電氣工程及其自動(dòng)化控制中PLC技術(shù)運(yùn)用

王成龍

【摘??要】近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，很多新興的技術(shù)都開(kāi)始應(yīng)用到電氣工程及自動(dòng)化控制領(lǐng)域中，大大提高了電氣工程及自動(dòng)化領(lǐng)域的發(fā)展，也推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。其中PLC技術(shù)是應(yīng)用到該領(lǐng)域最多的技術(shù)之一。本文從PLC技術(shù)的概念入手，分析PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制領(lǐng)域中的具體應(yīng)用情況，旨在為該領(lǐng)域中的技術(shù)發(fā)展提供更多科學(xué)依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】電氣工程;自動(dòng)化控制;PLC技術(shù);運(yùn)用

引言

隨著時(shí)代的發(fā)展，傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化控制方式已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足要求，PLC自動(dòng)化控制技術(shù)可以有效滿(mǎn)足目前工業(yè)的發(fā)展要求。分析PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用，并明確PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的重要性，對(duì)電氣工程自動(dòng)化控制中PLC技術(shù)應(yīng)用方面的知識(shí)具有理論性意義。

1PLC技術(shù)在電氣工程以及自動(dòng)化控制意義和優(yōu)勢(shì)

1.1應(yīng)用PLC技術(shù)的意義

電氣工程以及自動(dòng)化控制系統(tǒng)的主要控制方式是PLC技術(shù)，但由于傳統(tǒng)電氣工程的問(wèn)題，使得現(xiàn)如今的電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)存在較大的局限性。PLC技術(shù)需要技術(shù)人員具有較高的專(zhuān)業(yè)技術(shù)能力以及綜合素質(zhì)，對(duì)一些復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與判斷，從而能夠完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)工作。而傳統(tǒng)的電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)受電路設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析的影響較大，會(huì)導(dǎo)致電力工程自動(dòng)控制系統(tǒng)癱瘓，而一旦系統(tǒng)進(jìn)行癱瘓之后，就需要一定的時(shí)間進(jìn)行維修和修復(fù)數(shù)據(jù)。PLC技術(shù)能夠提高電力工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的效率和質(zhì)量，防范癱瘓風(fēng)險(xiǎn)，從而對(duì)電力工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有重要意義。

1.2應(yīng)用PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

PLC技術(shù)能夠解決傳統(tǒng)電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的復(fù)雜性，能夠有效使工作正常開(kāi)展，并且提高工作的效率以及質(zhì)量，提升控制器的準(zhǔn)確性。PLC技術(shù)能夠有效提升系統(tǒng)的工作質(zhì)量和水平，會(huì)減少工作人員的壓力，從而使工作人員對(duì)工作有一定的主動(dòng)性和積極性。在傳統(tǒng)電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，不同的控制器產(chǎn)生的結(jié)果會(huì)有所差別，而運(yùn)用PLC技術(shù)能夠使數(shù)據(jù)信息具有一致性，從而能夠嚴(yán)格控制數(shù)據(jù)分析，提高數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性。在傳統(tǒng)電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，技術(shù)人員需要設(shè)計(jì)控制模型，并且技術(shù)人員會(huì)受到一些主觀(guān)因素的干擾，從而影響信息的準(zhǔn)確性，而PLC技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電氣工程的自動(dòng)化控制，能夠提高信息的準(zhǔn)確度。PLC技術(shù)還可以提升技術(shù)人員對(duì)電氣系統(tǒng)的控制程度，從而減少技術(shù)人員參與到電氣系統(tǒng)中，完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。PLC技術(shù)能夠有效調(diào)整電氣系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制能夠減少技術(shù)人員的技術(shù)誤差，保障技術(shù)人員的生命安全，降低企業(yè)對(duì)技術(shù)人員的勞動(dòng)成本，從而能夠創(chuàng)造更高的企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

2PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

2.1開(kāi)關(guān)量控制

開(kāi)關(guān)量控制是PLC技術(shù)中最基本的應(yīng)用。開(kāi)關(guān)量控制的目的是根據(jù)開(kāi)關(guān)量歷史的輸入組合與當(dāng)前的輸入順序，使PLC產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)量的輸出，來(lái)達(dá)到系統(tǒng)按照給定的邏輯順序工作。PLC在電氣控制電路中比較常見(jiàn)的，可以提供開(kāi)關(guān)量信號(hào)開(kāi)關(guān)類(lèi)元件有溫度開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、按鈕等。行程開(kāi)關(guān)的作用可以用來(lái)反饋運(yùn)行位置，在電氣設(shè)備指定的位置上安裝一個(gè)行程開(kāi)關(guān)，行程開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)接到PLC的輸入點(diǎn)，PLC程序就通過(guò)此輸入點(diǎn)的接通與斷開(kāi)狀態(tài)，進(jìn)行相應(yīng)的輸出。我們要電氣設(shè)備完成某一項(xiàng)或某一系列動(dòng)作，就要通過(guò)按鈕來(lái)傳輸信號(hào)給PLC完成指令操作。溫度開(kāi)關(guān)給出的信號(hào)也是開(kāi)關(guān)量，為了讓控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單化，將不是開(kāi)關(guān)量的溫度信號(hào)處理成了開(kāi)關(guān)量，當(dāng)達(dá)到設(shè)置溫度時(shí)，溫度開(kāi)關(guān)內(nèi)的繼電器就會(huì)接通，從而會(huì)給PLC發(fā)出信號(hào)，PLC根據(jù)接收到的信號(hào)在決定是否執(zhí)行命令。

