PLC在電力拖動一體化中的應用探討

江齊峰

（亳州工業學校，安徽亳州，236800）

在PLC未應用到電力拖動的設備中，電力拖動要依靠接觸器、繼電器來控制，但隨著PLC應用技術的發展和普及，相比傳統的控制方式，傳統的控制方式已經跟不上時代的發展，也無法滿足生產的需求。將PLC運用到電力拖動系統中當控制單元，可顯著提高設備的自動化水平，而現在PLC的中央處理器技術和通信技術融合在一起，在設備中的應用效果顯著提升。電力拖動一體化的技術革新，也意味著我國科技水平的革新、發展。

1 PLC及電力拖動一體化簡介

1.1 PLC發展現狀

我國早在30多年前就開始了對PLC的應用，主要應用在自動化生產線、冶金、人工智能、電力等方面的設備系統中，隨著越來越多的企業、個人對PLC的認可和配備，生產PLC的廠家也隨之多了起來，多家競爭的一個結果就是導致產品降價，而降價后的PLC產品得到了更多企業、個人的認可，使之得以應用在更多的設備中。隨著科學技術的不斷創新，許多機械加工企業對機械智能化生產的需求越來越高，更有在惡劣環境下使用設備中的繼電器存在著可靠性差、耗電量大、占用空間大等問題，不能滿足當前產品多元化的需求，而PLC是綜合了自動控制技術和計算機技術的新型自動化控制元件，PLC元件便于修理、可靠性有保障、應用便捷、控制能力強等特點被多部分的生產企業看中并應用。

1.2 PLC控制原理

可編程邏輯控制器，英文稱ProgrammableLogicController，簡稱PLC。PLC是基于電子計算機，應用于現場控制的控制器。它基于繼電控制，但不像繼電器那樣，經過電路的物理過程實現簡單控制，而主要靠運行存儲于PLC內存中的邏輯程序，進行輸入信號與輸出信號進行邏輯變換實現控制。

當PLC接受到輸入信號時，依照數據信息執行相應程序，給出輸出信號。這個流程就是PLC的一個掃描周期，在執行某一程序時，這個掃描周期是無限循環的。當PLC輸入模塊收到指令，PLC內部開始掃描，開始錄入指令信息，并在模塊中進行存儲。通常情況下，PLC的執行程序過程都是有順序的，一般的掃描順序是由上至下、由左至右，接受到信息后開始掃描分析、邏輯運算，完成運算后將程序信息儲存到RAM中，用戶可以監督PLC模塊的輸入/輸出的點位狀態來進行程序對比，看程序情況是否滿足動作需求。

1.3 PLC執行控制因素

PLC想要完成控制的基本因素有兩個：完整的物理應用和輸入/輸出的變換。輸入輸出信號變換用PLC的邏輯程序實現。PLC邏輯程序既有設備廠商的系統程序，又有使用人員二次開發的應用程序。系統程序提供運行軟件開發平臺，并且還為PLC程序穩定運行、信號與信息轉換提供保障。二次開發程序由用戶按控制工藝設計。什么樣的控制工藝，就應有什么樣的應用程序。

可靠物理應用主要由輸入信號（INPUT）及輸出信號（OUTPUT）電路，輸入信號包括數字輸入、模擬量輸入、計數器等，輸出信號包括數字輸出、模擬量輸出等。PLC的輸入輸出電路，都是根據標準，由廠家專業人員設計的PLC的輸入信號一般是有高頻干擾的，經過濾波可以消除。而輸入信號與CPU的對接需要使用能夠電氣隔離的光耦。輸出信號內外也是電隔離的，靠光耦元件或輸出繼電器建立聯系。輸出電路想要帶動正常功率下的接觸器等元件，要進行必要的功率放大。

輸入輸出電路是很多的，每個輸入信號或輸出信號都要有一個輸入或輸出電路。PLC有多少個輸入輸出節點，也就有多少個輸入輸出回路。由于它們均由高度集成化的電路芯片組成，因此，PLC模塊設計的體積都不是很大。

