PLC在工業(yè)電氣自動化中的應(yīng)用研究

高舒雅

摘 要：我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，與工業(yè)的大力進(jìn)步是離不開的。近些年隨著國內(nèi)電子技術(shù)與信息技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，電氣自動化越來越受到重視。PLC作為一種可編程的存儲器，能夠更好地促進(jìn)電氣自動化在工業(yè)中的應(yīng)用，能夠有效地提高工業(yè)效率。本文從PLC和工業(yè)電氣自動化的概念出發(fā)，分析了PLC的工作原理與特點，重點闡述了PLC在工業(yè)電氣自動化中的具體應(yīng)用，希望能為相關(guān)領(lǐng)域的工作人員及研究人員提供一些理論支持與幫助。

關(guān)鍵詞：PLC；電氣自動化；工業(yè)

1 PLC概述

可編程的邏輯控制器，英文為ProgrammableLogicControlle，本文重點闡述的PLC是它的英文縮寫。PLC作為一種新型的通用的可自動控制的裝置，可以實現(xiàn)對工業(yè)環(huán)境的控制，因此主要被人們應(yīng)用于工業(yè)電氣自動化技術(shù)中。PLC很好地融合了計算機技術(shù)、通信技術(shù)與繼電器技術(shù)，所以人們在使用它時能夠感知到其在操作上的便捷。

1.1 PLC的工作流程 ①輸入采樣。PLC第一個工作階段，是為輸入采樣階段。PLC讀取采樣數(shù)據(jù)的方式是掃描，在掃描的同時，PLC會將讀取到的數(shù)據(jù)存儲在自身攜帶的輸入/輸出映像區(qū)中，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)采樣之后，PLC隨即會轉(zhuǎn)入用戶程序，并繼續(xù)執(zhí)行輸出刷新操作。在這一過程中，輸入/輸出映像區(qū)中所接收的數(shù)據(jù)不會因為輸入的數(shù)據(jù)狀態(tài)發(fā)生改變而改變。因此，在PLC以脈沖信號的形式輸入數(shù)據(jù)時，對該信號的要求就是寬度一定要比一個掃描周期大，因為只有比一個掃描周期大才能最終保證在任何情況下都可以讀取到輸入的數(shù)據(jù)與信息。②程序執(zhí)行。PLC第二個工作階段，是為程序執(zhí)行階段。用戶程序在執(zhí)行的過程中，PLC是按照自上而下的執(zhí)行順序?qū)χM(jìn)行掃描，并且按照這一固定的順序與路線對之加以運算。之后再根據(jù)得出的運算結(jié)果對存儲區(qū)中的狀態(tài)或者入/輸出映像中的狀態(tài)進(jìn)行刷新操作，從而確定用戶程序中的處理指令是否需要執(zhí)行。③系統(tǒng)輸出刷新。PLC第三個工作階段，是為系統(tǒng)輸出刷新階段，這一階段的工作是可編程控制器所要完成的真正任務(wù)。PLC在這一階段需要完成的操作是在執(zhí)行完用戶程序之后的刷新操作。在這一過程中，系統(tǒng)的CPU（中央處理器）將會以輸入/輸出映像中相應(yīng)的狀態(tài)以及在第二個工作階段中輸入的數(shù)據(jù)為根據(jù)來進(jìn)行鎖存電路的操作。在此之后，PLC還要完成其他外設(shè)驅(qū)動的工作。

1.2 PLC的特點 ①極高的可靠性與抗干擾力。強大的自我診斷能力、及時的錯誤信息反饋和故障檢測、能夠進(jìn)行屏蔽、濾波、隔離等功能的硬件措施、積極保護(hù)信息、恢復(fù)信息、設(shè)置警戒時鐘……這些軟件措施都使得PLC具有極高的可靠性與抗干擾力。②極強的通用性與可變的控制程序。PLC在硬件裝置方面品種齊全，而且可以組成能夠滿足不同用戶需求的控制系統(tǒng)，用戶在使用與操作時也十分便利。③廣泛的適用性。隨著科學(xué)技術(shù)與信息技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代PLC不僅僅可以實現(xiàn)邏輯運算、計時計數(shù)、順序控制等方面的功能，還可以進(jìn)行數(shù)字和模擬量的輸入/輸出、通信、人機對話等功能。用戶可以利用PLC控制一整個生產(chǎn)過程。④簡單且容易掌握的編程。目前，有些技術(shù)操作需要專業(yè)的人士進(jìn)行，而且比較復(fù)雜不易于掌握。PLC由于采用的方式都是梯形圖編程，線路相對而言比較清晰簡單，而且配備有專門的用戶手冊，用戶只要經(jīng)過仔細(xì)的閱讀與短期的訓(xùn)練就可以學(xué)會編程與控制程序。⑤減少工作量。PLC的用戶程序可以讓電氣自動化的員工在實驗室就進(jìn)行相關(guān)的模擬調(diào)試，現(xiàn)場調(diào)試工作量被大大降低。此外，PLC運用了軟件取代了傳統(tǒng)的中間繼電器與時間繼電器，原本需要花費大量時間與精力的控制柜設(shè)計安裝工作量被大大減少。

