PLC 在工業(yè)電氣自動化的應(yīng)用探究

王艷玲 桑鵬

大連凱一機(jī)電設(shè)備安裝工程有限公司 遼寧大連 116003

隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)電子技術(shù)等相關(guān)電子行業(yè)的迅猛發(fā)展，電氣自動化被應(yīng)用的領(lǐng)域也越來越廣，如今它通過與網(wǎng)絡(luò)通信等相關(guān)技術(shù)結(jié)合之后，更是在我國得到了空前的發(fā)展，被逐漸地應(yīng)用在工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域[1]。

1 工業(yè)電氣自動化概述

工業(yè)電氣自動化就是工業(yè)企業(yè)的電氣自動化，在技術(shù)方面主要涉及到電子技術(shù)，電機(jī)電器技術(shù)，信息技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和機(jī)電一體化等技術(shù)，涉及到的領(lǐng)域也是非常廣泛的。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展使得工業(yè)電氣自動化在技術(shù)方面得到了更好的發(fā)展?，F(xiàn)在工業(yè)電氣自動化在發(fā)展的過程中慢慢實(shí)現(xiàn)了信息化和開放化，工業(yè)電氣自動化的發(fā)展在一定程度上促進(jìn)了工業(yè)企業(yè)獲得了更好的發(fā)展，同時(shí)在一定程度上也更好的促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展。

2 PLC 的工作原理概述

第一個(gè)步驟，輸入采樣。在這個(gè)步驟當(dāng)中，可編程控制器讀取采樣數(shù)據(jù)主要通過掃描的方式，然后利用輸入I/O 輸出映像區(qū)中所對應(yīng)的單元對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。在數(shù)據(jù)采樣被輸入之后，繼續(xù)執(zhí)行輸出刷新操作對轉(zhuǎn)入用戶程序。在這個(gè)階段中，即使輸入的數(shù)據(jù)狀態(tài)發(fā)生了變化，輸入I/O 輸出映像區(qū)中的處理單元所接收的數(shù)據(jù)也不會被改變。所以，如果以脈沖信號的形式輸入，要求該信號所具有的寬度要比一個(gè)掃描周期大。只有這樣，才能確保輸入的數(shù)據(jù)信息在任何情況下都會被讀入[2]。

第二個(gè)步驟，程序執(zhí)行。在用戶程序執(zhí)行的過程中，可編程控制器對用戶程序進(jìn)行掃描的執(zhí)行順序總是自上而下，在掃描的過程中，其運(yùn)算按照固定的順序和路線進(jìn)行，其中，掃描順序也是由左至右，由上至下，而掃描線路則是由用戶程序的各個(gè)觸電構(gòu)成。進(jìn)而得出運(yùn)算結(jié)果，并根據(jù)該結(jié)果來對邏輯線圈在存儲區(qū)中的狀態(tài)或者輸入I/O 輸出映像中的狀態(tài)來完成刷新操作，進(jìn)而確定是否執(zhí)行用戶程序中的處理指令。

第三個(gè)步驟，系統(tǒng)輸出刷新。在這一階段所要完成的操作是可編程控制器在執(zhí)行完用戶程序之后的刷新。在刷新過程中，系統(tǒng)的中央處理器會根據(jù)輸入I/O 輸出映像中相應(yīng)的狀態(tài)和前一階段輸入的數(shù)據(jù)來進(jìn)行鎖存電路，再完成對其他外設(shè)的驅(qū)動。這一過程中的輸出，才是可編程控制器真正要完成的任務(wù)。

