yīng)速度更快，在速度方面可以取得理想的效果，有效的解決繼電保護(hù)設(shè)備的延誤問(wèn)題，進(jìn)而為電氣自動(dòng)化設(shè)備的安全運(yùn)行提供了重要的保障[3]?，F(xiàn)階段我國(guó)對(duì)于電氣自動(dòng)化的運(yùn)行要求逐漸提高，任何安全隱患都可能造成系統(tǒng)的整體癱瘓，而PLC控制系統(tǒng)的反應(yīng)速度較高，符合我國(guó)電氣自動(dòng)化設(shè)備中高反應(yīng)速度的要求[3]。

其次，PLC控制系統(tǒng)具有較高的安全性能，由于電氣自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境較差，經(jīng)常受到各類因素的干擾，而將PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用在電氣自動(dòng)化設(shè)備中，可以有效的對(duì)環(huán)境中所存在的威脅因素與進(jìn)行預(yù)防，進(jìn)而有效地提高電氣自動(dòng)化的安全性能，為電氣自動(dòng)化設(shè)備的安全運(yùn)行提供保障。

最后，將PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用在電氣自動(dòng)化設(shè)備中可以對(duì)操作進(jìn)行簡(jiǎn)化，PLC控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的繼電器裝置相比，運(yùn)用了先進(jìn)的智能化技術(shù)，這種智能化技術(shù)就可以對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備的操作進(jìn)行簡(jiǎn)化，對(duì)其復(fù)雜的流程進(jìn)行優(yōu)化，這樣就會(huì)在一定程度上緩解管理與控制的難度。除此之外，PLC控制系統(tǒng)在維修方面也較為便利，這就在一定程度上緩解了運(yùn)維人員的工作壓力，在故障發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)故障出現(xiàn)的位置對(duì)其產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，并且通過(guò)模塊的更換對(duì)故障進(jìn)行處理。

3 PLC控制系統(tǒng)在電氣自動(dòng)化中的具體應(yīng)用

3.1 開關(guān)控制方面的應(yīng)用

開關(guān)量控制方面的應(yīng)用在電氣自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行中占有重要的地位，開關(guān)控制方面的應(yīng)用可以及時(shí)的完成自動(dòng)化設(shè)備的調(diào)控操作，進(jìn)而有效減少控制管理中所存在的安全隱患。在PLC控制的實(shí)際操作中，工作人員要將工作重點(diǎn)放在開關(guān)的使用量方面，其主要的操作流程如下，PLC控制系統(tǒng)將傳統(tǒng)的繼電器電路所取代，利用PLC控制系統(tǒng)中的運(yùn)輸機(jī)對(duì)開關(guān)量進(jìn)行控制，其中操作流程中所選用的運(yùn)輸機(jī)通常為電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的數(shù)量在兩臺(tái)以上，首先在開關(guān)量控制方面，PLC控制系統(tǒng)先啟動(dòng)一臺(tái)帯式運(yùn)輸機(jī)，之后按照一定的順序?qū)?dòng)機(jī)組依次的啟動(dòng)，在運(yùn)輸結(jié)束后，再利用控制開關(guān)來(lái)停止帯式運(yùn)輸機(jī)，以此來(lái)將運(yùn)輸中的控制小路進(jìn)一步提高。

3.2 中央空調(diào)方面的應(yīng)用

中央空調(diào)在人們的日常生活占有重要的地位，為了給人們帶來(lái)優(yōu)質(zhì)化的服務(wù)，可以在中央空調(diào)中安裝PLC控制系統(tǒng)，其實(shí)際的操作流程如下，PLC控制系統(tǒng)會(huì)在空氣處理機(jī)啟動(dòng)時(shí)發(fā)出指令，使開戶回風(fēng)門與新風(fēng)們到達(dá)指定位置，之后會(huì)自行啟動(dòng)送風(fēng)機(jī)，與此同時(shí)，在控制變頻器的作用下對(duì)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而使空調(diào)溫度達(dá)到設(shè)定值，如果在運(yùn)作的過(guò)程中，溫度超過(guò)設(shè)定值，PLC控制系統(tǒng)會(huì)發(fā)出過(guò)濾堵塞報(bào)警信號(hào)，將溫度控制在可控的范圍之內(nèi)，當(dāng)中央空調(diào)停止運(yùn)作之后，其新風(fēng)們、回風(fēng)門會(huì)自動(dòng)回復(fù)到全關(guān)的位置，停止其冷水環(huán)泵[4]。

