PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用探討

陳卓然

摘要：PLC系統(tǒng)主要是用戶通過預(yù)編程，提前編寫好一些功能性程序，然后由CPU控制運(yùn)行這些程序，控制系統(tǒng)按照特定的指令和特定流程從一個(gè)指令過渡到另一個(gè)指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)流程的自動(dòng)化控制。由于PLC技術(shù)的指令信號(hào)傳輸渠道是單向的，因此PLC技術(shù)控制的系統(tǒng)只能從一個(gè)指令變成另一個(gè)指令的單向運(yùn)作，且同一時(shí)間只能運(yùn)行一段程序，像這樣按照既定的程序流程一直循環(huán)下去。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);電氣工程;自動(dòng)化控制

1 PLC技術(shù)的背景與意義

PLC系統(tǒng)的接線量相對(duì)較小，由于PLC系統(tǒng)在輸入端以及輸出端需要應(yīng)用實(shí)際接線，其他內(nèi)部當(dāng)中的線路均能夠利用軟件有效的連接起來，在實(shí)際工作過程當(dāng)中PLC系統(tǒng)能夠自動(dòng)通過程序的方式進(jìn)行存儲(chǔ)，一旦控制要求發(fā)生變化的時(shí)候，只需要將存儲(chǔ)器當(dāng)中的控制程序進(jìn)行修改即可，就能夠有效完成工作，并且不用將接線進(jìn)行變動(dòng)，進(jìn)而能夠明確體現(xiàn)出控制的通用性以及靈活性。

PLC系統(tǒng)屬于計(jì)算機(jī)的一種，在工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制當(dāng)中應(yīng)用較為廣泛，其結(jié)構(gòu)主要包括有接口電路、電源、通信模塊等。在整個(gè)系統(tǒng)中，電源為整個(gè)系統(tǒng)程序運(yùn)作提供動(dòng)力，電源的穩(wěn)定同樣也會(huì)直接影響整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此PLC技術(shù)供應(yīng)商都非常重視對(duì)系統(tǒng)電源的選用和研發(fā)，以追求電源電壓的穩(wěn)定性和蓄電容量作為主要選用標(biāo)準(zhǔn)。在有穩(wěn)定動(dòng)力的前提下，CPU按照既定程序的研判條件，去判斷出整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，將寄存器當(dāng)中的數(shù)據(jù)傳送到對(duì)應(yīng)的輸出裝置。接口電路的作用包括輸入數(shù)據(jù)以及輸出數(shù)據(jù)，不同的電路則有不同的接口所組成，其之間的共同作用將整個(gè)數(shù)據(jù)和信號(hào)的輸入與輸出予以完成。PLC系統(tǒng)的特征主要為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有靈活性，操作非常簡便，可以有效適應(yīng)在復(fù)雜的環(huán)境之下進(jìn)行工作。

2 PLC在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制當(dāng)中的應(yīng)用策略

2.1 順序控制

其指的是在每一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在輸入信號(hào)的作用之下必須要根據(jù)順序予以操作，在具體實(shí)施期間，隨著應(yīng)用時(shí)間的不斷持續(xù)，大部分的設(shè)備能量損耗會(huì)明顯增加。這樣就會(huì)導(dǎo)致企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益受損。為了能夠避免這種現(xiàn)象出現(xiàn)，就需要在系統(tǒng)當(dāng)中加入PLC技術(shù)予以順序控制，通過其開關(guān)量真正實(shí)現(xiàn)對(duì)每一個(gè)機(jī)構(gòu)操作順序予以控制;通過模塊的形式來對(duì)每一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)給予單一控制，進(jìn)而能夠避免由于某一個(gè)機(jī)構(gòu)發(fā)生問題的時(shí)候，不會(huì)對(duì)整個(gè)設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)行帶來不良影響。

例如，對(duì)三項(xiàng)電動(dòng)機(jī)的順序控制通過PLC就能夠給予真正實(shí)現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)M2當(dāng)中的控制電路首先與接觸器當(dāng)中的KM1線圈并接以后在與其自鎖觸頭進(jìn)行串接，這樣就能夠保證電動(dòng)機(jī)M1在啟動(dòng)以后，M2才可以啟動(dòng)順序控制要求。

2.2 開關(guān)控制

其指的是利用控制繼電器的連通與關(guān)斷之間的值，對(duì)電氣設(shè)備給予有效控制。在以往的自動(dòng)化控制期間，開關(guān)量控制的方法還存在一系列的不足之處，例如，敏感性相對(duì)較強(qiáng)、穩(wěn)定性相對(duì)較差等。這些問題對(duì)整個(gè)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行帶來非常大的影響。然而在整個(gè)控制系統(tǒng)過程當(dāng)中加入PLC技術(shù)，不但能夠保證整個(gè)控制過程當(dāng)中的質(zhì)量，同時(shí)還能夠有效降低事故的發(fā)生率，進(jìn)而使整個(gè)電氣設(shè)備的應(yīng)用率顯著提升。

