PLC在電氣自動化中的應(yīng)用探究

熊太友

摘 要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，電氣自動化設(shè)備在我國各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，在互聯(lián)網(wǎng)時代的背景下，我國邁向了數(shù)字時代，PLC控制系統(tǒng)也逐漸引起了相關(guān)企業(yè)的廣泛關(guān)注。基于此，本文首先對PLC控制系統(tǒng)的概念進行闡述，然后對電氣自動化中PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢進行分析，最后對電氣自動化設(shè)備中PLC控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用進行探討，希望為相關(guān)人士提供有價值的參考。

關(guān)鍵詞：PLC控制系統(tǒng)；電氣自動化；應(yīng)用探究

中圖分類號：S78 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）21-0047-02

電氣自動化與人們的生活、工業(yè)的生產(chǎn)都具有密切的聯(lián)系，現(xiàn)已得到了飛速的發(fā)展，成為我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)不可或缺的一部分，廣泛應(yīng)用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防等領(lǐng)域，掌握著我國國民經(jīng)濟發(fā)展的命脈。PLC控制系統(tǒng)對電氣自動化的優(yōu)勢進行了強化，是目前我國最為先進的一種科學(xué)技術(shù)之一，這種技術(shù)的使用增強了電氣自動化設(shè)備的穩(wěn)定性能，并且操作起來簡單方便，可以使我國電氣自動化設(shè)備朝著科學(xué)化、規(guī)范化的方向發(fā)展。由此可見，對電氣自動化設(shè)備中PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用進行探討具有重要的現(xiàn)實意義。

1 PLC控制系統(tǒng)的內(nèi)涵

PLC英文名為Programmable Logic Controller，PLC控制系統(tǒng)實質(zhì)上是一種可編程控制器，這種系統(tǒng)的應(yīng)用對傳統(tǒng)的繼電器控制裝置進行了取代，目前我國PLC控制系統(tǒng)的功能正在不斷完善，例如，在開關(guān)量處理的基本功能基礎(chǔ)上，逐漸增加了模擬量處理與運用控制功能。PLC的硬件結(jié)構(gòu)與微型計算機一致，其組成部分有很多，例如，中央處理單元、程序存儲器、電源等。中央處理單元也被稱為CPU，這一組成部分是PLC控制系統(tǒng)的中樞，它以PLC控制系統(tǒng)所賦予的功能為基礎(chǔ)，對用戶程序和相關(guān)的數(shù)據(jù)進行存儲，并且可以對電源、存儲器等狀態(tài)進行檢查，在PLC控制系統(tǒng)運行的過程中，中央處理系統(tǒng)首先對輸入裝置的數(shù)據(jù)和狀態(tài)以掃描的方式進行接收，且存入相應(yīng)的位置。之后，中央處理系統(tǒng)再將用戶程序從程序存儲器中提取出來進行逐條的讀取，并且通過相應(yīng)的指令將其以一定的邏輯進行編寫，并且傳入到數(shù)據(jù)寄存器中，在所有的數(shù)據(jù)執(zhí)行完畢之后，再將存儲的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)至輸出裝置，進行無限循環(huán)，一直到運行停止[1]。

程序存儲器主要指的是在系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件中存放的儲存裝置。電源對整個PLC控制系統(tǒng)具有重要的作用，沒有電源，PLC控制系統(tǒng)就無法進行啟動，因此相應(yīng)的PLC制造商對于電源的設(shè)計十分重視，一般在電源的設(shè)計上要對其電壓的波動范圍進行控制，盡量使交流電壓控制±10%和±15%的范圍內(nèi)，±10%與±15%主要是指誤差在加減百分之十或加減百分之十五范圍，因為一般電壓都處于這個波動范圍，所以可以不采取其它措施直接連接[1]。

