基于PLC技術(shù)的電氣控制應(yīng)用研究

符明

摘 要：可編程控制器（PLC）隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展其自身的應(yīng)用技術(shù)也在不斷地得到提升改進(jìn)。可編程控制器是一種比較常見(jiàn)的電子數(shù)據(jù)控制程序，它不但在工業(yè)控制系統(tǒng)中發(fā)揮著諸多優(yōu)勢(shì)，也在人們的日常生活中得到越來(lái)越普遍的應(yīng)用，它是目前一種工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中必備的基礎(chǔ)設(shè)備。許多傳統(tǒng)的電氣控制方式在科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異的今天越來(lái)越顯示出它們實(shí)際應(yīng)用操作中的局限性和各種弊端，大多數(shù)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工程技術(shù)人員因?yàn)槠鋬?yōu)點(diǎn)更傾向于選擇可編程控制器，而放棄使用接觸控制器。可編程控制器將會(huì)在電氣自動(dòng)化工作系統(tǒng)中得到普及，并扮演越來(lái)越重要的角色。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；電氣控制；應(yīng)用

可編程控制器（PLC）現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，它憑借著自身多種優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的青睞，它在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)尤其是順序控制系統(tǒng)中將扮演極為重要的角色。

1 可編程控制器（PLC）的特點(diǎn)

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的大小

在可編程控制器的實(shí)際應(yīng)用中，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的大小要與設(shè)計(jì)要求相符合。小型的可編程控制器體積較小，重量也輕，便于移動(dòng)和安裝，在實(shí)際中得到了廣泛的應(yīng)用。同時(shí)大型的可編程控制器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)雖然體型笨重，但也有其長(zhǎng)處，比如功能強(qiáng)大，功能較多，運(yùn)算速度較快等。大型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以用來(lái)滿足自動(dòng)化、產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?；膶?shí)際應(yīng)用需求。

1.2 PLC操作簡(jiǎn)單、使用普遍、實(shí)用性強(qiáng)

PLC擁有直觀簡(jiǎn)單的接口，編程中擁有圖形符號(hào)和梯形圖語(yǔ)言等多種表達(dá)方式，操作簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，操作人員和工程技術(shù)人員都可以輕松理解，只需一部分簡(jiǎn)單的操作指令就能夠進(jìn)行自動(dòng)化電氣控制的程序編寫(xiě)和運(yùn)用[1]。

1.3 PLC技術(shù)抗干擾能力強(qiáng)

PLC技術(shù)的設(shè)計(jì)中一般都采用大型集成電路技術(shù)，在其內(nèi)部結(jié)構(gòu)上加進(jìn)比較先進(jìn)的抗感染電路技術(shù)，還配備有監(jiān)控報(bào)警器，一旦出現(xiàn)外部干擾或者系統(tǒng)內(nèi)部組件設(shè)備出現(xiàn)故障就自動(dòng)發(fā)動(dòng)警報(bào)。PLC技術(shù)設(shè)計(jì)的抗干擾技術(shù)比傳統(tǒng)的接觸控制器繼電器技術(shù)更加能適應(yīng)復(fù)雜的工業(yè)制造環(huán)境。另外，在軟件編寫(xiě)時(shí)，還可依據(jù)實(shí)際情況來(lái)自動(dòng)診斷程序來(lái)進(jìn)行外圍系統(tǒng)設(shè)備的監(jiān)控診斷。

1.4 PLC的改造與維護(hù)方便簡(jiǎn)單

PLC技術(shù)采用了存儲(chǔ)邏輯的設(shè)計(jì)方法，這比傳統(tǒng)的接線邏輯更能節(jié)省設(shè)備外部的接線，并能夠極大地縮短控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建造的時(shí)間，給后期護(hù)理工作帶來(lái)了很大的便利，而且已編寫(xiě)的程序也可以隨時(shí)更改。這種特點(diǎn)迎合了實(shí)際生產(chǎn)中的各種需求，極大地減少了時(shí)間，節(jié)省了檢測(cè)成本。

2 PLC技術(shù)的工作過(guò)程

PLC技術(shù)是囊括了網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的復(fù)合型技術(shù)。它的工作過(guò)程在計(jì)算機(jī)硬件上進(jìn)行。其主要工作過(guò)程為：（1）即時(shí)收集信息并負(fù)責(zé)輸入現(xiàn)場(chǎng)：在控制系統(tǒng)的控制之下，軟件程序?qū)㈩A(yù)編好的指令輸入既定區(qū)域，然后進(jìn)行掃描，還要負(fù)責(zé)分析判斷輸入?yún)^(qū)域的運(yùn)行狀態(tài)；（2）程序必須根據(jù)特定功能的執(zhí)行：以用戶控制系統(tǒng)中設(shè)定的指令為出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)行全面的掃描，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)和指令要求即時(shí)進(jìn)行分析運(yùn)算；（3）控制系統(tǒng)中信號(hào)的記錄和輸出：把現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)和指令要求的具體分析運(yùn)算結(jié)果輸入到控制系統(tǒng)的中心控制器，當(dāng)主機(jī)向輸出點(diǎn)發(fā)出有效響應(yīng)時(shí)，相關(guān)設(shè)備的功能得到控制。

在實(shí)際工作操作過(guò)程中，一般都要求工作流程不間斷運(yùn)行，將以上流程進(jìn)行重復(fù)則可達(dá)到循環(huán)工作和周期工作的目的[2]。

