PLC技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用分析

張良

摘要：電氣自動化對于工業(yè)生產(chǎn)來說十分重要，同時它也代表著一個國家現(xiàn)代化以及工業(yè)生產(chǎn)的程度。科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，為電氣自動化的發(fā)展與進(jìn)步貢獻(xiàn)了力量，計算機(jī)技術(shù)的使用，使得電氣自動化實現(xiàn)了對工業(yè)生產(chǎn)的過程控制。對于相關(guān)的工作人員來說，他們應(yīng)當(dāng)學(xué)會并且熟練的使用該項技術(shù)，使得PLC技術(shù)更好地運用到電氣自動化當(dāng)中，對于在實際生產(chǎn)當(dāng)中可能存在的問題，應(yīng)當(dāng)及時進(jìn)行解決，提出合理的解決方案，促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展與進(jìn)步。

1 PLC技術(shù)的特點

PLC技術(shù)是計算機(jī)技術(shù)中的重要部分，它可以有效地實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)地過程控制，促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的有序進(jìn)行。PLC技術(shù)的特點主要包括三個方面，第一，PLC技術(shù)的抗干擾能力強(qiáng)，并且具有自我診斷的功能，對于出現(xiàn)的錯誤信息能夠及時進(jìn)行識別，同時可以通過濾波、隔離以及故障檢測等軟件對錯誤信息進(jìn)行診斷，進(jìn)行信息的恢復(fù)與保護(hù)，PLC技術(shù)穩(wěn)定性高、可靠性高，適宜復(fù)雜的工作環(huán)境。第二，PLC具有完備的系統(tǒng)功能，同時它還具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，可以實現(xiàn)與工業(yè)生產(chǎn)之間的有機(jī)融合，滿足復(fù)雜工業(yè)環(huán)境的需要，對于擴(kuò)展系統(tǒng)功能、改變控制程序、簡化管理程序具有重要作用。第三，PLC技術(shù)使用的是梯形圖編程的方法，這種方式較為直觀與清晰，相關(guān)的工作人員可以在短時間內(nèi)掌握對該技術(shù)的操作方法。而且繼電器被軟件所取代，減少了接線的工作量，同時還不需要考慮節(jié)點的變位問題，對于一些所需要修改的程序，直接在硬件與軟件上即可修改。軟件具有耗損低、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)的特點，即使工作人員缺乏一些計算機(jī)的知識，也可以進(jìn)行常規(guī)的操作。

2 PLC技術(shù)的工作原理

2.1 循環(huán)掃描

PLC的運作方式是不同于其他微型電腦的，它采取的方式是循環(huán)掃描的方式，PLC整個用戶運行程序的時間，也就是它的掃描周期，應(yīng)當(dāng)小于100ms。

2.2 建立I/O映像區(qū)

定時采樣與定時輸出是PLC在輸入輸出操作中主要采取的方式，對所有輸入點進(jìn)行采樣的時間段一般是在掃描周期的開始或者結(jié)束。對于所取得的采樣結(jié)果輸入到RAM區(qū)域，這樣有利于之后的執(zhí)行過程中獲取所需要的字段信息，并且無需在現(xiàn)場直接采樣。同樣，控制信息的輸出也不采取逐個產(chǎn)生輸出的方法，而是將控制信息存儲在圖像區(qū)域中，掃描周期元素后集中輸出圖像區(qū)域中的控制信息。通過I/O圖像區(qū)域的建立，PLC已經(jīng)成為一個真正的數(shù)字采樣系統(tǒng)。即使PLC在任何時候都不能實時輸入和輸出，目前的數(shù)字采樣系統(tǒng)已經(jīng)適合工業(yè)生產(chǎn)的需求。為了采樣的結(jié)果足夠精準(zhǔn)，相關(guān)工作人員需要控制較短的采樣周期，同時采樣的頻率相對較高，才能更好地推動工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。

2.3 特殊功能模板

盡管PLC技術(shù)限制了用戶程序的長度，但是在工業(yè)生產(chǎn)中的大部分?jǐn)?shù)字量也是適宜PLC技術(shù)。在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，往往會出現(xiàn)一些問題，這也就對PLC提出了更多的要求，比如網(wǎng)絡(luò)通信、模擬量處理、閉環(huán)控制等。對于模擬量的輸入輸出和簡單的控制，不僅需要PLC的主CPU和部分硬件作為支撐，同時還需要通過相應(yīng)的軟件來實現(xiàn)。對于一些特殊的情況，比如涉及計算量、CPU運行時間、PLC程序的一些限制時，往往是使用較為獨立的CPU模板以及相應(yīng)的系統(tǒng)軟件來完成控制任務(wù)。利用總線接口連接的方式，促進(jìn)模板與PLC主CPU之間的協(xié)調(diào)工作。主CPU定期對模板發(fā)送命令，模板也定期對主CPU發(fā)送自己的狀態(tài)。