PLC工作原理主要包括輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出更新這三個環(huán)節(jié)。輸入采樣階段就是PLC控制系統(tǒng)將輸入的狀態(tài)和數(shù)據(jù)以掃描的方式進行讀入，之后就到了用戶執(zhí)行階段這一環(huán)節(jié)，在用戶執(zhí)行的階段，只有輸入點處于I/O映象區(qū)內(nèi)時，所存儲的數(shù)據(jù)與狀態(tài)才不會變化，而處于其它位置的數(shù)據(jù)與狀態(tài)都在隨時的發(fā)生變化。用戶執(zhí)行階段PLC控制系統(tǒng)通常對用戶程序進行自上而下、從左到右的順序掃描[2]。最后一個環(huán)節(jié)是輸出更新環(huán)節(jié)，主要是驗收輸出點的觸點情況，這一過程中，同樣的梯形圖在排列次序上都具有較大的差異，這種差異就會出現(xiàn)不同的執(zhí)行結(jié)果，除此之外，用戶掃描的結(jié)果與繼電器控制裝置邏輯運行結(jié)果也各不相同，但是將掃描周期忽略之后，二者之間就不具有明顯的差異性[2]。

2 PLC控制系統(tǒng)在電氣自動化中的應(yīng)用優(yōu)勢

將PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用在自動化的設(shè)備中，可以對數(shù)據(jù)采集和控制這兩大環(huán)節(jié)進行優(yōu)化，有效的提高了機械自動化設(shè)備的運行效果。與傳統(tǒng)的繼電保護裝置相比，PLC控制系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢，其中具體的應(yīng)用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾方面。首先，PLC控制系統(tǒng)的反應(yīng)速度更快，在速度方面可以取得理想的效果，有效的解決繼電保護設(shè)備的延誤問題，進而為電氣自動化設(shè)備的安全運行提供了重要的保障[3]。現(xiàn)階段我國對于電氣自動化的運行要求逐漸提高，任何安全隱患都可能造成系統(tǒng)的整體癱瘓，而PLC控制系統(tǒng)的反應(yīng)速度較高，符合我國電氣自動化設(shè)備中高反應(yīng)速度的要求[3]。

其次，PLC控制系統(tǒng)具有較高的安全性能，由于電氣自動化設(shè)備的運行環(huán)境較差，經(jīng)常受到各類因素的干擾，而將PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用在電氣自動化設(shè)備中，可以有效的對環(huán)境中所存在的威脅因素與進行預(yù)防，進而有效地提高電氣自動化的安全性能，為電氣自動化設(shè)備的安全運行提供保障。

最后，將PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用在電氣自動化設(shè)備中可以對操作進行簡化，PLC控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的繼電器裝置相比，運用了先進的智能化技術(shù)，這種智能化技術(shù)就可以對電氣自動化設(shè)備的操作進行簡化，對其復(fù)雜的流程進行優(yōu)化，這樣就會在一定程度上緩解管理與控制的難度。除此之外，PLC控制系統(tǒng)在維修方面也較為便利，這就在一定程度上緩解了運維人員的工作壓力，在故障發(fā)生時，系統(tǒng)會根據(jù)故障出現(xiàn)的位置對其產(chǎn)生的原因進行分析，并且通過模塊的更換對故障進行處理。

3 PLC控制系統(tǒng)在電氣自動化中的具體應(yīng)用

3.1 開關(guān)控制方面的應(yīng)用

開關(guān)量控制方面的應(yīng)用在電氣自動化設(shè)備的運行中占有重要的地位，開關(guān)控制方面的應(yīng)用可以及時的完成自動化設(shè)備的調(diào)控操作，進而有效減少控制管理中所存在的安全隱患。在PLC控制的實際操作中，工作人員要將工作重點放在開關(guān)的使用量方面，其主要的操作流程如下，PLC控制系統(tǒng)將傳統(tǒng)的繼電器電路所取代，利用PLC控制系統(tǒng)中的運輸機對開關(guān)量進行控制，其中操作流程中所選用的運輸機通常為電動機，電動機的數(shù)量在兩臺以上，首先在開關(guān)量控制方面，PLC控制系統(tǒng)先啟動一臺帯式運輸機，之后按照一定的順序?qū)訖C組依次的啟動，在運輸結(jié)束后，再利用控制開關(guān)來停止帯式運輸機，以此來將運輸中的控制小路進一步提高。

3.2 中央空調(diào)方面的應(yīng)用

中央空調(diào)在人們的日常生活占有重要的地位，為了給人們帶來優(yōu)質(zhì)化的服務(wù)，可以在中央空調(diào)中安裝PLC控制系統(tǒng)，其實際的操作流程如下，PLC控制系統(tǒng)會在空氣處理機啟動時發(fā)出指令，使開戶回風(fēng)門與新風(fēng)們到達指定位置，之后會自行啟動送風(fēng)機，與此同時，在控制變頻器的作用下對風(fēng)機的轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)，進而使空調(diào)溫度達到設(shè)定值，如果在運作的過程中，溫度超過設(shè)定值，PLC控制系統(tǒng)會發(fā)出過濾堵塞報警信號，將溫度控制在可控的范圍之內(nèi)，當(dāng)中央空調(diào)停止運作之后，其新風(fēng)們、回風(fēng)門會自動回復(fù)到全關(guān)的位置，停止其冷水環(huán)泵[4]。

