淺析PLC在電氣自動化控制中的運用

紀獻平

【關(guān)鍵詞】PLC 電氣自動化控制 運用

PLC可編程邏輯控制器以其便捷、靈活、可靠的程序控制技術(shù)手段，在電氣自動化控制中能夠發(fā)揮出良好的應(yīng)用優(yōu)勢， 可以較為有效的滿足生產(chǎn)企業(yè)機電設(shè)備自動化控制系統(tǒng)建設(shè)、運行及靈活調(diào)控的需要，這也促進了PLC裝置在現(xiàn)代生產(chǎn)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。把握PLC裝置在電氣自動化控制中的應(yīng)用優(yōu)勢和應(yīng)用途徑，對于更好地發(fā)揮PLC裝置的應(yīng)用價值、實現(xiàn)電氣自動化控制技術(shù)的發(fā)展都具有著積極的意義。

1 PLC裝置在電氣自動化控制中的應(yīng)用優(yōu)勢

PLC裝置全稱為可編程邏輯控制器，是一種基于微電子處理技術(shù)的數(shù)字化運算控制裝置，該控制裝置集成了數(shù)據(jù)采集、計算和輸出三大功能模塊，可以按照編寫好的程序自動完成機電設(shè)備運行數(shù)據(jù)的采集、計算分析以及控制指令輸出等操作，在電氣自動化控制系統(tǒng)中PLC 裝置能夠發(fā)揮出重要的價值。

PLC裝置在電氣自動化控制應(yīng)用中具有著一系列的應(yīng)用優(yōu)勢，具體表現(xiàn)為以下方面：首先，PLC裝置本身是一種高度集成化的微電子控制裝置，依托微電子技術(shù)和集成技術(shù)，可以在保證功能完善的同時保持整個裝置小巧的體積，這就減少了該裝置應(yīng)用于電氣自動化控制中時對物理空間的占用，更容易實現(xiàn)高度集成化的系統(tǒng)建設(shè)。第二，PLC裝置在編程和控制操作上都較為簡便，編程語言簡單并配置有常規(guī)外接端口，可以快速方便地進行程序修改、故障排查、系統(tǒng)維護等操作，這也有利于降低使用者的使用和維護成本。第三，PLC裝置在應(yīng)用中可以支持用戶根據(jù)自身需求進行程序編寫與功能開發(fā)，在操作的可實現(xiàn)性和靈活性方面都具有著明顯的優(yōu)勢，這也為PLC裝置在不同領(lǐng)域電氣自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用提供了支持。最后，PLC裝置本身結(jié)構(gòu)簡單、集成水平高且隨著新技術(shù)的持續(xù)融入也使新研發(fā)的PLC裝置在功能上得到了不斷的完善，整體保證了PLC裝置在實際應(yīng)用中的穩(wěn)定性、可靠性和廣泛適用性。

2 PLC在電氣自動化控制中的應(yīng)用途徑

2.1對電氣系統(tǒng)的遠程自動化控制

機電化生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用本身是為了有效解放生產(chǎn)力，擺脫生產(chǎn)活動對人力的依賴。在當前時代，很多生產(chǎn)活動已經(jīng)改變了原本人為操作、專人值守的模式，遠程自動化控制也是新時期電氣自動化生產(chǎn)的重要趨勢。PLC 裝置在實際應(yīng)用中可以通過優(yōu)化其通訊模塊，提高該裝置的遠程通訊及控制能力，結(jié)合通訊網(wǎng)絡(luò)的接入就可以在現(xiàn)場無人值守的情況下，通過遠程發(fā)布控制指令對電氣設(shè)備進行有效的控制，這樣既減少了生產(chǎn)控制環(huán)節(jié)對現(xiàn)場人員值守的需求，保證了生產(chǎn)作業(yè)中的安全性和管理效率，也提高了電氣自動化生產(chǎn)的信息化水平， 為電氣自動化控制技術(shù)的升級發(fā)展提供了支持。

2.2對電氣系統(tǒng)的脈沖量運動控制

在電氣自動化控制系統(tǒng)運行中，運動控制是一種較為重要的控制形式，運動控制主要是通過對工作對象的位置、速度、加速度等進行控制來實現(xiàn)設(shè)備運行控制和生產(chǎn)調(diào)節(jié)的目的?，F(xiàn)代化生產(chǎn)中為滿足不同的生產(chǎn)需要，對機電設(shè)備的運動控制往往也會提出更加復(fù)雜的要求。PLC裝置的應(yīng)用可以通過脈沖量輸入、輸出以及相應(yīng)算法的處理，較為簡單便捷的實現(xiàn)對機電設(shè)備的多樣化運動控制，進而大大提高運動控制的精度，并能夠有效降低生產(chǎn)過程中生產(chǎn)資源、資料的無功損耗。同時基于PLC裝置的運行程序的合理化編寫，還能夠保證運動控制自動化水平，進而充分發(fā)揮自動化控制技術(shù)的價值，促進生產(chǎn)控制可靠性、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量的提升。

