PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

蔣龍飛

摘要：現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，為了簡化勞動(dòng)，為了不斷提高生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)設(shè)備就必須不斷更新升級(jí)。為了滿足不斷升級(jí)更新的開發(fā)工作，盡可能地減少上一代繼電控制系統(tǒng)的更新和重新接線的工作，可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，簡稱PLC）便應(yīng)時(shí)代要求被研制出來。由于大規(guī)模集成電路和微處理器更多的應(yīng)用于PLC中，使之功能不斷增強(qiáng)，結(jié)合現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)，現(xiàn)代通訊技術(shù)等，極大的擴(kuò)充了PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制應(yīng)用中的適用領(lǐng)域。提高PLC在自動(dòng)化控制中應(yīng)用的技術(shù)水平，不僅可以提高工業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)效率，還能降低硬件組態(tài)的成本，提高電氣行業(yè)的市場競爭力。本文對(duì)PLC在現(xiàn)代電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用方案及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探討，希望對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)更深入研究提供一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；電氣自動(dòng)化；應(yīng)用分析

中圖分類號(hào)：TM921.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2018）05-0029-02

伴隨著PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中越來越深入的應(yīng)用，工業(yè)生產(chǎn)對(duì)PLC技術(shù)提升的需求就越迫切。 PLC技術(shù)的提升能有效的提升工業(yè)生產(chǎn)的效率，PLC技術(shù)已經(jīng)成為電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的主流方向。下面我們一起進(jìn)一步探討下PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中有何種優(yōu)勢(shì)，并展望下發(fā)展應(yīng)用趨勢(shì)。

1 PLC技術(shù)簡介

可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，簡稱PLC），主要用于邏輯計(jì)算和計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制，采用通用微處理器，實(shí)現(xiàn)可編寫程序的、專用于工業(yè)控制的新型工業(yè)自動(dòng)控制設(shè)備。PLC主要由中央處理單元（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入部件、輸出部件、電源等組成。如圖1所示。

PLC具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。它不僅可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，使硬件軟化，現(xiàn)代PLC還具有運(yùn)算、通信和聯(lián)網(wǎng)等功能，所以可用于輸入和輸出點(diǎn)數(shù)較多、需要長距離通信、控制要求較復(fù)雜的新型工業(yè)場合?？删幊绦蚩刂破魇乾F(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制裝置中應(yīng)用最多的設(shè)備之一。

2 PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用

2.1 PLC在控制系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)

以往的繼電器順序控制器，由于構(gòu)成的繼電器的控制順序都是按預(yù)先規(guī)定好的，若要改變控制的順序，就必須更改大量的硬件接線。這就使在生產(chǎn)工藝需要更新的時(shí)候，在硬件改線上有很大的工作量。其連線多而復(fù)雜，體積大，一旦系統(tǒng)構(gòu)成后，若想再改變或增加功能都很困難。另外繼電器觸點(diǎn)數(shù)目有限，每只一般只有4～8對(duì)觸點(diǎn)，因此如果要用于大范圍控制的話，缺點(diǎn)明顯，體積大、靈活性差、擴(kuò)展性差。

相對(duì)來說，PLC的順序控制都由軟件控制，用計(jì)算機(jī)來編程，用面向控制過程、面向問題的“自然語言”進(jìn)行編程，其控制邏輯以程序的方式存儲(chǔ)在內(nèi)存中，如果要改變控制順序，只要更改程序即可，其連線少，體積小，每只軟繼電器的觸點(diǎn)數(shù)理論上無限制，因此靈活性和擴(kuò)展性都很好，使得不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能方便地使用。并且PLC控制較之繼電控制取消了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，而且減少了大量的連線，所以提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，并使控制系統(tǒng)的可維護(hù)性大大提高。

2.2 PLC在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，它在各行各業(yè)中的使用越來越頻繁，功能也越來越強(qiáng)大，例如在電力工業(yè)中，用于電廠輸煤系統(tǒng)、鍋爐燃燒系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)和變壓器監(jiān)控系統(tǒng)等；在汽車工業(yè)中，用于自動(dòng)焊接控制、裝配生產(chǎn)線等；在機(jī)械工業(yè)中，用于數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、自動(dòng)倉庫控制等；在公共事業(yè)中，用于電梯控制、交通信號(hào)燈控制等。PLC在設(shè)備中的應(yīng)用：

