電氣自動化控制中PLC 的應(yīng)用分析

盧吉昱

丹東東方測控技術(shù)股份有限公司 遼寧丹東 118000

PLC 技術(shù)又叫可編輯控制器，該技術(shù)的出現(xiàn)為各行各業(yè)，特別是電氣工程帶來了很大的轉(zhuǎn)變。PLC 技術(shù)是以計(jì)算機(jī)編碼技術(shù)為基礎(chǔ)，通過編碼順序來達(dá)成對機(jī)械設(shè)備的控制。其在機(jī)械設(shè)備控制中主要發(fā)揮的功能有兩項(xiàng)，分別是技術(shù)定時(shí)和計(jì)算。PLC 控制技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢，結(jié)合了計(jì)算機(jī)技術(shù)，在控制程序方面具有更高的可靠性，更強(qiáng)的工作效率，還能靈活地轉(zhuǎn)變自身的程序，應(yīng)對各種各樣的控制問題。

1 PLC 控制系統(tǒng)概述

PLC 控制系統(tǒng)以編程為基礎(chǔ)，驅(qū)動中央處理器存儲器、輸入輸出電路接口、電源以及通信模塊等。PLC 控制系統(tǒng)包括硬件部分和軟件部分，硬件和軟件結(jié)合，驅(qū)動控制程序?qū)崿F(xiàn)電氣自動化。除了程序編寫，PLC 控制系統(tǒng)還能根據(jù)實(shí)際的數(shù)字控制，按照串行形式設(shè)置內(nèi)部CPU順序，同時(shí)進(jìn)行程序編程和運(yùn)行。設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，子程序和中斷程序等構(gòu)成軟件模塊，驅(qū)動電氣線路和抗干擾模塊的運(yùn)行。從當(dāng)前技術(shù)的應(yīng)用效果看，軟件設(shè)計(jì)是重要組成部分。編程方法包括狀態(tài)表法、流程圖法、邏輯代數(shù)法以及功能圖法。設(shè)計(jì)程序時(shí)，查找輸出對象，確定關(guān)斷條件，按照編程公式，結(jié)合PLC編程要求建立梯形圖。梯形圖比語句表述更加直觀。調(diào)試系統(tǒng)在電路斷開的環(huán)境下運(yùn)行，模擬開關(guān)信號，調(diào)試系統(tǒng)的軟件部分[1]。通過綜合應(yīng)用電位器和萬用表，模擬多種現(xiàn)場信號，觀察PLC 輸出的邏輯關(guān)系，用電腦直接進(jìn)行模擬調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試。現(xiàn)場PLC 電氣控制時(shí)，要斷開主電氣才能開始調(diào)試，同時(shí)仍需對軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行編寫，滿足控制要求才能交付使用。

2 PLC 技術(shù)在自動化控制設(shè)計(jì)中的應(yīng)用對策

2.1 順序控制

隨著電氣自動化系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)間越來越長，系統(tǒng)的能耗隨之增大，進(jìn)而持續(xù)產(chǎn)生能耗，如果系統(tǒng)的靈活性不足，必然會受各方面因素影響而產(chǎn)生能耗。而借助PLC 技術(shù)的應(yīng)用，則能有效控制系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)順序，減少消耗。PLC 技術(shù)可以當(dāng)作順序控制器，如在火力發(fā)電廠中結(jié)合PLC 技術(shù)進(jìn)行自動控制，可以遵循一定的順序分離電氣生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的爐渣和飛灰。針對現(xiàn)場傳播、主站層、遠(yuǎn)程控制方面，完善技術(shù)應(yīng)用方法，可以提升PLC 技術(shù)的順序控制效果。在電氣自動化控制過程中，為了保證控制的順序性及靈敏度，要不斷優(yōu)化傳統(tǒng)繼電器控制元件，并且要保證自動化設(shè)備控制的模塊化。在運(yùn)行中，為避免設(shè)備控制質(zhì)量與順序出現(xiàn)混亂，影響設(shè)備的反應(yīng)靈敏度，需采取自動化設(shè)備單獨(dú)控制的手段，保證反應(yīng)的即時(shí)性。在人機(jī)接口的主站層和遠(yuǎn)程IQ 站等結(jié)構(gòu)，如果使用PLC 技術(shù)進(jìn)行控制，需要利用現(xiàn)場傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)完成控制點(diǎn)優(yōu)化，并且要利用集控室的PLC 系統(tǒng)做好電氣自動化設(shè)備的控制盒管控。利用順序控制的優(yōu)點(diǎn)完成控制，能有效提升電氣自動化設(shè)備的控制效率[2]。