2.3 閉環(huán)控制

閉環(huán)控制主要指，接受輸出的設(shè)備會(huì)將運(yùn)行指令以后的成效通過數(shù)據(jù)作為新一輪的輸出信號(hào)，重新傳輸給CPU進(jìn)行第二輪的研判，CPU向輸出設(shè)備發(fā)布指令后，輸出設(shè)備在運(yùn)行指令后會(huì)再將運(yùn)行成效和自己的運(yùn)行狀態(tài)再次第三輪發(fā)給CPU。像這樣對(duì)PLC系統(tǒng)就是閉環(huán)控制類型。

2.4 運(yùn)動(dòng)控制

運(yùn)動(dòng)控制主要是針對(duì)電氣工程中的各個(gè)部件的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。能夠極大提高系統(tǒng)本身的穩(wěn)定性，同時(shí)也能保證系統(tǒng)按照既定的程序流程完成生產(chǎn)任務(wù)。運(yùn)動(dòng)控制主要是根據(jù)各部件的動(dòng)態(tài)變化的運(yùn)行狀態(tài)，通過集成多個(gè)單片機(jī)的方法對(duì)設(shè)備的耗材部件進(jìn)行監(jiān)控，適時(shí)的更換損耗嚴(yán)重的系統(tǒng)耗材。同時(shí)以發(fā)電廠發(fā)電機(jī)組的PLC技術(shù)控制為例，運(yùn)動(dòng)控制模式的PLC系統(tǒng)相對(duì)架構(gòu)較為龐大，但工作效率較高，同時(shí)能準(zhǔn)確的掌握整個(gè)機(jī)組的設(shè)備運(yùn)作狀態(tài)。

3 PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化當(dāng)中的應(yīng)用前景

PLC的抗干擾性還需要進(jìn)一步增強(qiáng)，一旦當(dāng)整個(gè)生產(chǎn)環(huán)境非常惡劣的時(shí)候或有電磁干擾的時(shí)候，PLC技術(shù)系統(tǒng)在運(yùn)算過程當(dāng)中還是非常容易產(chǎn)生問題，與此同時(shí)這些問題還會(huì)造成部分生產(chǎn)環(huán)境發(fā)生錯(cuò)誤，造成整個(gè)生產(chǎn)無法正常有序的進(jìn)行，因此，提升PLC技術(shù)的穩(wěn)定性是目前迫切需要解決的問題，與此同時(shí)在提升抗干擾能力的過程當(dāng)中，在安裝、設(shè)計(jì)以及應(yīng)用期間也需要盡量的減少不必要的影響，以免對(duì)整個(gè)系統(tǒng)帶來不必要的影響。另外，PLC技術(shù)要吸取其他相類似系統(tǒng)當(dāng)中的優(yōu)點(diǎn)予以不斷完善自身，DCS技術(shù)已經(jīng)逐漸完善，PLC技術(shù)與DCS技術(shù)之間相互吸收當(dāng)中的優(yōu)點(diǎn)，并且予以同化，進(jìn)而發(fā)展成為了一個(gè)全新的控制系統(tǒng)，即FCS系統(tǒng)，這就是最為有利的結(jié)合。在將原系統(tǒng)當(dāng)中的特性予以保存下來，并且FCS系統(tǒng)對(duì)我國工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展起到良好的促進(jìn)作用，最終使數(shù)字化控制予以充分體現(xiàn)。

4 結(jié)語

PLC技術(shù)應(yīng)用在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制當(dāng)中，能夠?qū)?fù)雜的繼電器邏輯予以有效簡化，使整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性明顯提高，同時(shí)在一定程度上，將整個(gè)設(shè)備當(dāng)中的結(jié)構(gòu)予以不斷完善，使一系列生產(chǎn)以及應(yīng)用成本進(jìn)一步降低。另外，采取PLC技術(shù)，工作人員可以在相對(duì)較短的時(shí)間以內(nèi)就可以熟悉掌握相關(guān)操作技巧和維修工作，因此，在諸多方面均存在非常明顯的優(yōu)勢，PLC技術(shù)在我國工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)方面也提供了非常重要的參考依據(jù)。相信在不久的將來，仍然需要將目前的PLC技術(shù)予以改進(jìn)，能夠使PLC技術(shù)在復(fù)雜的環(huán)境當(dāng)中進(jìn)行有效控制，進(jìn)而對(duì)電氣自動(dòng)化控制得以持續(xù)、良好的發(fā)展。

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