基于PLC的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)分析及其應(yīng)用

李丹

摘 要：在工業(yè)環(huán)境中，PLC作為一種可編程控制器系統(tǒng)，通過對(duì)數(shù)據(jù)的運(yùn)算、控制和記錄等操作實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的控制。本文以電氣自動(dòng)化的含義和發(fā)展現(xiàn)狀及PLC的的特點(diǎn)和基本工作過程為基礎(chǔ)，闡述了PLC在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；系統(tǒng)；PLC

1 電氣自動(dòng)化

現(xiàn)如今，電氣自動(dòng)化作為一門專門研究與電氣工程相關(guān)的實(shí)驗(yàn)分析、自動(dòng)控制等電子領(lǐng)域的學(xué)科。以逐漸朝著融合計(jì)算機(jī)技術(shù)和電器工業(yè)自動(dòng)化的方向發(fā)展。與此同時(shí)，個(gè)人計(jì)算機(jī)以及互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展也極大的推動(dòng)了電氣自動(dòng)化的發(fā)展。

2 PLC的特點(diǎn)

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的大型化和小型化特點(diǎn)

PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的大型化與小型化特點(diǎn)能很好的針對(duì)生產(chǎn)應(yīng)用的不同要求。體積小、重量輕的微型PLC因其能耗低、體積小、安裝方便的特點(diǎn)而廣受青睞。同時(shí)大型PLC也因其大容量、快速運(yùn)算的特點(diǎn)，在某些特定的場合擁有其用武之地。

2.2 應(yīng)用簡單、普遍、實(shí)用性強(qiáng)

PLC因其簡單直觀的接口以及與繼電器電路圖類似的編譯特征，讓工程技術(shù)人員很容易上手。技術(shù)人員只需要掌握基本的PLC操作指令技能在電氣自動(dòng)化控制中將其運(yùn)用。因?yàn)檫@些特點(diǎn)，PLC現(xiàn)在以廣泛應(yīng)用于各類電氣控制場合，同時(shí)在其他領(lǐng)域也逐漸得到推廣。

2.3 抗干擾能力較強(qiáng)

在PLC的設(shè)計(jì)過程中，就采用了比較先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，并且還安裝了配套的預(yù)警裝置。用以保護(hù)PLC以及與之相關(guān)的其他設(shè)備與電路。因此，與常用的繼電器相比，PLC較強(qiáng)的抗干擾能力讓其更適合于復(fù)雜的工業(yè)制造環(huán)境。

2.4 維護(hù)與改造簡單、方便

PLC采用了較為先進(jìn)的存儲(chǔ)邏輯設(shè)計(jì)方法，極大的縮減了設(shè)備的外在接線以及設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的時(shí)間。這樣就能使后期的維護(hù)工作更加方便。并能在很短的時(shí)間內(nèi)編寫控制程序以適應(yīng)生產(chǎn)要求。

3 PLC的工作過程

3.1 實(shí)時(shí)收集和輸入現(xiàn)場信息

通過軟件程序的控制，對(duì)現(xiàn)場的輸入?yún)^(qū)域執(zhí)行預(yù)編輯指進(jìn)行實(shí)時(shí)掃描。同時(shí)對(duì)輸入?yún)^(qū)域的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析以及判斷。

3.2 程序針對(duì)特定功能的執(zhí)行

在控制系統(tǒng)中根據(jù)用戶設(shè)定的程序指令的控制下，按照一定的步驟對(duì)現(xiàn)場輸入?yún)^(qū)域進(jìn)行全面掃描，同時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際狀況以及影響因素，開始進(jìn)行分析、邏輯性運(yùn)算等步驟。

3.3 控制系統(tǒng)的有效響應(yīng)過程

將分析以及邏輯運(yùn)算的相關(guān)結(jié)果收集起來并對(duì)系統(tǒng)的控制主機(jī)進(jìn)行輸出。然后通過主機(jī)對(duì)全部輸出點(diǎn)進(jìn)行響應(yīng)信號(hào)的輸出。以此來達(dá)到控制相關(guān)設(shè)備功能的目的。

