淺談嵌入式PLC在電氣自動化領(lǐng)域中的應(yīng)用

吳哲源

摘 要：嵌入式PLC在電氣智能化方面具有良好的發(fā)展前景，在全球各地均有普遍的使用基礎(chǔ)?；诖耍疚暮喴榻B了嵌入式PLC的含義，分析了嵌入式PLC的工作原理，然后詳細闡述了電氣自動化方面嵌入式PLC的運用，并介紹了嵌入式PLC今后的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：嵌入式PLC;電氣智能化;工作原理;運用分析

近幾年，國家經(jīng)濟邁向了持續(xù)高速發(fā)展階段，各類工業(yè)生產(chǎn)提高了控制系統(tǒng)的性能要求。PLC技術(shù)的產(chǎn)生在很大程度上處理了這個問題，但在PLC技術(shù)的應(yīng)用初級過程，并未起到應(yīng)用的作用。隨著科技的進步，PLC技術(shù)從具體工業(yè)現(xiàn)狀及應(yīng)用需求出發(fā)加以改進，迎合了現(xiàn)代化工業(yè)建設(shè)要求。隨著社會的進步，工業(yè)對PLC技術(shù)的要求將逐漸提高。

1、嵌入式PLC的含義及特征

1.1含義

電氣智能化內(nèi)的嵌入式PLC實際上是指編程控制器，這是為工業(yè)生產(chǎn)而特意設(shè)計加工的。智能化嵌入式PLC是一種數(shù)字計算控制電子平臺，采取的可編程存儲器重點是用其來進行邏輯計算、順序操控、定時、計數(shù)以及算數(shù)計算操作信號的，而且其也能夠基于數(shù)字量與模擬量完成輸入、輸出，并管理各種機械以及生產(chǎn)階段。PLC是計算機技術(shù)與原有機電接觸操控系統(tǒng)相統(tǒng)一的產(chǎn)物，其具有接觸點接線方便、穩(wěn)定性加、功耗少、通用性與靈活性好等優(yōu)點，另外，智能化嵌入式PLC還可以起到微處理器作用，以保障工業(yè)生產(chǎn)正常展開。

1.2特征

嵌入式PLC既有反應(yīng)迅速、防干擾性能高等特征，而且還具備操作簡便的特征。①PLC反應(yīng)迅速，是由于其將以往的機械觸電繼電器改成已定義的輔助設(shè)備，而且用內(nèi)部邏輯關(guān)系取代了原本的邏輯關(guān)系。該種情況下，原本繼電設(shè)備的節(jié)點變?yōu)闀r間約為0，不考量原本繼電設(shè)備的返回系數(shù)，也可以提升PLC穩(wěn)定性。②就防干擾性能來說，PLC技術(shù)也遠遠超過繼電器技術(shù)，并且可以在繁瑣的工業(yè)區(qū)應(yīng)用。③PLC系統(tǒng)操作時較為簡便。該種控制系統(tǒng)早操控時，通常是用簡單的信號來處理，能夠用相關(guān)形象或者直觀簡單的流程來操作。該種操作技術(shù)較為適用在現(xiàn)場操作中，就算操作者缺少很高的技能，也可以對其進行良好操控。

2、嵌入式PLC的工作原理

1）輸入取樣過程。PLC要對輸入數(shù)據(jù)的狀態(tài)以及相關(guān)信息根據(jù)設(shè)置好的程序完成掃描，掃描得到的信息及數(shù)據(jù)傳遞至相應(yīng)的I/O映象區(qū)系統(tǒng)中。其輸入取樣過程結(jié)束后，就會智能進到下個過程，即嵌入式PLC客戶執(zhí)行過程與輸出刷新過程。在輸入取樣過程，無論輸入狀態(tài)以及相關(guān)信息怎樣改變，均與I/O映象區(qū)中的相應(yīng)系統(tǒng)無任何聯(lián)系，不會轉(zhuǎn)變在I/O映象區(qū)中的狀態(tài)及信息。

2）客戶執(zhí)行過程。客戶以PLC為前提掃描梯形圖格式的流程，掃描標準早就設(shè)置好了，“從上至下，從左至右”，而且還會掌控掃描流程的銜接觸點和線路。基于此，根據(jù)空間結(jié)構(gòu)布局按規(guī)定對銜接觸點的線路展開邏輯化計算，而且其計算結(jié)果將刷新保存區(qū)的狀態(tài)，最終根據(jù)梯形圖上的程序信號執(zhí)行相關(guān)流程。

3）輸出刷新過程?？蛻袅鞒虙呙韬筮€應(yīng)當刷新一次。嵌入式PLC的中央處理器按照I/O映象區(qū)中的相關(guān)狀態(tài)及信息，刷新所有輸出鎖存線路，然后區(qū)中輸出線路相應(yīng)的外設(shè)，該種循環(huán)狀態(tài)就完成了PLC平臺的全面輸出。

3、電氣自動化方面嵌入式PLC的具體運用

自動化PLC系統(tǒng)運用早期，大都用作工業(yè)生產(chǎn)智能化系統(tǒng)各種開關(guān)量操控，在很大程度上提升了工作效率，但在服務(wù)質(zhì)量上尚不可觀。如在冶金制造中，對控制平臺模擬信息的處理能力較低、監(jiān)控與通信能力很弱、在大量生產(chǎn)中難以勝任繁瑣生產(chǎn)環(huán)節(jié)系統(tǒng)控制需求。隨著時代的進步，工業(yè)改革也持續(xù)深入，節(jié)能已變成社會發(fā)展的核心。通過不斷完善的PLC技術(shù)被推廣用于工業(yè)制造中[1]。此時的PLC系統(tǒng)既可以完成單一制造工藝流程，而且還能夠通過模塊與通訊總線的方式協(xié)調(diào)操控整個企業(yè)制造過程。