輸入信號實時監測著輸入狀況，并將其暫存于PLC的輸入寄存器中。每個輸入信號都對應一個單獨的存儲其信息的內部寄存器。

1.4 在電力拖動一體化中PLC的重要意義

PLC的應用對電力拖動一體化的意義是非常重大的，PLC擁有著強大的可靠性的特點，它可以使電力拖動系統的穩定性大大提升，而PLC的輸入/輸出都是可以直觀看到的，這樣也使電力拖動一體化的可視化實現了很大部分。再有，伴隨著PLC在各類型的機械生產中廣泛的應用，在電力拖動一體化發展過程當中，將PLC應用進去符合時代未來走向，將PLC融入到電力拖動一體化中與其相配合，能夠很大程度的保障電力拖動線路的安全、穩定、高效率運行。

2 PLC在電力拖動一體化中的應用

2.1 PLC在電力拖動一體化中具體應用的范圍

在電力拖動一體化中的PLC的主要作用有：對啟動和停止的控制、對設備動作的控制、對設備動作過程的監護以及對動作過程中產生的數據進行處理等。PLC對開關量的控制在電力拖動一體化中的應用相對是最多的也是最基礎的，將原本在電力拖動線路中的中間繼電器取而代之，能輕松的控制開關量的順序。而模擬量的控制在電力拖動中主要表現在其將模擬量和數字量的轉化過程，在電力拖動線路中的模擬量有溫度、電壓等。運動控制簡要來說就是用戶給PLC一個動作信號，PLC經分析、處理后，給電力拖動的執行單元下達一個動作指令使其動作。過程控制指的是從PLC得到動作指令到按給定程序執行之間的動作過程。PLC能夠對過程中出現的數據進行分析、計算、轉換。可以說一般的電力拖動一體化中的執行部分都可用PLC來控制，由此可見PLC在電力拖動一體化中的應用范圍相當廣泛。

2.2 PLC在電力拖動一體化中的應用程序

PLC在電力拖動一體化中應用程序主要是輸入/輸出模塊，滿足條件下的PLC輸出模塊帶動電力拖動一體化的負載完成動作，通過PLC輸入/輸出電路模板，將負載所需的輸入信號加到緩存單元，而輸出點則對輸出的鎖存器狀態進行反映。此外，負載的動作信號能在PLC模塊的相應點位顯示出來，可使操作設備的人員對正在運行的整體線路進行可視化監控。PLC的輸入/輸出模塊在電力拖動一體化中的應用分類有模擬量和開關量兩種，從模擬量方面來說，依據精度輸入/輸出可分為三種類型：16bit、14bit、12bit，依據模擬信號種類輸入/輸出可分為兩種類型：電流型、電壓型。從開關量方面分析，依據隔離方式輸入/輸出可分為兩種類型：繼電器隔離、晶體管隔離，依據電壓等級輸入/輸出可以分為三種類型：24V直流電、110V交流電、220V交流電。根據電力拖動一體化的不同需求使用相應種類的PLC輸入/輸出模塊，滿足設備需求。

2.3 PLC在電力拖動一體化中的應用實例

在電力拖動一體化中應用PLC的實例相當多，從成功的案例中可以提取大量相關技術數據來借鑒。例如，Mitsubishi FXIS-20MP型PLC應用于電力拖動一體化，這種類型的PLC編程設備主要在計算機編程和便攜式編程上使用編程軟件。由于便攜式編程本身的局限性，在實踐中大多數應用程序都使用軟件編程，能夠實現設備的及時修改和檢查，以及PLC與機床電氣控制之間的緊密連接。在控制電氣拖動電氣回路中，結合PLC技術，通過PLC精準顯示接觸器的開、合，繼電器的開、合，并通過先進技術LED反映出來，實現電力拖動控制電路，視覺上可見的可視化視覺目標。同時，PLC可用于模擬整個拖動程序的動作過程，通過仿真，找出了拖動電氣回路的隱患和缺點，可以及時改進電力拖動電氣回路中的線路。

3 結論

通過探討PLC在電力拖動一體化中的應用程序以及實例，為電力拖動一體化的進程發展提出合理化建議，為電機設備的創新起到了推動作用，使電力拖動一體化的安全性、穩定性得到提升，在進一步滿足設備需求的同時，對我國科技興國戰略起到了推動作用。通過對PLC在電力拖動一體化中的應用進行研究，可以從中認識到PLC對于電力拖動一體化的重要意義。