4 PLC在常見電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

4.1 在中央空調(diào)中的應(yīng)用

作為空調(diào)中最為重要的組成部分，冷卻系統(tǒng)的發(fā)展到目前為止主要采用三種控制方法：繼電器、直接數(shù)字、可編程控制器。第一種方法，繼電器控制。由于采用繼電器的冷卻控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且能耗較高，加之后期普遍偏高的故障率導(dǎo)致該方法逐漸被淘汰。而第二種方法，直接數(shù)字控制。由于系統(tǒng)自身的抗干擾能力偏弱，同時(shí)，其結(jié)構(gòu)中采用的分級(jí)分步式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在一些實(shí)際應(yīng)用中存在諸多限制。因此，即便它具備智能化方面的優(yōu)勢(shì)，在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中也不是很常見。較前兩者相比較而言，可編程控制器控制，在結(jié)構(gòu)和使用可靠性上優(yōu)于繼電器，而在抗干擾方面也強(qiáng)于直接數(shù)字控制。再加上起自身具備的一些特點(diǎn)，在中央空調(diào)的冷卻系統(tǒng)控制領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。

4.2 在交通系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用

因?yàn)榭删幊炭刂破骶邆漭^強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性以及穩(wěn)定的內(nèi)部定時(shí)功能等特點(diǎn)。因此，在交通系統(tǒng)當(dāng)中被廣泛的應(yīng)用在交通信號(hào)燈的控制當(dāng)中。絕大部分的可編程控制器都安裝了實(shí)時(shí)時(shí)鐘在其內(nèi)部，這也使得在岔路口較多，交通較為繁忙的路段，可編程控制器的這種智能化得到最大體現(xiàn)。不僅能對(duì)交通信號(hào)燈進(jìn)行精準(zhǔn)的控制，同時(shí)也大大的降低了交通管理中的人力成本。但是，由于通訊功能的缺乏，可編程控制器不能講單個(gè)路口的交通信號(hào)燈與整個(gè)路網(wǎng)聯(lián)合起來進(jìn)行調(diào)度。所以，這就要求在進(jìn)行路網(wǎng)信號(hào)燈設(shè)計(jì)時(shí)，需要講同一路線上的信號(hào)燈聯(lián)合起來，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)交通的有效控制。

4.3 在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

由于數(shù)控加工過程中特別是在點(diǎn)位加工領(lǐng)域及孔加工，對(duì)于刀具的位置精度要求很高。因此，可編程控制器控制精準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)得以發(fā)揮。通過對(duì)程序進(jìn)行編設(shè)，刀具能迅速而又準(zhǔn)確的移動(dòng)到指定加工位置，并且編譯加工工序的指令也十分簡單易行，方便技術(shù)人員操作。同時(shí)，刀具移動(dòng)相對(duì)于刀具或者工件等其他運(yùn)動(dòng)是獨(dú)立的。這也使得整個(gè)加工過程的每個(gè)步驟更加清晰，程序編寫更加方便。

5 結(jié)語

PLC較之以前所采用的電氣自動(dòng)化控制方式有著許多自身的優(yōu)勢(shì)，因此在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用也得到了大范圍的普及。但是，在一些PLC技術(shù)使用尚未成熟的領(lǐng)域中，我們需要不斷的進(jìn)行研究，以期能將該領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)與PLC相結(jié)合以便更好的為生產(chǎn)服務(wù)。而在已得到普及的領(lǐng)域內(nèi)，PLC技術(shù)的應(yīng)用仍有許多難題需要我們?nèi)スタ恕⑷パ芯俊＿@所有的一切都需要我們相關(guān)從業(yè)人員的共同努力才能得到實(shí)現(xiàn)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]呂麗榮.可編程控制器在電氣控制中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2012（5）：93-95.

[2]葉曉暉.PLC在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景概述[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2009，（15）.