電氣工程自動(dòng)化控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用

遲煥磊

摘要：隨著社會(huì)的快速發(fā)展和生活品質(zhì)的全面提高，人們開始追求產(chǎn)品的多樣化以及精細(xì)化，這樣才能讓落后的人工生產(chǎn)方式逐漸被現(xiàn)代化機(jī)械生產(chǎn)進(jìn)行取代，這樣做的目的能促進(jìn)機(jī)電控制技術(shù)的不完完善。和傳統(tǒng)機(jī)電控制技術(shù)進(jìn)行比較克制，PLC 技術(shù)具有相對(duì)來說比較靈活的高效性以及較好的可靠性，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的實(shí)際狀況進(jìn)行滿足，實(shí)現(xiàn)具體問題做到具體分析。電氣工程中合理的利用PLC 技術(shù)，能促進(jìn)工程器械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，促進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行，在一定程度上促進(jìn)電氣工程實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電氣工程自動(dòng)化控制;PLC技術(shù);應(yīng)用

1 PLC 的原理及其特點(diǎn)分析

1.1 PLC 的原理

PLC 是可編程邏輯控制器的簡(jiǎn)稱，這是一種較為先進(jìn)的控制系統(tǒng)，主要是在工業(yè)生產(chǎn)中進(jìn)行應(yīng)用，PLC 的基本原理如下：

1.1.1 輸入采樣。這是PLC 工作的起始階段，具體是指通過掃描的方式完成輸入數(shù)據(jù)以及狀態(tài)信息的讀入，然后將之存儲(chǔ)至I/O 映像區(qū)域中的單元內(nèi)。由于在后續(xù)的工作過程中，I/O 映像區(qū)中的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息不會(huì)發(fā)生任何變化，所以當(dāng)輸入的信號(hào)為脈沖信號(hào)時(shí)，必須保證其寬度在一個(gè)掃描周期以上，這樣才能使輸入被有效讀入。

1.1.2 程序執(zhí)行。這是PLC 工作的重要階段，在對(duì)用戶程序進(jìn)行掃描時(shí)，通常都是按照從上向下的順序，然后PLC 會(huì)自動(dòng)完成對(duì)控制線路的邏輯運(yùn)算，并根據(jù)運(yùn)算所得的結(jié)果，對(duì)I/O 映像區(qū)中的狀態(tài)信息進(jìn)行刷新。具體而言，在用戶程序執(zhí)行時(shí)，輸入點(diǎn)在I/O 映像區(qū)內(nèi)的狀態(tài)始終保持不變，其它輸出點(diǎn)的數(shù)據(jù)及狀態(tài)信息則會(huì)發(fā)生一定的變化，當(dāng)程序執(zhí)行時(shí)，使用立即I/O 指令后，可直接對(duì)I/O 點(diǎn)進(jìn)行存取。

1.1.3 輸出刷新。當(dāng)用戶程序掃描完成之后，PLC 會(huì)自動(dòng)進(jìn)入到該階段，此時(shí)，CPU 會(huì)根據(jù)I/O 映像區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，對(duì)全部的輸出鎖存電路進(jìn)行刷新，借助輸出電路對(duì)外接設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

1.2 PLC 的特點(diǎn)

PLC 之所以能夠在工業(yè)控制領(lǐng)域中得到越來越廣泛的應(yīng)用，與其自身所具備的諸多特點(diǎn)有著密不可分的關(guān)聯(lián)。PLC 的特點(diǎn)體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

1.2.1 超高的可靠性。絕大多數(shù)PLC 都是以單片機(jī)作為核心，由此使得PLC 本身具有了較高的集成度，加之PLC 的保護(hù)電路及自診斷功能，從而使整個(gè)系統(tǒng)的可靠性獲得大幅度提升。

1.2.2 易于編程。PLC 編程時(shí)，采用的是命令語句，由于命令語句的數(shù)量明顯少于微型計(jì)算機(jī)的指令，并且梯形圖本身較為簡(jiǎn)單，即使初學(xué)者也能很快掌握，所以利用PLC 進(jìn)行編程并不需要過多的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)。

1.2.3 組態(tài)方式的靈活性更強(qiáng)。PLC 的結(jié)構(gòu)為積木式，使用者只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單地組合，就能對(duì)控制系統(tǒng)的功能進(jìn)行靈活設(shè)置，由此使得PLC 在大部分工業(yè)控制系統(tǒng)中均可適用。

1.2.4 便于安裝。在對(duì)PLC 進(jìn)行安裝的過程中，無需設(shè)置專門的機(jī)房，也不用采取嚴(yán)格的屏蔽措施，只要確保連接正確，PLC 就能正常運(yùn)行。

