基于PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用分析

王憲華

摘? 要：伴隨著科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的不斷突破和創(chuàng)新，控制系統(tǒng)也逐漸從以往的手動(dòng)控制發(fā)展為自動(dòng)控制，電氣工程自動(dòng)化技術(shù)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，PLC技術(shù)得到了應(yīng)用和推廣，同時(shí)這也對(duì)控制系統(tǒng)技術(shù)提出了更高的要求。將PLC技術(shù)應(yīng)用到電氣工程自動(dòng)化中可以說是大勢(shì)所趨，這樣做不僅傳承了傳統(tǒng)電氣工程中優(yōu)秀的技術(shù)，同時(shí)又提高了電氣工程自動(dòng)化控制技術(shù)的水平。文章深入分析了PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用，希望能夠?yàn)槲覈?guó)電氣工程自動(dòng)化控制提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);電氣工程;自動(dòng)化控制;技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM76? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）05-0151-02

前言

自改革開放以后，電氣工程便成為了是我國(guó)高度重視的產(chǎn)業(yè)，經(jīng)過了幾十年的發(fā)展，現(xiàn)在我國(guó)的電氣工程自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)取得了較好的成績(jī)。目前，PLC技術(shù)是電氣工程自動(dòng)化控制中的主流技術(shù)，將PLC應(yīng)用技術(shù)與電氣控制技術(shù)相結(jié)合，不僅能夠有效促進(jìn)電氣工程行業(yè)生產(chǎn)力的提高，還能進(jìn)一步提高電氣企業(yè)的效益。近幾年來，PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中扮演著越來越重要的角色，技術(shù)普及和應(yīng)用范圍也越來越廣，因此我們有必要對(duì)PLC技術(shù)進(jìn)行深入的分析，為電氣工程自動(dòng)化控制中應(yīng)用PLC技術(shù)提供更加充實(shí)的理論支撐。

1 PLC的介紹

PLC是programmable logic controller的英文縮寫，其中文全稱是可編程邏輯控制器，可編程邏輯控制器是一種數(shù)字運(yùn)用操作的電子系統(tǒng)，它所采用的是一種可編程的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)程序中可以執(zhí)行順序控制、邏輯運(yùn)算、數(shù)學(xué)運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等指令，這些操作指令由用戶發(fā)出以后，通過數(shù)字式或模擬式輸入輸出來控制各類機(jī)器的生產(chǎn)運(yùn)作。

PLC是專門為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的電子系統(tǒng)，PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)都充分考慮了與工業(yè)控制系統(tǒng)的匹配，保證PLC技術(shù)與工業(yè)控制系統(tǒng)能夠形成一個(gè)完整的整體，也有利于其功能的擴(kuò)展。目前，PLC已經(jīng)形成了各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，能夠有效應(yīng)用于大、中、小各種不同規(guī)模的工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)。現(xiàn)代PLC技術(shù)基本都擁有了極強(qiáng)的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，除了完成邏輯處理工作以外，還能夠運(yùn)用到各種數(shù)字控制領(lǐng)域。隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，今天，PLC的功能單元更加豐富，例如位置控制、CNC、溫度控制等等，由于PLC通信能力的增強(qiáng)，加上人機(jī)界面技術(shù)的推廣和發(fā)展，運(yùn)用PLC來組成各種不同的控制系統(tǒng)將會(huì)更加便捷。

2 PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的作用

將PLC技術(shù)應(yīng)用到電氣工程自動(dòng)化控制中有著非常廣泛且重要的作用，我們主要將PLC應(yīng)用技術(shù)的作用分三個(gè)方面來敘述，分別是數(shù)字操控、自動(dòng)控制和及時(shí)反饋方面。

（1）PLC應(yīng)用技術(shù)在數(shù)字操控方面的作用。當(dāng)電氣設(shè)備在工作運(yùn)行中出現(xiàn)故障時(shí)，運(yùn)用PLC技術(shù)的數(shù)字操控功能可以及時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)出設(shè)備故障，數(shù)字操控方法相對(duì)容易一些，簡(jiǎn)便的操作就可以使電氣控制設(shè)備自動(dòng)修復(fù)故障，達(dá)到自動(dòng)檢測(cè)與自動(dòng)修復(fù)一體的功能效果。

（2）PLC應(yīng)用技術(shù)在自動(dòng)控制方面的作用。電氣設(shè)備通常都是體型龐大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的，在運(yùn)行過程中難免會(huì)遇到各種各樣的問題，傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)運(yùn)用人工操作，更加容易出現(xiàn)疏漏，并且技術(shù)過于落后。如果使用PLC應(yīng)用技術(shù)將人工操作轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)操作，那么當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題以后能夠自動(dòng)處理，免去了工作人員手動(dòng)操作的費(fèi)時(shí)費(fèi)力和操作不確定性。

