PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的運(yùn)用

陳德強(qiáng)

摘要： 目前，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了非常廣泛的推廣和運(yùn)用，并且在技術(shù)水平上也實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步的提升。電氣工程通過(guò)對(duì)PLC技術(shù)的合理使用，不但可以實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)化方面的合理控制，同時(shí)還能為電氣工程未來(lái)發(fā)展提供非常重要的基礎(chǔ)支撐。另外，在PLC技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，微軟公司的處理器在其中起到了非常重要的基礎(chǔ)作用，主要是實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)以及通信技術(shù)之間的有效結(jié)合，從而在最大程度上發(fā)揮出現(xiàn)代化技術(shù)的作用。本文主要針對(duì)PLC技術(shù)在電氣工程以及自動(dòng)化控制中的運(yùn)用進(jìn)行了深入的分析，希望能為相關(guān)人員提供合理的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)、電氣工程、自動(dòng)化控制

中圖分類號(hào)：G62文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

現(xiàn)今 PLC 技術(shù)發(fā)展的越來(lái)越成熟，PLC 技術(shù)具有優(yōu)良的穩(wěn)定性和可靠性。正是因?yàn)榫哂泻芏嗟膬?yōu)點(diǎn)，所以 PLC 技術(shù)被廣泛應(yīng)用在電氣工程領(lǐng)域。PLC 技術(shù)廣泛運(yùn)用的同時(shí)也推動(dòng)了PLC 技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和完善，下面將詳細(xì)分析 PLC 技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用。

1 PLC 技術(shù)概述

1.1 PLC 概念

PLC 即可編程邏輯控制器，國(guó)際電工委員會(huì)曾經(jīng)給出了對(duì)它的定義。定義中指出，PLC 是一種應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的電子系統(tǒng)，它采用數(shù)字運(yùn)算操作方式。PLC 可以進(jìn)行程序存儲(chǔ)，并且遵照程序指令來(lái)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制與算術(shù)操作等命令，進(jìn)而控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)或工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。實(shí)際上，可以把 PLC 看作是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，它通過(guò)自身的輸入、輸出接口來(lái)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)或模擬信號(hào)的傳輸，并以此控制與之相連的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)系統(tǒng)。當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，它的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)都需要根據(jù)實(shí)際需求來(lái)進(jìn)行配置和設(shè)計(jì)。

1.2 PLC技術(shù)的特點(diǎn)

PLC 技術(shù)融合了現(xiàn)代控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，與傳統(tǒng)的控制技術(shù)相比，具有更高的靈活性及通用性，能夠滿足不同軟件對(duì)不同任務(wù)的控制需求[2]。一旦出現(xiàn)新的難以控制的任務(wù)，PLC 技術(shù)便能夠通過(guò)修改程序來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)新任務(wù)的控制。同時(shí)，PLC 技術(shù)的自我診斷保護(hù)功能相對(duì)完善，能夠?qū)崟r(shí)的診斷系統(tǒng)運(yùn)行故障，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，因此具有極高的可靠性及安全性。此外，PLC 技術(shù)還具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，PLC 技術(shù)的抗沖擊能力和抗電磁干擾能力能夠保證其不受惡劣生產(chǎn)環(huán)境的影響，始終保持正常運(yùn)作。最后，PLC 技術(shù)還具有操作便捷、維護(hù)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，具備較高的實(shí)用性。

2 PLC控制系統(tǒng)的核心技術(shù)

2.1 P LC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

在 PLC 控制體系規(guī)劃過(guò)程中，要嚴(yán)格遵守以下幾點(diǎn)要求：1）確保 PLC 控制體具有安全可靠性，并保障管控目標(biāo)的基本標(biāo)準(zhǔn)。（2）在PLC控制體系正常運(yùn)行的狀況下，最大化降低成本投資，提升生產(chǎn)制造單位的經(jīng)濟(jì)利益，不斷改進(jìn)整個(gè)體系。（3）PLC 控制體系下制造出的產(chǎn)品既要保障其質(zhì)量，更要保障其安全性。

2.2 P LC 控制技術(shù)

PLC 控制體系由中央處理器、存儲(chǔ)媒介、輸入輸出接口及電源等組成，用戶能夠以實(shí)際需要為依據(jù)增添輔助控制等外部輔助裝置，各部件具有以下功能：

（1）數(shù)據(jù)分析是中央處理器的主要性能，主要負(fù)責(zé)用戶輸入的指令與數(shù)據(jù)的接收處理;（2）有效存儲(chǔ)用戶程序中的有關(guān)信息與數(shù)據(jù)是存儲(chǔ)媒介的功能;（3）接收或傳送指令信號(hào)是輸入輸出接口的主要作用;（4）電源管控的是系統(tǒng)電源的接通與關(guān)閉。

一般來(lái)講，PLC 控制體系的工作原理與計(jì)算機(jī)工作原理相近，電源接通后可以自主判斷面處理器，然后再運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行處理，此為最基礎(chǔ)的準(zhǔn)備工作;準(zhǔn)備工作完成后再掃描選用的用戶程序，并通過(guò)輸入輸出口對(duì)其進(jìn)行控制。在整個(gè) PLC 控制系統(tǒng)運(yùn)用過(guò)程中如果有不合理的情況出現(xiàn)，此時(shí)可由中央處理器對(duì)其進(jìn)行自主判斷，使全部程序重新開始。