2 PLC 技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)控制中的運(yùn)用

2.1 PLC 技術(shù)中的閉環(huán)控制

電機(jī)啟動(dòng)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用較為頻繁，而且啟動(dòng)方式也比較多，其中使用最多的要數(shù)手動(dòng)啟動(dòng)、機(jī)旁屏手動(dòng)啟動(dòng)和自動(dòng)啟動(dòng)等3 種。PLC 技術(shù)的閉環(huán)控制在電氣自動(dòng)化控制中的作用非常重要，并且和電液執(zhí)行、轉(zhuǎn)速測(cè)量以及電子調(diào)節(jié)等都有非常密切的關(guān)系，不僅測(cè)量工作因此更有效率，調(diào)節(jié)器的控制因此也更加合理。在電氣自動(dòng)化的自動(dòng)啟動(dòng)中應(yīng)用PLC 技術(shù)，可以在動(dòng)力泵開啟的狀態(tài)下利用控制器對(duì)模板進(jìn)行控制，并且還可以采集動(dòng)力泵的運(yùn)行效率，從而根據(jù)運(yùn)行效率選擇主泵和備用泵。將PLC 技術(shù)應(yīng)用到電機(jī)啟動(dòng)的機(jī)旁屏啟動(dòng)中， 可以在利用動(dòng)力泵的同時(shí)調(diào)節(jié)開關(guān)，可以有效控制動(dòng)力泵的運(yùn)行時(shí)間，在這樣的條件下主泵的開啟和關(guān)閉也將更加自由。通過以上分析可以得知，在電氣工程中應(yīng)用PLC 技術(shù)可以讓閉環(huán)控制在電氣自動(dòng)化控制中更有效效率， 從而讓電氣自動(dòng)化控制整體的運(yùn)行效率得到提升，明顯強(qiáng)化了系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行。

2.2 在順序控制中的運(yùn)用

電氣工程中應(yīng)用PLC 技術(shù)能夠有效提升電氣工程自動(dòng)化的運(yùn)行效率，降低在電氣設(shè)備上的人力成本投入。比如電廠的發(fā)展目標(biāo)就是提升發(fā)電效率， 通過PLC 技術(shù)讓電廠的電氣系統(tǒng)有了更高的運(yùn)行效率，因此發(fā)電效率就有了明顯的提升，并且電廠也不需要像過去一樣投入大量人力物力，經(jīng)濟(jì)效益也就有了保障。比如一個(gè)火電廠運(yùn)用PLC 技術(shù)替換了傳統(tǒng)的順序控制器，可以更及時(shí)的清理煤渣并填入新媒，因此不僅發(fā)電效率便有了提升，并且發(fā)電過程也更加清潔。

2.3 在開關(guān)量控制中的運(yùn)用

在開關(guān)量控制中應(yīng)用PLC 技術(shù)，能夠?qū)㈦姎庾詣?dòng)控制系統(tǒng)的編輯信息和虛擬電氣運(yùn)行結(jié)合在一起， 從而為電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)受繼電器及其相應(yīng)控制電器的影響， 因此當(dāng)工作人員想要對(duì)繼電器進(jìn)行開關(guān)操作的時(shí)候必須等待相關(guān)電器的響應(yīng)，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在這個(gè)等待響應(yīng)的時(shí)間內(nèi)容易發(fā)生短路而失去控制。當(dāng)應(yīng)用了PLC 技術(shù)以后，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中繼電器的響應(yīng)時(shí)間明顯縮短，因此系統(tǒng)整體的運(yùn)行效率有了顯著提升。但工作人員在使用PLC 技術(shù)的時(shí)候要明白一點(diǎn)，雖然PLC 技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中有很多優(yōu)點(diǎn)，但它并不是萬能的，因此需要在實(shí)際應(yīng)用的過程中不斷強(qiáng)化電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)和PLC 的結(jié)合，從而才能為提升系統(tǒng)的運(yùn)行效率提供保障。