2.3對電氣系統(tǒng)的閉環(huán)控制

在電氣自動化控制系統(tǒng)的運行中，閉環(huán)控制的功能發(fā)揮水平?jīng)Q定著自動化控制能否實現(xiàn)持續(xù)的自主調(diào)整，保證整個控制系統(tǒng)及相關(guān)機電設(shè)備運行的最佳狀態(tài)。PLC裝置在電氣系統(tǒng)的閉環(huán)控制中也可以得到有效的應(yīng)用，較為先進的PLC裝置在功能開發(fā)設(shè)計上已經(jīng)注重閉環(huán)控制功能的集成融入和強化，使用者可以通過相應(yīng)控制指令的應(yīng)用，較容易的實現(xiàn)對機電系統(tǒng)進行自動化閉環(huán)控制的目標。對于用戶而言，基于PLC裝置的閉環(huán)控制在操作難度上相對較低，只需要進行簡單的參數(shù)設(shè)定，結(jié)合PLC裝置原有微電子控制功能的發(fā)揮即可達到控制目的。相較于傳統(tǒng)復(fù)雜的閉環(huán)控制裝置和控制系統(tǒng)，通過PLC功能集成進行電氣自動化閉環(huán)控制在開發(fā)和應(yīng)用成本上也相對更低，具有著便捷性和經(jīng)濟性特點。

2.4對電氣自動化生產(chǎn)的順序控制

順序控制是電氣自動化控制中最為常見的一種控制方式，對順序控制的有效把握也是優(yōu)化電氣自動化生產(chǎn)流程、提高整體生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)。在電氣自動化生產(chǎn)的順序控制中，PLC裝置的應(yīng)用也能夠發(fā)揮積極的價值，PLC裝置基于預(yù)設(shè)程序進行數(shù)據(jù)采集、計算和輸出，在機械化生產(chǎn)線控制中可以更加可靠地對機電設(shè)備的運行順序進行控制，并通過數(shù)據(jù)的采集與反饋以數(shù)據(jù)分析評估當前工藝流程的合理性，輔助生產(chǎn)管理人員對工藝流程進行不斷優(yōu)化調(diào)整。同時PLC控制的精準性優(yōu)勢，還能夠提高順序控制中設(shè)備反應(yīng)的精確性和高效性，比傳統(tǒng)的人為控制和機電控制更具可靠性，不僅更有利于保障生產(chǎn)安全，還有助于節(jié)約控制成本和優(yōu)化生產(chǎn)企業(yè)的人力資源配置。

3 PLC在電氣自動化控制中應(yīng)用的限制及優(yōu)化策略

3.1控制響應(yīng)速度及數(shù)據(jù)存儲容量方面

電氣自動化控制技術(shù)在現(xiàn)代生產(chǎn)中已經(jīng)得到高度的普及，而PLC裝置在電氣自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來越多，不斷滿足著生產(chǎn)領(lǐng)域自動化控制與生產(chǎn)線管理的需求。在新時期各行業(yè)都在不斷追求著創(chuàng)新發(fā)展，在產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計和生產(chǎn)線升級改造上也不斷有新的突破出現(xiàn)，對于電氣自動化控制的可靠性也提出了越來越高的要求。目前廣泛應(yīng)用的PLC裝置及控制系統(tǒng)，在控制響應(yīng)速度和存儲容量等方面將逐漸不能滿足生產(chǎn)力升級后系統(tǒng)控制的要求，進而導(dǎo)致其應(yīng)用受到限制。對此在未來的PLC控制系統(tǒng)升級開發(fā)中，還應(yīng)當加強對PLC微電子處理系統(tǒng)的升級，提升其數(shù)據(jù)處理速度，進而提高控制響應(yīng)速度，同時加強新的存儲技術(shù)和集成技術(shù)的應(yīng)用，在不影響系統(tǒng)集成建設(shè)效果的基礎(chǔ)上擴大其存儲容量，或通過對云存儲模式的探索強化PLC控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲能力，滿足用戶使用需求。

3.2復(fù)雜環(huán)境下的抗干擾運行能力方面

現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)的不斷升級也使機電生產(chǎn)作業(yè)的環(huán)境發(fā)生了很大的改變，生產(chǎn)環(huán)境中的一系列因素可能對PLC裝置的內(nèi)置電子元件、電路等產(chǎn)生干擾影響。雖然目前應(yīng)用的PLC電氣自動化控制系統(tǒng)大多設(shè)置了抗干擾功能，可以對一些常見干擾因素有效防控，但隨著未來生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜程度的加劇可能會出現(xiàn)一系列新的干擾因素，如不能有效加以應(yīng)對就會導(dǎo)致基于PLC的電氣自動化控制穩(wěn)定性下降。因此在PLC裝置應(yīng)用于電氣自動化控制的實踐中，還應(yīng)當從長遠需求角度出發(fā)加強對其抗干擾技術(shù)的研究，提高PLC裝置抗干擾運行的能力，進而保證數(shù)據(jù)采集、計算、輸出及其他相關(guān)功能的正常發(fā)揮，減少環(huán)境干擾所導(dǎo)致的運行異常和故障，保證電氣自動化控制的可靠性和生產(chǎn)安全性，使PLC裝置的應(yīng)用價值得到良好發(fā)揮。

結(jié)語：PLC裝置在電氣自動化控制中的科學運用，有助于提高電氣自動化控制的精確性、便捷性、可靠性，并降低電氣自動化系統(tǒng)開發(fā)的成本，具有著良好的應(yīng)用價值。本文僅對PLC在電氣自動化控制中的基本應(yīng)用進行討論，隨著PLC控制技術(shù)的不斷發(fā)展，還將有更多功能強大的PLC裝置問世，并在電氣自動化控制領(lǐng)域得到應(yīng)用，進而不斷推動電氣自動化控制技術(shù)水平的提升，為自動化生產(chǎn)提供更強有力的保障。