3 電氣自動(dòng)化控制中PLC的順序控制

為了實(shí)現(xiàn)有效的控制，大量的企業(yè)開始使用控制系統(tǒng)，如在電廠系統(tǒng)的控制系統(tǒng)中采用的除渣系統(tǒng)和除灰系統(tǒng)，還有順序控制系統(tǒng)在煤炭處理系統(tǒng)中的有效應(yīng)用。自動(dòng)控制系統(tǒng)在煤炭控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，使得煤炭的生產(chǎn)效率有了非常大的提高。在輸煤控制系統(tǒng)中采用的是分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種分層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要分為遠(yuǎn)程控制站和傳感器兩個(gè)領(lǐng)域，通過(guò)檢測(cè)控制室中操作員的操控[1]。為了很好地實(shí)現(xiàn) PLC 在煤礦控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，提高煤礦生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，減少操作人員的數(shù)量，提高企業(yè)的的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。在灰處理的控制系統(tǒng)中，應(yīng)該采用可編控制器進(jìn)行控制，同時(shí)還具有環(huán)旭控制的功能，能夠讓設(shè)備自行運(yùn)行，無(wú)需人工看守，大大提高了人力資源的利用效率。開關(guān)的順序控制和電力系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)控這兩種控制方式都是過(guò)程控制方式，同時(shí)也是主要的控制方式，達(dá)到了節(jié)能減排的目標(biāo)，提高了工業(yè)自動(dòng)化控制的水平，使得在生產(chǎn)工藝方面的要求變得越來(lái)越高。

4 PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的運(yùn)用

4.1 閉環(huán)控制

在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中，涉及了很多的電機(jī)啟動(dòng)方式，具有一定的多樣性，其中比較普遍的集中方式為手動(dòng)啟動(dòng)、機(jī)旁屏手動(dòng)啟動(dòng)以及自動(dòng)啟動(dòng)等。將PLC技術(shù)應(yīng)用到電氣工程自動(dòng)化控制工作中，其中非常重要的一點(diǎn)就是閉環(huán)控制，其中 PLC 技術(shù)的閉環(huán)控制在內(nèi)容上主要涉及了電液執(zhí)行單位、轉(zhuǎn)速測(cè)量單位以及電子調(diào)節(jié)單位等，可以保證轉(zhuǎn)速測(cè)量工作的有效開展，同時(shí)還能對(duì)調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)合理的控制。將PLC技術(shù)應(yīng)用到電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)當(dāng)中，當(dāng)動(dòng)力泵處于開啟狀態(tài)時(shí)，可以在對(duì)控制器利用的基礎(chǔ)上完成對(duì)模板的控制工作，同時(shí)還能對(duì)泵機(jī)的運(yùn)行效率進(jìn)行采集，從而可以對(duì)主備用泵進(jìn)行合理的選擇。

4.2 開關(guān)控制

在電氣工程及其自動(dòng)化控制的整個(gè)運(yùn)用過(guò)程中，工作人員可將 PLC 技術(shù)當(dāng)作可編程控制器進(jìn)行運(yùn)用，再以實(shí)際要求為依據(jù)使其與運(yùn)行的虛擬斷電器加以有效結(jié)合。然而，在實(shí)際的運(yùn)用過(guò)程中，由于 PLC 控制體系需要運(yùn)用相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間才能完成對(duì)繼電器的通斷管控，會(huì)產(chǎn)生短路保護(hù)時(shí)期不能對(duì)繼電器進(jìn)行合理管控的情況。所以，經(jīng)過(guò)不斷的研究討論后，工作人員可以將 PLC 技術(shù)和自動(dòng)切換體系進(jìn)行有效融合，通過(guò)這樣做，能夠合理解決系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)反應(yīng)太慢的情況，還能夠不斷提升PLC 技術(shù)在開關(guān)控制中的整體運(yùn)用效果及水平。

4.3 將備用電源自動(dòng)投入到相應(yīng)的裝置中

備用電源自動(dòng)輸入到相應(yīng)的裝置中的主要功能就是能有效地提高供電系統(tǒng)在供電等方面的可靠性，并且這種技術(shù)廣泛應(yīng)用在大型企業(yè)的供電系統(tǒng)中。在原有的供電控制系統(tǒng)中輸入備用電源系統(tǒng)，將電源有手動(dòng)模式或自動(dòng)模式切換為后備供電，在這個(gè)過(guò)程中，會(huì)存在幾秒的關(guān)斷時(shí)間，對(duì)電源供電的連續(xù)性和可靠性造成一定的影響[5]。應(yīng)用可編程機(jī)控制，可以對(duì)備用電源裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，在控制的過(guò)程中，系統(tǒng)可以根據(jù)裝置的實(shí)際情況進(jìn)行抗干擾，具有很高的可靠性、操作起來(lái)也相對(duì)簡(jiǎn)單以及接線方便等諸多有點(diǎn)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于目前電氣自動(dòng)化控制體系來(lái)講，PLC技術(shù)是目前較為先進(jìn)的一項(xiàng)技術(shù)。與傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化相比，PLC技術(shù)可對(duì)其許多缺點(diǎn)進(jìn)行合理改善。因此，在企業(yè)中要合理運(yùn)用 PLC 技術(shù)，促進(jìn)人力成本的降低，提升生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)力，減少材料的使用率，不斷整合生產(chǎn)流程，確保企業(yè)效益的最大化實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李彥俊.PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的運(yùn)用探析[J].中國(guó)高新區(qū)，2017（23）：19.

[2] 陳蘊(yùn)博.基于PLC技術(shù)的電氣工程及其自動(dòng)化控制理論分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2017，14（28）：11+13.