2.2 開關(guān)量控制

PLC 技術(shù)在控制系統(tǒng)中不斷實(shí)踐和應(yīng)用的整個過程，其關(guān)鍵是利用編程儲存器代替繼電器進(jìn)行生產(chǎn)的，從而實(shí)現(xiàn)對機(jī)械設(shè)備的控制，并不斷地提高其控制水平。周圍環(huán)境的條件會直接影響到開關(guān)量控制的效果，從而影響到電氣設(shè)備的運(yùn)行效率，對PLC技術(shù)在開關(guān)量控制中應(yīng)用的不斷研究可以發(fā)現(xiàn)，將PLC 技術(shù)中的通信技術(shù)和繼電器相結(jié)合，能夠使電氣設(shè)備自身得到有效控制，保證電氣控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行和企業(yè)正常生產(chǎn)，這樣可以在一定程度上加強(qiáng)對機(jī)器設(shè)備的準(zhǔn)確控制，從而使得技術(shù)人員在PLC 技術(shù)的開關(guān)量控制中操作更加簡便。因此，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)充分把握這一特點(diǎn)。

2.3 控制模擬量

如溫度、電壓以及電流等，可采用模擬量控制的方法。PLC控制系統(tǒng)控制模擬量時(shí)，采用工業(yè)控制電子裝置。在連續(xù)性生產(chǎn)過程中，工業(yè)生產(chǎn)針對大中型設(shè)備控制模擬量，配置模擬量與數(shù)字量相互轉(zhuǎn)換的A/D 單元和D/A 單元，并轉(zhuǎn)換外電路的模擬量，把PLC控制系統(tǒng)的數(shù)字量以特殊的單元組成進(jìn)行整合，穩(wěn)定控制電流、電壓以及溫度。例如，在小型機(jī)上設(shè)置8 位二進(jìn)制數(shù)，大中型機(jī)場設(shè)置12 位二進(jìn)制，進(jìn)行數(shù)字量輸入輸出的同時(shí)進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算；可以運(yùn)用PID 指令進(jìn)行比例、微分以及積分運(yùn)算，輸出相應(yīng)的偏差質(zhì)量。

3 PLC 技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制中的應(yīng)用趨勢

在當(dāng)前利用PLC 技術(shù)可以提升電氣設(shè)備控制的自動化水平，發(fā)揮PLC 技術(shù)的重要作用。當(dāng)前，電氣設(shè)備的運(yùn)算速度、存儲容量以及智能化水平顯著提升，PLC 技術(shù)的應(yīng)用使得電氣設(shè)備的功能不斷拓展，革新了設(shè)備的通信系統(tǒng)及人機(jī)互動界面，提升了操作的便利性，針對不同控制場合提升了適應(yīng)性。在改善升級大型工業(yè)電氣設(shè)備的過程中，PLC 控制技術(shù)的應(yīng)用效果突出。在應(yīng)用PLC 技術(shù)的過程中，主要有輸入關(guān)鍵信號、執(zhí)行設(shè)定程序和輸出精確結(jié)果等階段，需要加強(qiáng)這三個方面的配合，持續(xù)完善三個階段的銜接。針對輸入數(shù)據(jù)階段，需要提升數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性；針對PLC 控制器的程序掃描，應(yīng)在設(shè)定程序階段遵循科學(xué)方法和順序，保障程序計(jì)算結(jié)果的有效性和結(jié)果；評估控制器的應(yīng)用中，需要結(jié)合預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行程序，對比采樣輸入數(shù)據(jù)和結(jié)果，判定是否執(zhí)行了用戶設(shè)定的程序。PLC 技術(shù)在計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)DCS 中也有良好的應(yīng)用效果[3]。

4 結(jié)語

PLC 技術(shù)在電氣控制系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，有效地提高了電氣控制系統(tǒng)的安性能和效率，電氣設(shè)備自動化為企業(yè)創(chuàng)造了更大的經(jīng)濟(jì)效益，也為我國工業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)了巨大的力量。