PLC在工業電氣自動化的研究應用

董鵬

摘要：近些年隨著國內電子技術與信息技術的創新與發展，電氣自動化越來越受到重視。PLC作為一種可編程的存儲器，能夠更好地促進電氣自動化在工業中的應用，能夠有效地提高工業效率。本文從PLC和工業電氣自動化的概念出發，重點闡述了PLC在工業電氣自動化中的具體應用，希望能為相關領域的工作人員及研究人員提供一些理論支持與幫助。

關鍵詞：PLC技術；工業電氣；自動化應用

中圖分類號：TM76文獻標識碼：A

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，可以實現對工業環境的控制，因此主要被人們應用于工業電氣自動化技術中。PLC很好地融合了計算機技術、通信技術與繼電器技術，人們在使用它時能夠感知其在操作上的便捷。

2 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讀取采樣數據的方式是掃描，在掃描的同時，PLC會將讀取到的數據存儲在自身攜帶的輸入/輸出映像區中，當輸入數據采樣之后，PLC隨即會轉入用戶程序，并繼續執行輸出刷新操作。過程中，輸入/輸出映像區中所接收的數據不會因為輸入的數據狀態發生改變而改變。因此，在PLC以脈沖信號的形式輸入數據時，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據與信息。②程序執行。PLC第二個工作階段，是為程序執行階段。用戶程序在執行的過程中，PLC是按照自上而下的執行順序對之進行掃描，并且按照這一固定的順序與路線對之加以運算。之后再根據得出的運算結果對存儲區中的狀態或者入/輸出映像中的狀態進行刷新操作，從而確定用戶程序中的處理指令是否需要執行。③系統輸出刷新。PLC第三個工作階段，是為系統輸出刷新階段，這一階段的工作是可編程控制器所要完成的真正任務。PLC在這一階段需要完成的操作是在執行完用戶程序之后的刷新操作。在這一過程中，系統的CPU（中央處理器）將會以輸入/輸出映像中相應的狀態以及在第二個工作階段中輸入的數據為根據來進行鎖存電路的操作。在此之后，PLC還要完成其他外設驅動的工作。

3 PLC的特點和優勢

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、能夠進行屏蔽、濾波、隔離等功能的硬件措施、積極保護信息、恢復信息、設置警戒時鐘……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，用戶在使用與操作時也十分便利。③廣泛的適用性。隨著科學技術與信息技術的發展，現代PLC不僅僅可以實現邏輯運算、計時計數、順序控制等方面的功能，還可以進行數字和模擬量的輸入/輸出、通信、人機對話等功能。用戶可以利用PLC控制一整個生產過程。④簡單且容易掌握的編程。目前，有些技術操作需要專業的人士進行，而且比較復雜不易于掌握。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，用戶只要經過仔細的閱讀與短期的訓練就可以學會編程與控制程序。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行相關的模擬調試，現場調試工作量被大大降低。此外，PLC運用了軟件取代了傳統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計安裝工作量被大大減少。

4 PLC在工業電氣自動化中的具體應用

4.1 PLC在傳統機床系統中的應用

工業企業中傳統的機床系統都是采用的易出現觸頭接觸不良與線路老化情況的電氣控制模式，這樣勢必會導致工業企業的工作效率低下、能源消耗大以及機器故障率高等不利于企業發展的后果。針對這些問題，PLC可以對傳統機床系統的電氣部分進行改造，改造的內容一方面是軟件一方面是硬件。PLC系統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進行監控。這樣可以大大提高傳統機床系統的穩定性，保證機床運作的效率，企業機器維護的成本得到降低，能源消耗也被降低了。工業企業機床設備由此從傳統的電氣控制轉變為邏輯控制與數字控制。

4.2 PLC在火電系統中的應用

火電廠作為工業企業的分類之一，PLC在其中也獲得了廣泛的應用。水處理系統、輸煤系統、除渣系統和除灰系統都是火電廠的輔助系統，而且大量的順序控制與開關量控制在這些系統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的任一系統中的任一工藝流程加以控制，還可以利用該系統的通訊模塊將火電廠全部的數據通信逐一都實現，如此一來，火電廠各輔助系統的運行情況也就輕而易舉被掌握了。

4.3 PLC在煤礦系統中的應用

我國作為一個煤礦大國，實現煤礦領域每個系統的電氣自動化有利于提高煤的產量，更對防范安全事故有著重要的作用。現在一般將PLC應用在煤礦的通風機自動化監控系統中，以高性能傳感器為輔助，通風機的各種狀態都能被實時監控到。而且在無人值班守夜的情況下，可以在中央控制室實現遠程監控，最大限度地滿足了生產需求。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，以及時進行故障查詢與維護。

4.4信息通信中的應用

PLC技術的使用給工業自動化的網絡信息發展起到了積極的促進作用，相關設備的生產廠家也都開始重視研究和推出自己的信息系統。就目前的情況看，PLC的通信接口是比較先進的。

結束語

通過以上對于PLC技術的優勢和實際運用的詳細分析可以明顯的看出，PLC技術的廣泛應用是有著其必然因素的，它的操作簡單、靈活很容易被工作人員接受。同時其技術的不斷發展進步，能夠完全適應工業自動化的需求。

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