（3）PLC應(yīng)用技術(shù)在及時(shí)反饋方面的作用。目前的PLC應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)具備了相對(duì)齊全的功能，可以使電氣控制系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)作出及時(shí)反饋，面對(duì)運(yùn)行中存在的問題也能夠及時(shí)做出反饋，相關(guān)工作人員根據(jù)PLC的及時(shí)反饋功能，可以最快地解決設(shè)備問題，使設(shè)備恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 PLC技術(shù)在電氣工程技術(shù)中的應(yīng)用

3.1 簡(jiǎn)單的邏輯控制

邏輯控制是PLC技術(shù)最基本的應(yīng)用，同時(shí)這也是最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。它用邏輯控制和順序控制改變了以往的繼電器電路，采用邏輯控制不僅能夠控制單臺(tái)設(shè)備，還能夠有效運(yùn)用于多機(jī)群控。邏輯控制在自動(dòng)化流水線的操作上更加簡(jiǎn)便，常常被應(yīng)用于印刷機(jī)、組合機(jī)床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線、注塑機(jī)等等，大大提高了電氣工程的運(yùn)行效率。

3.2 模擬變量的控制

工業(yè)生產(chǎn)中的模擬量就是溫度、流量、壓力、速度、液位等這些變量，還有許多連續(xù)變化的量也都是模擬量。如果要讓可編程控制器準(zhǔn)確地處理模擬量，那么就一定要實(shí)現(xiàn)模擬量（analog）和數(shù)字量（digital）之間的a/d轉(zhuǎn)換和d/a轉(zhuǎn)換。因此，PLC應(yīng)用技術(shù)生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)a/d和d/a轉(zhuǎn)換模塊時(shí)都是設(shè)計(jì)成配套的，便于模擬量和數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換，也能提高可編程控制器處理模擬量的準(zhǔn)確度。

3.3 運(yùn)動(dòng)控制

PLC技術(shù)不僅能夠運(yùn)用于直線運(yùn)動(dòng)的控制，還能夠應(yīng)用于圓周運(yùn)動(dòng)的控制。在早期，從控制機(jī)構(gòu)配置的角度來看，是直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在今天，大多數(shù)生產(chǎn)商都是運(yùn)用專門的運(yùn)動(dòng)控制模塊。在全世界范圍內(nèi)，各大占據(jù)主要位置的PLC廠家所生產(chǎn)的產(chǎn)品都有運(yùn)動(dòng)控制功能，例如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊，運(yùn)動(dòng)控制功能的應(yīng)用非常廣泛，可以用于各種機(jī)床、機(jī)器人、電梯和機(jī)械等等。

4 PLC在電氣工程自動(dòng)化控制中的運(yùn)用

隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，PLC技術(shù)的進(jìn)步在一定程度上也依賴于電氣工程技術(shù)的發(fā)展，PLC技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)推動(dòng)電氣產(chǎn)業(yè)向多元化發(fā)展，同時(shí)PLC技術(shù)的控制程序也會(huì)在這個(gè)過程中不斷完善，越來越完善的PLC技術(shù)也會(huì)更加適應(yīng)未來電氣工程自動(dòng)化控制的需求。隨著PLC技術(shù)的不斷完善，以及人工智能的誕生和發(fā)展，PLC技術(shù)適用的領(lǐng)域也變得更加豐富，我們主要選取了PLC技術(shù)在機(jī)床中、拉絲機(jī)中以及立體倉(cāng)庫(kù)中的應(yīng)用來進(jìn)行進(jìn)一步分析。

4.1 PLC技術(shù)在機(jī)床中的應(yīng)用

PLC技術(shù)在機(jī)床中的應(yīng)用是特別廣泛的，PLC技術(shù)能夠應(yīng)用在對(duì)機(jī)床工作狀態(tài)的監(jiān)督和管理上面，并且PLC技術(shù)的特點(diǎn)就是及時(shí)且有效，PLC技術(shù)在機(jī)床運(yùn)行過程中能夠較快的發(fā)現(xiàn)問題或故障，而且還能夠準(zhǔn)確定位機(jī)床故障出現(xiàn)的部位。PLC在最快的時(shí)間內(nèi)發(fā)出警報(bào)，讓工作人員能夠及時(shí)作出反應(yīng)，盡快處理機(jī)床故障，使其恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。警報(bào)及時(shí)可以讓相關(guān)工作人員在最快的時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題，定位準(zhǔn)確可以讓相關(guān)工作人員抓準(zhǔn)問題、對(duì)癥下藥，讓故障機(jī)床在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)工作運(yùn)轉(zhuǎn)，為企業(yè)節(jié)約不必要的時(shí)間成本。將PLC技術(shù)應(yīng)用于機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)督及管理工作當(dāng)中，可以有效保證機(jī)床故障修復(fù)的時(shí)效性。