2 工業(yè)電氣自動化概述

工業(yè)電氣自動化，顧名思義就是在工業(yè)企業(yè)中應(yīng)用電氣自動化。電氣自動化主要包括技術(shù)領(lǐng)域的電子技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電機電器技術(shù)與機電一體化等等技術(shù)內(nèi)容。隨著計算機技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)電氣自動化在技術(shù)方面獲得了愈來愈強有力的支撐，同時，工業(yè)也隨之獲得了更好的發(fā)展，國內(nèi)國民經(jīng)濟也進(jìn)一步得到了增長。

3 PLC在工業(yè)電氣自動化中的具體應(yīng)用

3.1 PLC在傳統(tǒng)機床系統(tǒng)中的應(yīng)用 工業(yè)企業(yè)中傳統(tǒng)的機床系統(tǒng)都是采用的易出現(xiàn)觸頭接觸不良與線路老化情況的電氣控制模式，這樣勢必會導(dǎo)致工業(yè)企業(yè)的工作效率低下、能源消耗大以及機器故障率高等不利于企業(yè)發(fā)展的后果。針對這些問題，PLC可以對傳統(tǒng)機床系統(tǒng)的電氣部分進(jìn)行改造，改造的內(nèi)容一方面是軟件一方面是硬件。PLC系統(tǒng)不僅僅可以通過編程對其加以控制，還可以對實時運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。這樣可以大大提高傳統(tǒng)機床系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證機床運作的效率，企業(yè)機器維護(hù)的成本得到降低，能源消耗也被降低了。工業(yè)企業(yè)機床設(shè)備由此從傳統(tǒng)的電氣控制轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嬁刂婆c數(shù)字控制。

3.2 PLC在火電系統(tǒng)中的應(yīng)用 火電廠作為工業(yè)企業(yè)的分類之一，PLC在其中也獲得了廣泛的應(yīng)用。水處理系統(tǒng)、輸煤系統(tǒng)、除渣系統(tǒng)和除灰系統(tǒng)都是火電廠的輔助系統(tǒng)，而且大量的順序控制與開關(guān)量控制在這些系統(tǒng)的工藝流程中是非常之有必要的。PLC不但可以對上面所提及到火電系統(tǒng)的任一系統(tǒng)中的任一工藝流程加以控制，還可以利用該系統(tǒng)的通訊模塊將火電廠全部的數(shù)據(jù)通信逐一都實現(xiàn)，如此一來，火電廠各輔助系統(tǒng)的運行情況也就輕而易舉被掌握了。

3.3 PLC在煤礦系統(tǒng)中的應(yīng)用 我國作為一個煤礦大國，實現(xiàn)煤礦領(lǐng)域每個系統(tǒng)的電氣自動化有利于提高煤的產(chǎn)量，更對防范安全事故有著重要的作用。現(xiàn)在一般將PLC應(yīng)用在煤礦的通風(fēng)機自動化監(jiān)控系統(tǒng)中，在這一過程中，以高性能傳感器為輔助，通風(fēng)機的各種狀態(tài)都能被實時監(jiān)控到。而且在無人值班守夜的情況下，可以在中央控制室實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，最大限度地滿足了生產(chǎn)需求。PLC的故障診斷程序能夠為煤礦工作人員提供最基本的信息，以及時進(jìn)行故障查詢與維護(hù)。

4 結(jié)束語

工業(yè)在一個國家國民經(jīng)濟中占據(jù)了重要部分，因此一定要將新興的科技大力引進(jìn)工業(yè)領(lǐng)域中，電氣自動化在工業(yè)中的應(yīng)用有助于提高工業(yè)效率、降低成本與能耗，但傳統(tǒng)電氣自動化還存在一些問題與弊端，需要及時創(chuàng)新與發(fā)展。本文重點闡釋的PLC控制系統(tǒng)，因其極高的可靠性與抗干擾力以及廣泛的適用性、簡單已掌握的編程等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于工業(yè)電氣自動化中。

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