3PLC 在電氣工程自動(dòng)化控制中的運(yùn)用

3.1 PLC 技術(shù)在機(jī)床中的應(yīng)用

PLC 技術(shù)在機(jī)床中的應(yīng)用是特別廣泛的，PLC 技術(shù)能夠應(yīng)用在對(duì)機(jī)床工作狀態(tài)的監(jiān)督和管理上面，并且PLC 技術(shù)的特點(diǎn)就是及時(shí)且有效，PLC 技術(shù)在機(jī)床運(yùn)行過程中能夠較快的發(fā)現(xiàn)問題或故障，而且還能夠準(zhǔn)確定位機(jī)床故障出現(xiàn)的部位。PLC 在最快的時(shí)間內(nèi)發(fā)出警報(bào)，讓工作人員能夠及時(shí)作出反應(yīng)，盡快處理機(jī)床故障，使其恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。警報(bào)及時(shí)可以讓相關(guān)工作人員在最快的時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題，定位準(zhǔn)確可以讓相關(guān)工作人員抓準(zhǔn)問題、對(duì)癥下藥，讓故障機(jī)床在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)工作運(yùn)轉(zhuǎn)，為企業(yè)節(jié)約不必要的時(shí)間成本。將PLC技術(shù)應(yīng)用于機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)督及管理工作當(dāng)中，可以有效保證機(jī)床故障修復(fù)的時(shí)效性。

3.2 PLC 技術(shù)在拉絲機(jī)中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，拉絲機(jī)已經(jīng)從工人手動(dòng)操作變?yōu)樽詣?dòng)操作，在這個(gè)跨越性的轉(zhuǎn)變過程中，PLC 應(yīng)用技術(shù)扮演著至關(guān)重要的角色。PLC 技術(shù)的應(yīng)用，使拉絲機(jī)的電氣設(shè)備能夠得到相應(yīng)的有效控制，并且還能采集相關(guān)的控制數(shù)據(jù)。由PLC 采集的相關(guān)數(shù)據(jù)能夠隨時(shí)傳遞到操作人員的手中，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，操作人員能夠快速準(zhǔn)確地對(duì)拉絲機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行判斷，并且可以時(shí)刻關(guān)注拉絲機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，以便預(yù)防故障的產(chǎn)生。除此之外，PLC 技術(shù)的數(shù)據(jù)處理功能也能很好地運(yùn)用于拉絲機(jī)生產(chǎn)運(yùn)作當(dāng)中，PLC 對(duì)拉絲機(jī)運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)處理，并能及時(shí)檢測(cè)電氣設(shè)備完好與否。PLC 技術(shù)的應(yīng)用使拉絲機(jī)電氣控制系統(tǒng)工作效率得到了極大的提高，同時(shí)還減少了相應(yīng)的人力、物力浪費(fèi)，讓企業(yè)在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上，最大限度地降低成本，使企業(yè)獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 PLC 技術(shù)在立體倉庫中的應(yīng)用

物流管理是立體倉庫的主要組成部分，也是立體倉庫管理中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，PLC 技術(shù)應(yīng)用于立體倉庫電氣控制系統(tǒng)中主要面向物流管理這一模塊。PLC 技術(shù)應(yīng)用于立體倉庫電氣控制系統(tǒng)的基本程序是：通過PLC 接收數(shù)字信號(hào)，再將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的指令，最后通過PLC 發(fā)出指令來對(duì)電氣設(shè)備工作進(jìn)行集中控制，在這個(gè)過程中，PLC 技術(shù)的主要功能是接收信號(hào)和發(fā)出指令。經(jīng)歷了無數(shù)次試驗(yàn)和改進(jìn)以后，現(xiàn)在的PLC 技術(shù)邏輯控制能力和數(shù)據(jù)處理能力已經(jīng)非常完善，并且由一個(gè)設(shè)備來同時(shí)完成接收信號(hào)和發(fā)出指令的工作，更能夠保證設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的準(zhǔn)確性和流暢性。因此，許多大型立體倉庫都引入了PLC 技術(shù)，并將這項(xiàng)技術(shù)良好的應(yīng)用于立體倉庫電氣控制系統(tǒng)中，實(shí)踐證明，PLC 技術(shù)的應(yīng)用使立體倉庫物流管理效率有了很大的提升。

結(jié)語

綜上所述，在自動(dòng)化電氣控制領(lǐng)域中，對(duì)PLC 技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，能夠使控制系統(tǒng)的功能變得更加強(qiáng)大，可以滿足各種不同的控制要求。為使PLC 的技術(shù)優(yōu)勢(shì)得以最大限度地發(fā)揮，應(yīng)當(dāng)不斷加大對(duì)PLC 的研究力度，通過逐步改進(jìn)和完善，增強(qiáng)PLC 的運(yùn)行穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1]蔣海忠.PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的運(yùn)用策略探究[J].價(jià)值工程，2018，37（17）：209-211.

[2]劉渝.淺論P(yáng)LC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的應(yīng)用分析[J].當(dāng)代教育實(shí)踐與教學(xué)研究，2018（11）：169+171.

[3]李俊梅.電氣工程自動(dòng)化控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用策略研究[J].無線互聯(lián)科技，2017（11）：147-148.