PLC的控制原理分析及在電氣自動化控制中的運用

夏云誠

摘 要：在現(xiàn)代電氣行業(yè)飛速發(fā)展的形勢下，電氣自動化控制系統(tǒng)的作用越來越重要。PLC是一種運算操作的電子控制系統(tǒng)，它能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)部的存儲以及按照人類生產(chǎn)生活的需要，通過對程序的運算和執(zhí)行，從而實現(xiàn)自動化控制運行的目的。PCL技術(shù)作為電氣自動化控制技術(shù)中的一項重要技術(shù)，也發(fā)揮著越來越重要的作用。其程序簡單、操作容易，配套完整，抗干擾能力強，因此具有靈活性、便利性、適應(yīng)性以及可靠性等特點。如今PLC技術(shù)已逐步被運用到生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域。本文簡單闡述了PLC的結(jié)構(gòu)構(gòu)成以及其控制原理，并全面介紹了其在電氣自動化控制中的實際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：PLC；控制原理；電氣自動化控制；應(yīng)用

一、PLC的結(jié)構(gòu)構(gòu)成

PLC與我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活所用到的電腦功能相似，都可以用于工業(yè)生產(chǎn)和工作中，其本質(zhì)也都是可以用來編程控制的微機，因此，兩者在結(jié)構(gòu)組成上也大同小異。PLC的結(jié)構(gòu)組成分為以下五個部分：

（一）中央處理器，用來負責(zé)整個系統(tǒng)的正常運行以及邏輯運算，相當于PLC的大腦，還能進行數(shù)學(xué)的運算。

（二）存儲器，顧名思義是用來存儲PLC的各種信息，包括用戶程序、邏輯變量、監(jiān)控程序等。

（三）接口電路。接口電路作為一種通道，通過將輸入與輸出連接起來，鍵盤與顯示器連接起來等等，來實現(xiàn)PLC與現(xiàn)場或外圍之間的通信與聯(lián)系。

（四）電源。電源是PLC能夠?qū)崿F(xiàn)正常運行的動力，是不可缺少的一部分。

二、PLC在電氣自動化控制中的應(yīng)用

（一）為數(shù)控技術(shù)提供支撐

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展以及工業(yè)規(guī)模的不斷擴大，工業(yè)技術(shù)水平也得到了空前的提高。數(shù)控技術(shù)是我們眾所周知而又耳熟能詳?shù)囊环N技術(shù)，其之所以能夠發(fā)展到今天這種水平，不外乎是由于采用了PLC技術(shù)。數(shù)控技術(shù)的種類數(shù)不勝數(shù)，其中應(yīng)用最為普遍的是點位型、直線型以及連續(xù)性。機械制造是工業(yè)生產(chǎn)中的重中之重，也是體現(xiàn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)各功能的重點參照對象。在三種常用的數(shù)控技術(shù)中，基于點位型數(shù)控技術(shù)的靈活性以及全方位的轉(zhuǎn)換性，常將其用于空洞機床的加工中。由于加工的過程被固定在某一個特定的位置，而非在移動中進行的，這也是點位型數(shù)控技術(shù)的一項優(yōu)勢，同時，其參照對象也不是加工軌跡。能夠從整體上實現(xiàn)系統(tǒng)控制功能的裝置，目前主要有兩種，一種是單板機式數(shù)控裝置，另一種是全功能型數(shù)控裝置。PLC在兩種數(shù)控裝置中都有應(yīng)用體現(xiàn)。兩種裝置各具特色，對于兩者的選擇，要從其價格區(qū)間以及性能效用入手。全功能型數(shù)控裝置功能全面，能夠大量節(jié)省人力，但是由于價格較高，基于成本的預(yù)算，令許多企業(yè)望而嘆之。目前我國使用這種裝置的企業(yè)寥寥無幾。相反，單板機式數(shù)控裝置相對來說，價格要便宜好多。它能夠解決線路中出現(xiàn)的故障，包括硬件、接口以及驅(qū)動等方面。除此之外，還能夠調(diào)整機床以適應(yīng)生產(chǎn)規(guī)定以及升級和改造機床。所以，單板機式數(shù)控裝置目前得到了企業(yè)之間的廣泛應(yīng)用。

