基于PLC技術(shù)的電氣工程自動(dòng)化控制分析

史玉芳

（徐州機(jī)電技師學(xué)院，江蘇徐州，221131）

1 PLC技術(shù)基本情況概述

PLC技術(shù)指的是一種可編程的邏輯控制器，在該電子系統(tǒng)運(yùn)行過程中具有一定的可編程能力，針對不同作業(yè)工序設(shè)計(jì)相應(yīng)的運(yùn)行體系，并對系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)置一個(gè)存儲(chǔ)器。PLC技術(shù)構(gòu)建與運(yùn)行過程中能夠有效滿足系統(tǒng)運(yùn)行的多項(xiàng)需要，在存儲(chǔ)器的運(yùn)用之下發(fā)布相關(guān)任務(wù)，能夠在生產(chǎn)工藝中完成相應(yīng)的數(shù)學(xué)計(jì)算與邏輯計(jì)算，基于計(jì)算機(jī)運(yùn)行程序的設(shè)計(jì)與運(yùn)用達(dá)到此種目的。機(jī)器在運(yùn)行過程中能夠模擬系統(tǒng)中的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并對各項(xiàng)作業(yè)完成情況進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，以此促進(jìn)作業(yè)過程中相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)，為系統(tǒng)運(yùn)行構(gòu)建數(shù)字化指令，引導(dǎo)機(jī)器完成相關(guān)的操作任務(wù)[1]。當(dāng)前很多工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中均大量運(yùn)用了PLC技術(shù)，為各項(xiàng)步驟的完成設(shè)計(jì)相應(yīng)的自動(dòng)化計(jì)算公式。PLC技術(shù)運(yùn)用中是對傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)運(yùn)行模式的一種改良與精進(jìn)，對計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)輸入設(shè)置了相應(yīng)的輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、硬盤設(shè)備，并組織設(shè)計(jì)了控制器。對系統(tǒng)運(yùn)行構(gòu)建了工業(yè)組織控制體系，在運(yùn)行過程中具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性與可靠性，具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，運(yùn)行中能夠有效摒除外界不良因素的影響，減少設(shè)備運(yùn)行故障的出現(xiàn)。

2 當(dāng)前我國電氣工程自動(dòng)化控制中的一些問題表現(xiàn)

我國工業(yè)社會(huì)經(jīng)過長期的發(fā)展之后，當(dāng)前已經(jīng)形成了相對較為系統(tǒng)的發(fā)展模式與發(fā)展體系，初步構(gòu)建了系統(tǒng)性功能，更好地結(jié)合了系統(tǒng)運(yùn)行中的實(shí)際情況，構(gòu)建相應(yīng)的發(fā)展機(jī)制，具有較強(qiáng)的專業(yè)化發(fā)展程度。但是在具體自動(dòng)化控制過程中依然存在著一定的問題需要改進(jìn)。

2.1 自動(dòng)化控制功能分類功能構(gòu)建不足

自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中，要求針對不同的作業(yè)體系構(gòu)建相應(yīng)的組織發(fā)展功能，但是當(dāng)前部分系統(tǒng)發(fā)展運(yùn)行過程中組織分類功能構(gòu)建完善性不足，影響了自動(dòng)化功能體系的良好運(yùn)行。在具體作業(yè)中，通道控制往往需要 經(jīng)過一個(gè)緩沖階段，此時(shí)系統(tǒng)可能出現(xiàn)一些問題，影響了設(shè)備的良好運(yùn)行與運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行中可能出現(xiàn)短路現(xiàn)象，嚴(yán)重情況下甚至?xí)p害電器，對系統(tǒng)的整體運(yùn)行與控制不利[2]。

2.2 技術(shù)操作中的順利混亂現(xiàn)象

在電氣自動(dòng)化控制中如果出現(xiàn)順序混亂現(xiàn)象，對自動(dòng)化控制效果可能產(chǎn)生不良影響，對整個(gè)工藝生產(chǎn)的質(zhì)量與效益不利。在傳統(tǒng)電氣自動(dòng)化控制過程中往往不可避免地受到多種因素的影響與干擾。對系統(tǒng)整體的工藝進(jìn)行以及作業(yè)控制不利。在內(nèi)部環(huán)境與外部環(huán)境中均可能出現(xiàn)一些干擾因素，使得系統(tǒng)運(yùn)行中的穩(wěn)定性不足，部分工藝運(yùn)行中可能出現(xiàn)一些指令錯(cuò)誤現(xiàn)象，對正常生產(chǎn)工藝的進(jìn)行不利[3]。