3.3 公路交通系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著我國城市化建設(shè)的不斷加快，公路交通維護城市的重要性日益凸顯，PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用可以實現(xiàn)自動化的操作，從而緩解交通人員的工作壓力。首先PLC控制系統(tǒng)可以對“漸進式”的信號等進行控制，主要是利用PLC控制系統(tǒng)內(nèi)的程序編制器，來實現(xiàn)信號燈的無人化管理，另外，PLC控制器也可以利用自身的聯(lián)網(wǎng)功能，將信號燈的局域網(wǎng)進行協(xié)調(diào)統(tǒng)一管理。其次，可以對車道進行控制，在車道的控制方面，我國已經(jīng)發(fā)明了相應(yīng)PLC車道控制機，具體控制功能體現(xiàn)在以下幾方面，首先PLC控制系統(tǒng)利用自身的軟件編程，對霧燈以及棚燈進行智能控制。其次，PLC控制系統(tǒng)借助于自身的上位機接口，也可以對計算機下傳的數(shù)據(jù)進行接收，并通過編碼指令，將接受的數(shù)據(jù)處理為七段顯示碼，之后數(shù)據(jù)就會通過LED數(shù)碼管顯示出來。

3.4 數(shù)控系統(tǒng)的中的應(yīng)用

在互聯(lián)網(wǎng)時代的背景下，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)逐漸深入到各個領(lǐng)域，基于PLC模式下的數(shù)控技術(shù)，其具體的工作流程如下。首先PLC控制系統(tǒng)在接通電源后，CPU會自行識別中央存儲器中的程序，從第一條程序開始，按照規(guī)定的程序，直至掃描完最后一條程序，這是一個不斷循環(huán)的過程。其次，PLC控制系統(tǒng)中編輯器會對信息的輸入產(chǎn)生反應(yīng)，并完成對自身軟硬件的自檢，在自檢完成后，再對數(shù)據(jù)進行掃描。

4 PLC控制系統(tǒng)在電氣自動化設(shè)備中的應(yīng)用展望

從目前的情況來看，PLC控制系統(tǒng)在未來會有更大的發(fā)展前景，從技術(shù)的角度來看，可編程控制器的設(shè)計與制造會在未來的一段時間應(yīng)用更多的計算機技術(shù)，不斷的出現(xiàn)一些存儲量更大、運算速度更快的PLC控制系統(tǒng)，站在產(chǎn)品規(guī)模的角度來看，我國將致力于發(fā)展一些超小型、超大型的設(shè)備，產(chǎn)品的品種、規(guī)格會更加健全，從而滿足我國不同行業(yè)的發(fā)展需求[7]。站在市場需求的角度來看，國際間的競爭會打破各國各自生產(chǎn)產(chǎn)品的現(xiàn)狀，在編程語言上會出現(xiàn)國際的通用語言，站在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的角度來看，PLC控制系統(tǒng)將朝著計算機組網(wǎng)大型化的方向發(fā)展，進而使得PLC控制系統(tǒng)在各行各業(yè)都可以得到廣泛的應(yīng)用。

5 結(jié)語

綜上所述，電氣自動化中PLC控制系統(tǒng)的運用及實現(xiàn)可以促進我國社會經(jīng)濟的良好發(fā)展，解決了傳統(tǒng)繼電保護裝置的弊端，因此相關(guān)部門應(yīng)該引起重視，相關(guān)工作人員首先要了解PLC控制系統(tǒng)的內(nèi)涵和應(yīng)用優(yōu)勢，然后對PLC控制系統(tǒng)在電氣自動化設(shè)備中開關(guān)控制、中央空調(diào)、公路交通、數(shù)控系統(tǒng)、閉環(huán)控制等方面的具體應(yīng)用進行探討，最后再對PLC控制系統(tǒng)在電氣自動化設(shè)備中的應(yīng)用前景進行探討，進而為我國經(jīng)濟的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻

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