4.2 PLC技術(shù)在拉絲機(jī)中的應(yīng)用

在以前，拉絲機(jī)還是由工人手動(dòng)來進(jìn)行操作的，那時(shí)的工作效率非常低下，并且時(shí)常容易出現(xiàn)故障，而拉絲機(jī)故障修理又非常耗時(shí)，修理期間工人就只能停工等待，對(duì)于任何一個(gè)企業(yè)來說，這都是極大的資源浪費(fèi)。而現(xiàn)在，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，拉絲機(jī)已經(jīng)從工人手動(dòng)操作變?yōu)樽詣?dòng)操作，在這個(gè)跨越性的轉(zhuǎn)變過程中，PLC應(yīng)用技術(shù)扮演著至關(guān)重要的角色。PLC技術(shù)的應(yīng)用，使拉絲機(jī)的電氣設(shè)備能夠得到相應(yīng)的有效控制，并且還能采集相關(guān)的控制數(shù)據(jù)。由PLC采集的相關(guān)數(shù)據(jù)能夠隨時(shí)傳遞到操作人員的手中，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，操作人員能夠快速準(zhǔn)確地對(duì)拉絲機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行判斷，并且可以時(shí)刻關(guān)注拉絲機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，以便預(yù)防故障的產(chǎn)生。除此之外，PLC技術(shù)的數(shù)據(jù)處理功能也能很好地運(yùn)用于拉絲機(jī)生產(chǎn)運(yùn)作當(dāng)中，PLC對(duì)拉絲機(jī)運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)處理，并能及時(shí)檢測(cè)電氣設(shè)備完好與否。PLC技術(shù)的應(yīng)用使拉絲機(jī)電氣控制系統(tǒng)工作效率得到了極大的提高，同時(shí)還減少了相應(yīng)的人力、物力浪費(fèi)，讓企業(yè)在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上，最大限度地降低成本，使企業(yè)獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。

4.3 PLC技術(shù)在立體倉(cāng)庫(kù)中的應(yīng)用

物流管理是立體倉(cāng)庫(kù)的主要組成部分，也是立體倉(cāng)庫(kù)管理中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，PLC技術(shù)應(yīng)用于立體倉(cāng)庫(kù)電氣控制系統(tǒng)中主要面向物流管理這一模塊。PLC技術(shù)應(yīng)用于立體倉(cāng)庫(kù)電氣控制系統(tǒng)的基本程序是：通過PLC接收數(shù)字信號(hào)，再將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的指令，最后通過PLC發(fā)出指令來對(duì)電氣設(shè)備工作進(jìn)行集中控制，在這個(gè)過程中，PLC技術(shù)的主要功能是接收信號(hào)和發(fā)出指令。經(jīng)歷了無數(shù)次試驗(yàn)和改進(jìn)以后，現(xiàn)在的PLC技術(shù)邏輯控制能力和數(shù)據(jù)處理能力已經(jīng)非常完善，并且由一個(gè)設(shè)備來同時(shí)完成接收信號(hào)和發(fā)出指令的工作，更能夠保證設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的準(zhǔn)確性和流暢性。因此，許多大型立體倉(cāng)庫(kù)都引入了PLC技術(shù)，并將這項(xiàng)技術(shù)良好的應(yīng)用于立體倉(cāng)庫(kù)電氣控制系統(tǒng)中，實(shí)踐證明，PLC技術(shù)的應(yīng)用使立體倉(cāng)庫(kù)物流管理效率有了很大的提升。

5 結(jié)束語

綜上所述，就當(dāng)前電氣工程自動(dòng)化控制的發(fā)展程度來說，PLC技術(shù)是一項(xiàng)極其先進(jìn)并且適用的技術(shù)。雖然目前我國(guó)的PLC應(yīng)用技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中還存在著一些問題，但是電氣行業(yè)對(duì)PLC技術(shù)的重視，才能夠讓該技術(shù)結(jié)合行業(yè)實(shí)際情況進(jìn)行改進(jìn)和完善。現(xiàn)在的PLC技術(shù)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電氣工程中的不足，極大地降低了企業(yè)的人力成本和材料成本，進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)流程，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用和推廣將是大勢(shì)所趨。

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