2.3 信息不對稱

工業(yè)生產(chǎn)工藝進(jìn)行過程中往往需要加強(qiáng)多方組織之間的溝通，例如設(shè)計(jì)單位與使用單位之間，容易出現(xiàn)多種信息不對稱現(xiàn)象，若溝通不足，在實(shí)際操作過程中可能會(huì)出現(xiàn)一些問題，設(shè)計(jì)單位可能未充分考慮到具體生產(chǎn)實(shí)踐中的實(shí)際需求與生產(chǎn)現(xiàn)狀，對生產(chǎn)工藝活動(dòng)的正常推進(jìn)不利。為此在生產(chǎn)過程中要求將信息不對稱問題考慮進(jìn)，進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與組織[4]。

3 PLC技術(shù)在自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)中的應(yīng)用對策

3.1 構(gòu)建系統(tǒng)的PLC技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

在實(shí)際作業(yè)控制過程中，要求針對PLC技術(shù)的應(yīng)用建立相應(yīng)的作業(yè)控制標(biāo)準(zhǔn)，以此規(guī)范電氣工程自動(dòng)化作業(yè)控制體系。有效解決當(dāng)前作業(yè)規(guī)范不合理的現(xiàn)象，與具體的行業(yè)建設(shè)相結(jié)合，制定相應(yīng)的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系，減少作業(yè)過程中可能出現(xiàn)的嚴(yán)格度不足的問題，減少作業(yè)過程中故障發(fā)生的可能性。加強(qiáng)不同組織體系之間的有效交流與溝通，重點(diǎn)是設(shè)計(jì)單位與施工單位之間，要求與作業(yè)工程開展的實(shí)際情況相結(jié)合，進(jìn)行相應(yīng)地設(shè)計(jì)。加強(qiáng)不同組織體系之間的溝通，針對作業(yè)控制中出現(xiàn)的一些常見問題，及時(shí)進(jìn)行必要的溝通與交流，將出現(xiàn)的問題納入至下一步的工作改進(jìn)方案之中，針對該技術(shù)應(yīng)用構(gòu)建統(tǒng)一的管理機(jī)制與應(yīng)用流程。

3.2 開關(guān)量控制

PLC技術(shù)運(yùn)用中要求加強(qiáng)對開關(guān)量的有效管理與控制，對此要求優(yōu)化當(dāng)前輸入順序，并與過去輸入順序有效結(jié)合在一起，據(jù)此制定綜合最佳的開關(guān)輸入量， 并在系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置相應(yīng)的邏輯順序，以此優(yōu)化開關(guān)量設(shè)計(jì)與管理控制。在開關(guān)量設(shè)計(jì)中的主要按鈕與控制元件主要有行程開關(guān)、按鈕以及溫度開關(guān)等。在電氣自動(dòng)化作業(yè)設(shè)計(jì)與控制過程中，通過PLC技術(shù)的運(yùn)用，能夠?qū)LC開關(guān)量達(dá)到良好的設(shè)計(jì)與控制效果[5]。

通過行程開關(guān)的設(shè)計(jì)與運(yùn)用，對當(dāng)前實(shí)際運(yùn)行位置進(jìn)行綜合性的，同時(shí)在電氣設(shè)備作業(yè)與運(yùn)行過程中通過一定的渠道能夠檢測反饋出行程開關(guān)的安裝情況，并以輸入點(diǎn)的方式進(jìn)行連接與處理，通過觸點(diǎn)設(shè)計(jì)，有效連接PLC技術(shù)輸入點(diǎn)中的連通狀態(tài)與斷開狀況，使得兩者之間能夠在一定的公式運(yùn)用中切換，并通過PLC技術(shù)的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的輸出。在按鈕的運(yùn)用之下，實(shí)現(xiàn)作業(yè)信號的傳輸，從而據(jù)此完成相關(guān)的作業(yè)操作，實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備自動(dòng)化運(yùn)行需求，使其能夠自動(dòng)完成相關(guān)操作。

3.3 閉環(huán)控制

傳統(tǒng)電氣設(shè)備運(yùn)行過程中，主要采用人工作業(yè)的方式，設(shè)備運(yùn)行中的自動(dòng)化操作水平不高，最終使得設(shè)備運(yùn)行中的安全性與可靠性難以充分保障，降低了電氣設(shè)備的運(yùn)行效率。針對此種問題，可以利用PLC技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的閉環(huán)設(shè)計(jì)，有效突破傳統(tǒng)作業(yè)中的局限性與不足。當(dāng)前采用的主要閉環(huán)方式有單閉、多閉等多個(gè)系統(tǒng)，在具體的作業(yè)控制過程中針對兩個(gè)不同的過程變量，計(jì)算兩者之間絕對數(shù)之間的差值，并進(jìn)行對比分析， 在當(dāng)前運(yùn)用中主要采用的控制系統(tǒng)有單閉控制系統(tǒng)。在多閉系統(tǒng)運(yùn)行中，要求對作業(yè)中控制變量的數(shù)值進(jìn)行觀測，保證過程控制變量數(shù)值始終處于一個(gè)范圍之內(nèi)[6]。