PLC技術(shù)的及時、智能化控制機理在很大程度上減少了員工的操作強度，而且也營造了較好的工作條件。針對傳統(tǒng)電氣平臺而言，其通常會采取控制類電磁型繼電器部件，控制平臺采取電磁部件。這兩類電磁部件會因本身觸點較多而降低其原本穩(wěn)定性能，加之系統(tǒng)是由諸多繁瑣的接線組成的，如此就提高了系統(tǒng)維修的困難性。為有效處理這個問題，嵌入式PLC系統(tǒng)就是最好的選擇。該種系統(tǒng)用諸多軟繼電器取代了原本系統(tǒng)內(nèi)的實物部件，可以提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且還可以大幅度提升員工的工作效率。員工僅需根據(jù)履歷做簡單的分項處理就可以對其加以控制。產(chǎn)生系統(tǒng)問題后，PLC技術(shù)也會智能關(guān)閉并傳出預警指令。另外，該種系統(tǒng)也可以防止二次接線問題，線路可以在各個公共端完成接線。如此既不會出現(xiàn)錯誤搭接情況，又無需配置相關(guān)的閃光電源，在很大程度上可以減少能耗，節(jié)約成本。在具體操作中，僅需做好簡單的接線工作就能夠簡化開關(guān)總量，而且還可以操控多臺斷路，統(tǒng)一顯示信號。

由此得知，PLC系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性與便利性，但其也存在一些問題。PLC系統(tǒng)管理與整合多層流程中，一般會由于PLC系統(tǒng)故障而不能滿足系統(tǒng)標準。PLC是封閉設(shè)施，僅能在生產(chǎn)廠商得到修改[2]。再加之PLC性能是基于特殊性能的，在操作時要有相關(guān)硬件芯片方可發(fā)揮其功能，并且該種硬件系統(tǒng)經(jīng)常產(chǎn)生功能不全情況，這樣極大限制著PLC系統(tǒng)功能的發(fā)揮。另外，由于可編程流程屬于一種專用平臺，受其穩(wěn)定性的限制，PLC相關(guān)功能不能基于嵌入式實時操控平臺得以實現(xiàn)。為了充分發(fā)揮出PLC系統(tǒng)的作用，需要對嵌入式PLC技術(shù)的發(fā)展趨勢進行深究。

4、電氣自動化方面嵌入式PLC的發(fā)展趨勢

PLC是工業(yè)生產(chǎn)智能化控制系統(tǒng)，一般情況下，無需任何保護對策就可以直接用于工業(yè)中。但是，因為受到生產(chǎn)條件的限制，尤其是安裝不當或者電磁干擾的作用，導致其程序失誤和運算錯誤，從而令生產(chǎn)的輸入與輸出過程產(chǎn)生錯誤并引起設(shè)備失控現(xiàn)象。該種情況是PLC系統(tǒng)應(yīng)用早期常常會面臨的問題，之后通過全面分析，在生產(chǎn)規(guī)劃過程提升其防干擾性能并加強多方協(xié)作，有效處理了這個問題。隨著信息化、網(wǎng)絡(luò)化的逐漸完成，工業(yè)系統(tǒng)內(nèi)在PLC技術(shù)也在逐步進步并日益邁向成熟。PLC技術(shù)在發(fā)展階段，不斷融合信息化與網(wǎng)絡(luò)化的性能，在逐漸同化的階段出現(xiàn)了新的控制平臺[3]。該種新型控制平臺是嵌入式系統(tǒng)基于原有系統(tǒng)得到的，是以工業(yè)現(xiàn)況及工業(yè)生產(chǎn)要求為基礎(chǔ)發(fā)展出現(xiàn)的，不但具備原有系統(tǒng)功能，而且還具有信息化與自動化特征，可以更好完成自動化生產(chǎn)。伴隨時代的進步，該種智能化嵌入式PLC技術(shù)會得到更好發(fā)展，憑借其優(yōu)越的功能廣泛用于各個領(lǐng)域，為工業(yè)化的發(fā)展提供先進的技術(shù)支持。

5、結(jié)束語

總之，電氣自動化方面使用嵌入式PLC系統(tǒng)，其起到了較強的數(shù)據(jù)運算與處理性能，應(yīng)用十分便利，并且應(yīng)用與維修費用較低，具有顯著優(yōu)勢。嵌入式PLC系統(tǒng)用于電氣自動化方面，克服以往的電氣控制方式及思維，具有初級的智慧化管理，促使人類的生活工作可以更為便捷，發(fā)揮出了嵌入式PLC系統(tǒng)在人民生活方方面面的應(yīng)用價值。

參考文獻：

[1]謝富珍.嵌入式PLC在電氣自動化領(lǐng)域中的應(yīng)用研究[J].時代農(nóng)機，2018，45（11）：45.

[2]郭強.電氣自動化中嵌入式PLC的應(yīng)用發(fā)展[J].電子世界，2016（06）：21-23.

[3]臧蕓.電氣自動化中嵌入式PLC的應(yīng)用發(fā)展分析[J].機電信息，2012（15）：43+45.