3.3 公路交通系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著我國(guó)城市化建設(shè)的不斷加快，公路交通維護(hù)城市的重要性日益凸顯，PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的操作，從而緩解交通人員的工作壓力。首先PLC控制系統(tǒng)可以對(duì)“漸進(jìn)式”的信號(hào)等進(jìn)行控制，主要是利用PLC控制系統(tǒng)內(nèi)的程序編制器，來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)燈的無(wú)人化管理，另外，PLC控制器也可以利用自身的聯(lián)網(wǎng)功能，將信號(hào)燈的局域網(wǎng)進(jìn)行協(xié)調(diào)統(tǒng)一管理。其次，可以對(duì)車道進(jìn)行控制，在車道的控制方面，我國(guó)已經(jīng)發(fā)明了相應(yīng)PLC車道控制機(jī)，具體控制功能體現(xiàn)在以下幾方面，首先PLC控制系統(tǒng)利用自身的軟件編程，對(duì)霧燈以及棚燈進(jìn)行智能控制。其次，PLC控制系統(tǒng)借助于自身的上位機(jī)接口，也可以對(duì)計(jì)算機(jī)下傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，并通過(guò)編碼指令，將接受的數(shù)據(jù)處理為七段顯示碼，之后數(shù)據(jù)就會(huì)通過(guò)LED數(shù)碼管顯示出來(lái)。

3.4 數(shù)控系統(tǒng)的中的應(yīng)用

在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的背景下，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)逐漸深入到各個(gè)領(lǐng)域，基于PLC模式下的數(shù)控技術(shù)，其具體的工作流程如下。首先PLC控制系統(tǒng)在接通電源后，CPU會(huì)自行識(shí)別中央存儲(chǔ)器中的程序，從第一條程序開始，按照規(guī)定的程序，直至掃描完最后一條程序，這是一個(gè)不斷循環(huán)的過(guò)程。其次，PLC控制系統(tǒng)中編輯器會(huì)對(duì)信息的輸入產(chǎn)生反應(yīng)，并完成對(duì)自身軟硬件的自檢，在自檢完成后，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描。

4 PLC控制系統(tǒng)在電氣自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用展望

從目前的情況來(lái)看，PLC控制系統(tǒng)在未來(lái)會(huì)有更大的發(fā)展前景，從技術(shù)的角度來(lái)看，可編程控制器的設(shè)計(jì)與制造會(huì)在未來(lái)的一段時(shí)間應(yīng)用更多的計(jì)算機(jī)技術(shù)，不斷的出現(xiàn)一些存儲(chǔ)量更大、運(yùn)算速度更快的PLC控制系統(tǒng)，站在產(chǎn)品規(guī)模的角度來(lái)看，我國(guó)將致力于發(fā)展一些超小型、超大型的設(shè)備，產(chǎn)品的品種、規(guī)格會(huì)更加健全，從而滿足我國(guó)不同行業(yè)的發(fā)展需求[7]。站在市場(chǎng)需求的角度來(lái)看，國(guó)際間的競(jìng)爭(zhēng)會(huì)打破各國(guó)各自生產(chǎn)產(chǎn)品的現(xiàn)狀，在編程語(yǔ)言上會(huì)出現(xiàn)國(guó)際的通用語(yǔ)言，站在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的角度來(lái)看，PLC控制系統(tǒng)將朝著計(jì)算機(jī)組網(wǎng)大型化的方向發(fā)展，進(jìn)而使得PLC控制系統(tǒng)在各行各業(yè)都可以得到廣泛的應(yīng)用。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電氣自動(dòng)化中PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)用及實(shí)現(xiàn)可以促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的良好發(fā)展，解決了傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的弊端，因此相關(guān)部門應(yīng)該引起重視，相關(guān)工作人員首先要了解PLC控制系統(tǒng)的內(nèi)涵和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，然后對(duì)PLC控制系統(tǒng)在電氣自動(dòng)化設(shè)備中開關(guān)控制、中央空調(diào)、公路交通、數(shù)控系統(tǒng)、閉環(huán)控制等方面的具體應(yīng)用進(jìn)行探討，最后再對(duì)PLC控制系統(tǒng)在電氣自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用前景進(jìn)行探討，進(jìn)而為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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