3 電氣控制中基于PLC的應(yīng)用

3.1 開(kāi)關(guān)量控制方式基于PLC的應(yīng)用

開(kāi)關(guān)量控制方式是主要的也是最基本的PLC技術(shù)的應(yīng)用方式。PLC的自動(dòng)化同時(shí)實(shí)現(xiàn)了邏輯控制和順序控制。另外，它還能夠保證單臺(tái)設(shè)備的單獨(dú)控制，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化程序中每個(gè)組件的獨(dú)立性。

3.2 控制模擬量基于PLC的應(yīng)用

在自動(dòng)化工業(yè)系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)多個(gè)多種的且不斷保持變化的模擬量。利用PLC自動(dòng)化控制技術(shù)可確保數(shù)據(jù)信心的轉(zhuǎn)換能及時(shí)得到監(jiān)控和跟蹤，從而為模擬量的分析及運(yùn)算上的難題提供了一定程度上的解決。

3.3 集中式控制設(shè)計(jì)基于PLC的應(yīng)用

集中式控制設(shè)計(jì)可以同時(shí)控制多個(gè)設(shè)備的計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制模式，使操作系統(tǒng)使用起來(lái)更加方便快捷，也可以降低成本。

3.4 分散控制設(shè)計(jì)基于PLC的應(yīng)用

分散控制設(shè)計(jì)主要用于工業(yè)生產(chǎn)線上的多臺(tái)控制設(shè)備，每個(gè)受控對(duì)象可以直接受到自身控制，有效避免了因?yàn)橐慌_(tái)設(shè)備出故障而影響到全局的弊端。

3.5 運(yùn)動(dòng)控制中PLC自動(dòng)化的應(yīng)用

運(yùn)動(dòng)控制的工作原理是在控制設(shè)備的配置中采用運(yùn)動(dòng)模塊用于傳感和指令的執(zhí)行，其主要特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)圓周運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)控制，具有較高的靈活性。

3.6 基于PLC自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用

PLC自動(dòng)化控制具有數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)分析運(yùn)算等多項(xiàng)統(tǒng)計(jì)功能。在數(shù)據(jù)處理應(yīng)用中，它能夠負(fù)責(zé)完成多項(xiàng)數(shù)據(jù)處理工作，服務(wù)面較廣，比較適用于大型的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

4 基于PLC的自動(dòng)化電氣控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題

4.1 控制出錯(cuò)

控制出錯(cuò)會(huì)導(dǎo)致各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)信號(hào)無(wú)法傳輸給PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)。主要成因是線路質(zhì)量差或老化，機(jī)械設(shè)備的牽動(dòng)拉扯和老鼠昆蟲(chóng)破壞。線路的開(kāi)關(guān)沒(méi)有嚴(yán)格開(kāi)合和觸點(diǎn)接線不牢靠也會(huì)致使控制出錯(cuò)[3]。

4.2 動(dòng)作執(zhí)行出錯(cuò)

動(dòng)作執(zhí)行出錯(cuò)會(huì)使PLC指令無(wú)法輸出和執(zhí)行。主要原因有負(fù)載接觸器出現(xiàn)故障或接觸器的接觸不嚴(yán)密，現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械的開(kāi)關(guān)電閘自身存在質(zhì)量問(wèn)題或已損壞。

5 對(duì)基于PLC的自動(dòng)化電氣控制問(wèn)題的對(duì)策

主要對(duì)策有以下三點(diǎn)：（1）不斷強(qiáng)化系統(tǒng)中信號(hào)輸入的安全性和可靠性，在對(duì)控制系統(tǒng)中的零部件進(jìn)行配備時(shí)嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量把關(guān)，確保部件的持久耐用，降低線路破損、斷路和短路的發(fā)生率，根據(jù)控制系統(tǒng)需要不斷改進(jìn)和更新主界面模塊的功能；（2）完善自動(dòng)控制系統(tǒng)的預(yù)警機(jī)制，不斷實(shí)現(xiàn)預(yù)警機(jī)制和報(bào)警設(shè)施的自動(dòng)化和智能化，在預(yù)警和報(bào)警過(guò)程中以文字?jǐn)?shù)據(jù)和圖像網(wǎng)絡(luò)的形式在控制總部顯示具體的故障，相關(guān)技術(shù)人員在分析之后采取維護(hù)措施；（3）加大科技力量投入，攻克技術(shù)難關(guān)，擺脫各項(xiàng)弊端，為PLC技術(shù)在自動(dòng)化電器空中的應(yīng)用提供更多的科研人員，加大資金投入，并加強(qiáng)國(guó)際技術(shù)交流與合作，不斷完善自身的技術(shù)應(yīng)用。

6 結(jié)束語(yǔ)

可編程控制器（PLC）具有使用操作方便、具有普遍通用性、適應(yīng)能力強(qiáng)、穩(wěn)固性可靠性能高、編程簡(jiǎn)單和抗干擾能力強(qiáng)等突出優(yōu)點(diǎn)?？删幊炭刂破鳎≒LC）用于工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠大大提高工作運(yùn)行效率，提高工業(yè)產(chǎn)值。我國(guó)應(yīng)該大力支持可編程控制器（PLC）進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)和管理領(lǐng)域，不斷解決實(shí)踐過(guò)程中遇到的技術(shù)問(wèn)題，讓可編程控制器（PLC）技術(shù)促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)力的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]于加榮.基于PLC技術(shù)的電氣控制應(yīng)用分析[J].電子技術(shù)與軟件工程：自動(dòng)化控制，2014.

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[3]徐小華.基于PLC技術(shù)的船舶輔助機(jī)械自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究[D].上海海事大學(xué)，2004.