（二）在閉環(huán)控制中，PLC的應(yīng)用

PLC通過利用轉(zhuǎn)速的測量，電液的執(zhí)行以及電子調(diào)節(jié)等實現(xiàn)對調(diào)節(jié)器的控制，這是其在閉環(huán)控制過程中發(fā)揮關(guān)鍵性作用的體現(xiàn)。對于主用泵與備用泵的選擇，需要根據(jù)動力泵的運行時長進行分析。在實際操作中，PLC可以直接對時長進行分析，從而節(jié)約了大量的時間簡便快速。而手動控制機旁屏的方式，則需要通過借助現(xiàn)場開關(guān)的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)時長的分析。目前，在現(xiàn)實應(yīng)用中往往采取兩者相結(jié)合的方式進行，取長補短，從而提高閉環(huán)控制中的運行效率。

（三）優(yōu)化順序控制，減少耗能

電氣自動化系統(tǒng)隨著運行時間的增加，其能耗量也會隨之增大，而優(yōu)化系統(tǒng)中的順序能夠明顯改善這一狀況。為了降低耗能，提高效益，對系統(tǒng)中的順序控制進行優(yōu)化將勢在必行。要想提高控制的順序性，首先要從主和開關(guān)量的控制入手。先優(yōu)化繼電器的控制元件，再針對每個控制模塊進行優(yōu)化處理，從而不但提高了控制的順序性和靈敏性，還實現(xiàn)模塊之間的獨立性，進而有效地避免了各個模塊之間的相互干擾。從而減少了因控制順序紊亂而降低運行效率的現(xiàn)象的發(fā)生。

（四）提高開關(guān)量控制的效率

通常情況下，電氣開關(guān)量自動化控制都是通過磁石繼電器來完成的。但是這種操作的模式往往操作點比較多且雜，不利于操作人員的記憶，而且系統(tǒng)接線繁雜，很容易出現(xiàn)疏漏，從而導(dǎo)致控制的可靠性很難保障，進而降低了整個運行的效率。如果能將PLC技術(shù)運用到這方面來，將能有效的改善這一問題。通過PLV技術(shù)與完善后的繼電器的結(jié)合，能夠有效地減少觸電發(fā)生故障的幾率，提高運行的效率。

（五）PLC實現(xiàn)了中央空調(diào)的智能化

傳統(tǒng)的繼電器需要工作人員進行大量的數(shù)據(jù)運算，在運算過程中要十分謹慎，一旦出現(xiàn)任何紕漏，后期維護工作將會難以進行。由于PLC系統(tǒng)具有便利性、靈活性的特點，我們可以將PLC技術(shù)應(yīng)用到中央空調(diào)的運行系統(tǒng)中來。不但實現(xiàn)了中央空調(diào)的智能化，還能對其中的數(shù)據(jù)進行精確的分析和處理，從而大大減少了后期工作中故障的出現(xiàn)，節(jié)省了大量的人力物力。

（六）在交通中的應(yīng)用

基于PLC系統(tǒng)的高效性、便利性、定時性、以及可靠性可以將其運用到日常交通中?？梢暂^為復(fù)雜和特殊的路口設(shè)立PLC系統(tǒng)，利用其定時性的特點，將其運用到交通信號燈的控制上面，從而實現(xiàn)無人化管理。另外，由于我國道路車流量極大，導(dǎo)致收費站的工作量很大。并且傳統(tǒng)的收費站控制程序不夠先進，經(jīng)常需要大量的人力物力進行維護。而將PLC系統(tǒng)應(yīng)用到收費站控制程序中來，將會大大地減少這些問題的出現(xiàn)。PLC系統(tǒng)現(xiàn)在道路交通中的應(yīng)用越來越廣泛，節(jié)省了大量的人力物力。也是其在交通系統(tǒng)中做出了卓越的貢獻。

三、結(jié)語

綜上所述，PLC技術(shù)在數(shù)控技術(shù)，優(yōu)化閉環(huán)控制、順序控制，減少耗能，提高開關(guān)量控制的效率，中央空調(diào)的智能化以及交通領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用。它不但能夠優(yōu)化生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，還能提高生產(chǎn)工作效率。由此可見，PLC在電氣自動化控制技術(shù)中的地位越來越重要。相關(guān)從業(yè)人員應(yīng)該加強對PLC技術(shù)的研究，使其更先進化、科學(xué)化、簡便化，從而使其更普遍地應(yīng)用到生產(chǎn)生活中去，提高人們的工作效率與生活水平。

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（作者單位：重慶邁控機電設(shè)備有限公司南京分公司）