（1）順序控制：PLC可以按照工藝的需求控制輸入輸出點(diǎn)的先后順序，使各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)過程中有序、自動(dòng)地進(jìn)行其各自的操作。充分優(yōu)化PLC程序，可以使系統(tǒng)動(dòng)作運(yùn)行更加緊湊有序，充分提升設(shè)備效率，效率的提升同時(shí)也提高了產(chǎn)能，并降低了設(shè)備的能耗，增加了企業(yè)的成本效益。

（2）開關(guān)量控制：PLC開關(guān)量控制可以簡單的實(shí)現(xiàn)很多在老的繼電邏輯控制中需要繁瑣接線的邏輯控制，比如 “互鎖”功能，兩個(gè)動(dòng)作會(huì)產(chǎn)生干涉時(shí)，不可同時(shí)動(dòng)作。PLC控制器的輸入輸出點(diǎn)理論上可以有無數(shù)個(gè)，這對(duì)設(shè)備系統(tǒng)的功能擴(kuò)展提供了有力的支持。PLC的反應(yīng)速度也是老的機(jī)械接口繼電邏輯控制器所無法比擬的，PLC的接口響應(yīng)速度非?？欤_(dá)到微秒級(jí)。

（3）過程控制：PLC通過模擬量模塊，可對(duì)溫度、流量、壓力等連續(xù)變化的值進(jìn)行控制。并且能通過HMI進(jìn)行可視化閉環(huán)管理，可實(shí)時(shí)監(jiān)控各值的變化?，F(xiàn)代PLC都具有此類閉環(huán)控制功能并已廣泛地用于各行各業(yè)。

（4）運(yùn)動(dòng)控制：PLC可通過伺服系統(tǒng)精確的控制直線運(yùn)動(dòng)或曲線運(yùn)動(dòng)，可廣泛用于現(xiàn)代精工業(yè)設(shè)備運(yùn)動(dòng)控制，如數(shù)控機(jī)床、化工設(shè)備、電梯控制等。

（5）多級(jí)控制網(wǎng)絡(luò)：PLC之間、PLC與上位機(jī)、PLC與其他智能控制設(shè)備之間可以通過不同的通信協(xié)議聯(lián)網(wǎng)通訊，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的交互處理和信息共享，遠(yuǎn)程通訊可以克服現(xiàn)代大型機(jī)械遠(yuǎn)距離的控制，并且可通過HMI實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)控。

3 PLC技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著PLC技術(shù)的不斷成熟，在行業(yè)內(nèi)的不斷應(yīng)用，為了提高生產(chǎn)效率，為了獲得更高的利潤，所以各大公司都會(huì)在運(yùn)用PLC的基礎(chǔ)上，更加努力地開發(fā)新的產(chǎn)品。目前PLC主要側(cè)重兩個(gè)方向發(fā)展：（1）小型化方向發(fā)展：生產(chǎn)價(jià)格更低廉、更經(jīng)濟(jì)可靠、更簡單易用，適用于小設(shè)備的智能控制系統(tǒng)。（2）大型化方向發(fā)展：功能不斷增強(qiáng)、應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大、性能不斷提高。編程語言的會(huì)越來越標(biāo)準(zhǔn)化，最后會(huì)規(guī)范到某種標(biāo)準(zhǔn)編程語言上來。強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)通信，實(shí)現(xiàn)分布式控制系統(tǒng)，最終會(huì)實(shí)現(xiàn)一臺(tái)電腦就可控制整個(gè)工廠的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

4 結(jié)語

隨著技術(shù)的不斷提升，PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用中優(yōu)勢(shì)越來越明顯，PLC技術(shù)的實(shí)施可以簡化復(fù)雜的繼電器控制，提升系統(tǒng)的可靠性，穩(wěn)定性，降低了成本，更能優(yōu)化綜合管理結(jié)構(gòu)，提升制造工業(yè)的綜合效益。所以，我們?cè)趹?yīng)當(dāng)在未來的實(shí)際使用中，不斷優(yōu)化和持續(xù)改進(jìn)PLC技術(shù)，充分發(fā)揮PLC在電器自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)，持續(xù)提高我國的設(shè)備自動(dòng)化能力。

參考文獻(xiàn)

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