3.4 順序控制

運(yùn)用PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化作業(yè)過程中能夠?qū)ψ鳂I(yè)中的相關(guān)順序進(jìn)行一定控制，結(jié)合作業(yè)工藝需求以及具體開展情況等，進(jìn)行相應(yīng)布置與分析，結(jié)合具體的工藝需求等，技術(shù)調(diào)整作業(yè)過程中的相關(guān)工序，使得作業(yè)化控制活動(dòng)的進(jìn)行能夠嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)作業(yè)工序進(jìn)行，不斷提升作業(yè)開展過程中的穩(wěn)定性與可靠性。

與當(dāng)前節(jié)能的作業(yè)需求相結(jié)合，不斷構(gòu)建相應(yīng)的工程作業(yè)方式。在具體作業(yè)開展與實(shí)施過程中可以結(jié)合具體工作開展情況靈活進(jìn)行調(diào)整，針對當(dāng)前作業(yè)工序的開展環(huán)節(jié)不斷優(yōu)化下一階段的作業(yè)開展情況，在上下作業(yè)工序之間構(gòu)建相應(yīng)的作業(yè)流程與作業(yè)工序。針對作業(yè)開展情況布置相應(yīng)的作業(yè)命令，在上一階段的作業(yè)工序完成之后，下一階段的作業(yè)命令自動(dòng)開啟，在不具備相關(guān)條件的情況下，某執(zhí)行命令能夠自動(dòng)清除。在具體作業(yè)過程中，PLC技術(shù)運(yùn)用中能夠結(jié)合具體的輸出量進(jìn)行階段劃分，由此最終有效滿足PLC技術(shù)自動(dòng)化控制運(yùn)行需求。

在布置控制器時(shí)要求設(shè)置開關(guān)量輸出(DO Sinking)接口，針對自動(dòng)化控制中電流輸出情況及場合進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，最大情況下可以設(shè)置為3A。針對四個(gè)信號設(shè)置相應(yīng)的開關(guān)量輸入(DI)模式，采用與普通DI相同的布置方式，將引腳作為DI進(jìn)行使用與布置，作業(yè)過程中要求保障高電平，這與作業(yè)過程中的電路設(shè)置情況之間有一定的相關(guān)性，針對0與1的輸出位，對控制器的輸入信號進(jìn)行調(diào)整與布置。O／DI功能發(fā)揮時(shí)相應(yīng)的函數(shù)表示如下。

表1 PLC技術(shù)運(yùn)用中不同DO／DI功能接口函數(shù)

3.5 有針對性的PLC設(shè)計(jì)

PLC技術(shù)運(yùn)用中為用戶提供了一種自動(dòng)編程與存儲(chǔ)機(jī)制，以此更好地與用戶的實(shí)際需求相結(jié)合。在具體運(yùn)用過程中能夠結(jié)合特定要求以及應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行一定調(diào)整，通過程序的運(yùn)用，對相關(guān)設(shè)備使用達(dá)到良好的控制效果。針對PLC技術(shù)運(yùn)用構(gòu)建一種較為便捷的接線方式，將使用設(shè)備與電源相連接，并將其與傳輸線路連接在一起。此種作業(yè)方式的運(yùn)用有效簡化了作業(yè)流程與作業(yè)方式，運(yùn)用中能夠有效減少人為失誤現(xiàn)象的出現(xiàn)。但是在電氣工程自動(dòng)化控制運(yùn)用過程中要求結(jié)合具體現(xiàn)象與要求進(jìn)行有針對性地設(shè)計(jì)，選擇所需要的操作方案與PLC技術(shù)。與自動(dòng)化控制目標(biāo)、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、生產(chǎn)目標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合，以此提升PLC技術(shù)的綜合運(yùn)用效益。

3.6 運(yùn)用中達(dá)到抗干擾效果

在自動(dòng)化控制運(yùn)用過程中，要求PLC技術(shù)運(yùn)用能夠達(dá)到良好的抗干擾效果，綜合運(yùn)用性能良好，避免出現(xiàn)系統(tǒng)故障與問題。在電氣工程實(shí)踐中可見，PLC技術(shù)的運(yùn)用能夠有效減少內(nèi)耗，降低不必要的資源消耗，提升系統(tǒng)運(yùn)行中的綜合整體效益。運(yùn)行中，對作業(yè)人員進(jìn)行必要的技術(shù)培訓(xùn)，使其掌握關(guān)于PLC技術(shù)的規(guī)范操作技巧，將其在更廣泛應(yīng)用范圍內(nèi)推廣。要求PLC技術(shù)運(yùn)用設(shè)計(jì)中即進(jìn)行必要的抗干擾設(shè)計(jì)，對此制定有針對性的抗干擾措施。并與自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用前景與應(yīng)用需求相結(jié)合，切實(shí)滿足不同類型企業(yè)生產(chǎn)工藝的需求。集中優(yōu)勢力量進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，突破技術(shù)難題，并在實(shí)踐過程中不斷予以完善。