2.2順序控制

順序控制應(yīng)用在電氣工程中，如果將一個(gè)控制系統(tǒng)分解為幾個(gè)相互之間獨(dú)立的控制動(dòng)作，且為了保證生產(chǎn)的運(yùn)行正常，各獨(dú)立控制動(dòng)作能不出差錯(cuò)的按照給定的先后順序依次的執(zhí)行任務(wù)。實(shí)現(xiàn)PLC邏輯控制的三個(gè)必備要素是工作任務(wù)、轉(zhuǎn)移目標(biāo)和轉(zhuǎn)移條件，三者缺一不可，缺少一個(gè)，順序控制功能都無(wú)法實(shí)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)三個(gè)條件的完善與優(yōu)化，可以有效提升自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與效率。實(shí)現(xiàn)按給定的順序執(zhí)行是順序控制系統(tǒng)的最基本特征，可以將順序控制細(xì)分為邏輯順序、條件順序與時(shí)間順序。邏輯順序即按照預(yù)先給定的條件，按順序依次的執(zhí)行命令。條件順序即執(zhí)行條件是否能滿(mǎn)足邏輯控制要求。時(shí)間順序即執(zhí)行時(shí)間，什么時(shí)間開(kāi)始執(zhí)行命令，什么時(shí)間停止執(zhí)行命令。順序控制提升了工業(yè)領(lǐng)域中自動(dòng)控制水平，順序控制是在工業(yè)的自動(dòng)控制系統(tǒng)中一種比較典型的控制方式，應(yīng)用廣泛，如在交通領(lǐng)域中對(duì)信號(hào)燈的控制，對(duì)商品包裝的生產(chǎn)線(xiàn)控制等。

2.3閉環(huán)控制應(yīng)用

電氣自動(dòng)化控制在工作過(guò)程中，容易出現(xiàn)大量的非固定量，為了有效地避免和杜絕此類(lèi)問(wèn)題，需要對(duì)非固定量進(jìn)行控制，使兩者之間的轉(zhuǎn)化不存在任何的障礙，從而為可編程的儀器對(duì)模擬量進(jìn)行控制和操作提供保障。通過(guò)對(duì)PLC技術(shù)的應(yīng)用，可以對(duì)閉環(huán)控制應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，使其基本情況可以被掌握，在該過(guò)程進(jìn)行中，相關(guān)操作人員需要對(duì)PLC技術(shù)和閉環(huán)控制應(yīng)用兩者之間的關(guān)系進(jìn)行全面的了解，這樣才能夠?qū)烧哌M(jìn)行結(jié)合，從而使PLC技術(shù)和閉環(huán)控制應(yīng)用技術(shù)的優(yōu)勢(shì)得到最大化的發(fā)揮，同時(shí)，使傳統(tǒng)電氣控制工程中存在的問(wèn)題得到解決。例如：在恒速工作的過(guò)程中，當(dāng)速度突然出現(xiàn)變化時(shí)，利用PLC技術(shù)能夠?qū)鞲衅鬏敵龅哪M電流信號(hào)輸送到模塊之中，之后，輸出模塊將獲得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成常規(guī)的電流信號(hào)，這樣能夠使閉環(huán)控制得以實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而為設(shè)備的正常運(yùn)行提供保障。

3電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中PLC技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展方向

目前，隨著大規(guī)模集成電路等微電子的發(fā)展，PLC技術(shù)已經(jīng)非常成熟，不僅可靠性得到了提高，成本下降，控制功能得到了增強(qiáng)，功耗和體積減小，而且隨著圖像顯示、通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理的發(fā)展，使PLC向連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程控制的方向發(fā)展。一方面為適應(yīng)自動(dòng)控制系統(tǒng)向小型化發(fā)展的需要，要大力發(fā)展性?xún)r(jià)比更高、速度更快、小型的PLC。另一方面，向速度更快、容量更大、技術(shù)更加完善的大型PLC方向發(fā)展。隨著電氣自動(dòng)化向著更復(fù)雜化控制系統(tǒng)方向的發(fā)展，人們對(duì)PLC的數(shù)據(jù)信息的傳輸與處理能力也提出了更高的要求，要求其存儲(chǔ)器的容量也越來(lái)越大。為滿(mǎn)足自動(dòng)化控制領(lǐng)域中各種自動(dòng)控制需要，近年來(lái)，開(kāi)發(fā)了許多新模塊和新器件應(yīng)用在了PLC技術(shù)當(dāng)中，如智能輸入輸出模塊、用于排除PLC故障的智能檢測(cè)模塊以及溫度控制模塊等，這些新型模塊的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)增強(qiáng)了PLC的使用功能，擴(kuò)展了其應(yīng)用范圍，還提高了自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定性。未來(lái)PLC軟件技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，會(huì)向著多種編程語(yǔ)言的共存與互補(bǔ)的方向開(kāi)拓，PLC的編程語(yǔ)言在順序功能語(yǔ)言、指令語(yǔ)言、梯形圖語(yǔ)言的基礎(chǔ)上會(huì)不斷的豐富與擴(kuò)展，并向著更高的層次發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)如今，我國(guó)科技水平的不斷提升，PLC技術(shù)也被廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域的電氣自動(dòng)化中，雖然我國(guó)的PLC技術(shù)還存在的很多的問(wèn)題亟需解決，但是相關(guān)政府和社會(huì)各界都在積極參與到PLC技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新當(dāng)中，使得PLC技術(shù)與設(shè)備的結(jié)合率更高，工作效率更高。從而促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

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（作者單位：山鋼集團(tuán)日照有限公司）