3 PLC 在工業(yè)電氣自動化的應(yīng)用

目前，PLC 在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)。

3.1 在傳統(tǒng)機(jī)床的應(yīng)用

傳統(tǒng)機(jī)床主要是采用電氣控制的模式，使用的是繼電器的邏輯控制系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)，很容易發(fā)生觸頭電弧、或者是接觸不良，接線老化等一系列的問題。而且通過這樣系統(tǒng)控制的設(shè)備具有生產(chǎn)效率低下，能源消耗大，經(jīng)常出故障而且維修困難等缺點(diǎn)。因此，為了提高工業(yè)電氣自動化的水平，應(yīng)該采取PLC 對機(jī)床的硬件和軟件進(jìn)行各方面的改選，并且進(jìn)行實(shí)施的控制。通過PLC 系統(tǒng)對機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控等功能，不僅可以提高硬件系統(tǒng)運(yùn)行的效率。保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定。而且，還可以降低機(jī)器設(shè)備的維護(hù)成本，節(jié)約能源的消耗。從而，進(jìn)一步地實(shí)現(xiàn)，傳統(tǒng)的機(jī)床設(shè)備逐漸地從電氣控制向數(shù)字控制進(jìn)行轉(zhuǎn)變[3]。

PLC 技術(shù)對于傳統(tǒng)機(jī)械控制系統(tǒng)的變動，讓PLC 技術(shù)更加有效地融入到傳統(tǒng)機(jī)床的工作原理中，使得機(jī)器操作變得更加地簡便，而且完美地克服了電氣控制時(shí)，傳統(tǒng)機(jī)械故障多，效率低，磨損大的缺點(diǎn)，用全新的高效率、高精度、高重穩(wěn)定性以及靈活的操作控制等優(yōu)點(diǎn)重新賦予了這些傳統(tǒng)的機(jī)械機(jī)床。讓這些機(jī)床，重新煥發(fā)了新的生命。

3.2 PLC 在火電廠控制系統(tǒng)應(yīng)用

在火電廠中，有包括水處理、輸煤、除灰除渣等等輔助系統(tǒng)的存在，這些系統(tǒng)在操作流程上，有許多的開關(guān)和順序控制，因?yàn)檫@樣而變得繁瑣。如果加入PLC 系統(tǒng)的應(yīng)用，就會對這些系統(tǒng)的工藝流程，做到完美的控制，做到有序化操作。這種屬于開關(guān)量的邏輯控制，可以更好地取代繼電器，幫助火電廠的輔助系統(tǒng)，更好地實(shí)現(xiàn)邏輯控制和順序控制。它的應(yīng)用即可以是火電廠單臺的設(shè)備控制，也可以采用火電廠分層式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如把輸煤系統(tǒng)分主站層、現(xiàn)場傳感器和遠(yuǎn)程IO 站三部分。主站層由PLC 和人機(jī)接口相關(guān)設(shè)備組成。遠(yuǎn)程IO 站的相關(guān)設(shè)備，通過光纖的方式，與主站層進(jìn)行連接。而輸煤的現(xiàn)場傳感器與遠(yuǎn)程IO 站的相關(guān)設(shè)備，再進(jìn)行二次光纖電纜的連接。這樣，操作人員就可以坐在控制室，就可以完成整個(gè)輸煤層的傳送和監(jiān)督工作，通過控制室的顯示屏，對整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行全面監(jiān)督。

4 結(jié)語

隨著工業(yè)電氣化的逐漸深入，PLC 技術(shù)在工業(yè)電氣自動化中的應(yīng)用，也被越來越多的企業(yè)所重視。PLC 技術(shù)的誕生，既可以解決傳統(tǒng)機(jī)械機(jī)床控制系統(tǒng)的各種缺點(diǎn)，又能夠提升產(chǎn)品的品質(zhì)，提高生產(chǎn)的效率，讓傳統(tǒng)的機(jī)床重新煥發(fā)了生命力，同時(shí)也帶動了市場經(jīng)濟(jì)的更快速發(fā)展。企業(yè)之間也因此，將拉開競爭的差距。隨著技術(shù)的進(jìn)步，其控制功能由簡單的邏輯控制、順序控制發(fā)展為復(fù)雜的連續(xù)控制和過程控制，因此，未來，PLC在工業(yè)企業(yè)的應(yīng)用，將會更加地被重視，從而廣泛地應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域的各個(gè)角落。