3 PLC技術(shù)在電氣自動化中的運用

3.1 在公路交通系統(tǒng)中的應(yīng)用

在公路交通系統(tǒng)中運用PLC技術(shù)，一方面是它所具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，另一方面是它具有豐富的定時器資源，可以有效地應(yīng)用在交通燈的控制當(dāng)中。而且PLC技術(shù)中自帶通信聯(lián)網(wǎng)的功能，可以有效地控制區(qū)域內(nèi)的信號燈組合，實現(xiàn)全天無人的控制。通過統(tǒng)一管理和控制，有效縮短行車等待時間，提高交通控制水平。此外，傳統(tǒng)公路收費站不同車道機(jī)電設(shè)備配置存在明顯差異。這些設(shè)備控制的主機(jī)維護(hù)性差，通用性差，不便于維護(hù)和使用。它有自己的上位機(jī)和時鐘功能接口，通過相關(guān)的軟件編程等，可以實現(xiàn)對霧燈和棚燈的智能化、無人化控制，還可以組合解碼其他指令，數(shù)據(jù)可以有效地轉(zhuǎn)換并傳輸?shù)絃ED數(shù)碼管。用PLC開發(fā)的車道控制器具有很強(qiáng)的維護(hù)性和通用性，設(shè)備的穩(wěn)定性和使用壽命得到了顯著提高。

3.2 在智能化中央空調(diào)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的繼電保護(hù)電路不具有復(fù)雜的邏輯功能，進(jìn)行一般的數(shù)字控制也是較為困難的。同時對于以往的繼電保護(hù)電路，創(chuàng)建適宜的邏輯控制的設(shè)計難度較大，相應(yīng)的維護(hù)也相對復(fù)雜，在實際運行中容易出現(xiàn)問題。隨著PLC技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，傳統(tǒng)的繼電器逐漸被淘汰，PLC技術(shù)具有自診斷和聯(lián)網(wǎng)功能，控制系統(tǒng)使用維護(hù)方便，抗干擾能力強(qiáng)，能有效適應(yīng)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并能在中央空調(diào)制冷系統(tǒng)中取得很好的應(yīng)用效果。在智能中央空調(diào)中，上位機(jī)控制系統(tǒng)的運行需要執(zhí)行過程參數(shù)檢測、數(shù)據(jù)分析等功能。因此在智能中央空調(diào)領(lǐng)域有著非常廣闊的發(fā)展前景。

3.3 在皮帶運輸系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC技術(shù)在皮帶運輸系統(tǒng)中的運用，主要適用于煤礦企業(yè)。它的操作方式與傳統(tǒng)的繼電器方式不同，更為人性化。主要為手動操作以及自動操作，兩種操作方式可以實現(xiàn)自由切換，不需要其他的輔助條件。它還可以高效地控制設(shè)備的運行，有效地掌控系統(tǒng)中各設(shè)備的開關(guān)，相關(guān)的工作人員可以根據(jù)實際的需要，對設(shè)備實現(xiàn)有選擇的管理。同時在出現(xiàn)一些故障時，它還可以實現(xiàn)自我診斷，及時預(yù)警，這也是PLC技術(shù)越來越受到更多企業(yè)青睞的原因。

3.4 在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著中國節(jié)能減排工作的不斷深入，高產(chǎn)電力企業(yè)的目標(biāo)是提高效率，減少資源浪費，對輔助自動控制水域的要求非常嚴(yán)格。許多大型電力企業(yè)采用PLC技術(shù)代替以往的繼電控制，借助信息模塊，控制器可以實現(xiàn)工藝過程的獨立控制和生產(chǎn)的有效協(xié)調(diào)。PLC技術(shù)可以運用在除灰系統(tǒng)中，比如輸送風(fēng)機(jī)、加熱器等，可以有效提升電力系統(tǒng)的除灰水平，進(jìn)而提高整個系統(tǒng)的工作效率。

4 結(jié)束語

PLC技術(shù)的多優(yōu)點是它成為電氣自動化重要部分的主要原因，與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)技術(shù)相比，其控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，可以應(yīng)用于不同復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境，在電氣自動化中的應(yīng)用越來越廣泛。為了更好地促進(jìn)PLC技術(shù)的發(fā)展，需要進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)與完善。而且相關(guān)的工作人員有必要不斷地學(xué)習(xí)以及研究PLC技術(shù)，促進(jìn)該項技術(shù)在電氣自動化中的運用，同時通過PLC技術(shù)與工業(yè)生產(chǎn)間的有機(jī)融合，促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展與進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

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