PLC電路在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的運(yùn)用

黨健

摘 要：隨著我國(guó)電子信息技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，電氣自動(dòng)化越來(lái)越得工業(yè)企業(yè)的重視，PLC電路作為一種全新的可編程儲(chǔ)存器，在工業(yè)電氣自動(dòng)化中得到了廣泛應(yīng)用，通過(guò)PLC電路在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的運(yùn)用，不但能提高工業(yè)生產(chǎn)的效率，而且還能提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

關(guān)鍵詞：PLC電路 工業(yè)電氣 自動(dòng)化 相關(guān)運(yùn)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TN94 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）08（c）-0052-02

1 PLC電路技術(shù)概述

1.1 PLC的工作原理

目前我國(guó)PLC的工作原理主要分為3個(gè)階段，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、系統(tǒng)輸出刷新階段。其中輸入采樣階段指的是通過(guò)掃描的方式讀取采樣數(shù)據(jù)，這是數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在規(guī)定的單元中，相關(guān)的數(shù)據(jù)輸入以后，將被轉(zhuǎn)入到用戶(hù)程序進(jìn)行執(zhí)行輸出操作，在輸入采樣階段，技術(shù)相關(guān)發(fā)生狀態(tài)，處理數(shù)據(jù)的單位也不會(huì)發(fā)生改變，從而保證輸入的資料數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生改變，保證相關(guān)數(shù)據(jù)的質(zhì)量。程序執(zhí)行階段主要指的是，在執(zhí)行程序過(guò)程中，保證PLC中的控制器總是能從上而下對(duì)用戶(hù)程序進(jìn)行掃描，在這一過(guò)程中，一定要按照相關(guān)順序進(jìn)行核算，核算的過(guò)程也要按照由上至下的原則進(jìn)行核算，在PLC中掃描的路線(xiàn)由各個(gè)觸電構(gòu)成，從而得出運(yùn)算的結(jié)果，根據(jù)得出的結(jié)果對(duì)邏輯線(xiàn)圈在儲(chǔ)存中的狀態(tài)完成刷新操作，從而確定是否執(zhí)行相關(guān)的處理指令。系統(tǒng)輸出刷新階段指的是要完成的操作任務(wù)，可以在編輯控制器中完成刷新，在系統(tǒng)輸出刷新階段過(guò)程中，CPU會(huì)根據(jù)輸入映像的狀態(tài)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存以后才去執(zhí)行其他操作，這一階段是PLC中重要階段，輸出的信息和資料才是編輯控制器要完成的任務(wù)。

1.2 PLC的特點(diǎn)

1.2.1 PLC可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)

PLC具有非常強(qiáng)大的自行診斷能力，如果輸入的信息有錯(cuò)誤，應(yīng)及時(shí)對(duì)這些錯(cuò)誤信息進(jìn)行處理，同時(shí)PLC采用濾波、隔離等硬件措施，能對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行及時(shí)檢測(cè)、對(duì)受損的信息進(jìn)行恢復(fù)，通過(guò)采用最先進(jìn)的高科技技術(shù)來(lái)提高抗干擾能力。

1.2.2 PLC通用性強(qiáng)，控制程序可以改變

工業(yè)電氣自動(dòng)化中應(yīng)用的PLC電路，具有齊全的硬件設(shè)備，能夠很好地滿(mǎn)足各種控制系統(tǒng)的要求，從而減少了用戶(hù)自己設(shè)計(jì)程序的任務(wù)，這也是PLC深受廣大用戶(hù)喜歡的主要原因。

1.2.3 PLC功能強(qiáng)，使用面非常廣

在工業(yè)電氣自動(dòng)化中應(yīng)用的PLC電路，不但具有計(jì)算、計(jì)數(shù)、運(yùn)算、控制的功能，而且還具有人機(jī)對(duì)話(huà)、自動(dòng)檢測(cè)、通信、記錄的功能，可以很好地控制一臺(tái)機(jī)械設(shè)備或者一條流水生產(chǎn)線(xiàn)，甚至可以控制一個(gè)完整的生產(chǎn)過(guò)程。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，很多工業(yè)企業(yè)都是流水生產(chǎn)，通過(guò)PLC電路技術(shù)的使用，能很好地滿(mǎn)足生產(chǎn)快、連續(xù)生產(chǎn)的特點(diǎn)，所以，深受廣大工業(yè)企業(yè)的青睞。

1.2.4 編程簡(jiǎn)單，容易掌握

很多工業(yè)企業(yè)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的專(zhuān)業(yè)的技術(shù)工程師，所以希望相關(guān)的設(shè)備越簡(jiǎn)單越好，目前我國(guó)工業(yè)企業(yè)中選用的PLC幾乎都是梯形編程的方式，相關(guān)電線(xiàn)路非常清晰，如果自動(dòng)化水平高一點(diǎn)的人員，通過(guò)PLC用戶(hù)手冊(cè)就能學(xué)會(huì)如何編程，就算沒(méi)有接觸過(guò)PLC系統(tǒng)的人員，通過(guò)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)就能學(xué)會(huì)如何編程。完全解決了工業(yè)中缺乏高素質(zhì)人才的局面[1]。

1.2.5 減少了控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和施工的工作量

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能軟件越來(lái)越小，而功能越來(lái)越強(qiáng)大，在PLC中也不例外，通過(guò)高新技術(shù)網(wǎng)絡(luò)軟件代替了原有的繼電器控制系統(tǒng)中相關(guān)部件，使工作量大大減少。除此之外，PLC用戶(hù)還能通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)M對(duì)PLC進(jìn)行調(diào)試，從而減少了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試設(shè)備的工作量，深受廣大用戶(hù)的喜歡，也是PLC能在工業(yè)電子自動(dòng)化中被廣泛應(yīng)用的原因之一。

1.2.6 體積小、重量輕、功耗低、維護(hù)方便

PLC電路技術(shù)通過(guò)把微電子技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)設(shè)備中，通過(guò)最新的納米合成技術(shù)，相關(guān)的材料都是最新的高科技產(chǎn)品，使得其結(jié)構(gòu)非常緊湊、堅(jiān)固、功能小、重量輕、功耗低，能很好地阻止外來(lái)因素的影響，使得PLC在工業(yè)電氣自動(dòng)化運(yùn)用有了很強(qiáng)的抗干擾能力。方便PLC電路技術(shù)安裝到機(jī)械設(shè)備的內(nèi)部，從而更好地實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備，可以說(shuō)PLC是我國(guó)工業(yè)電氣自動(dòng)化中重要的里程碑，對(duì)我國(guó)各行各業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提供了良好的基礎(chǔ)[2]。

2 PLC電路在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

2.1 PLC在機(jī)床系統(tǒng)中的應(yīng)用

我國(guó)很多機(jī)床系統(tǒng)通常采用電氣控制模式，通過(guò)繼電器實(shí)現(xiàn)機(jī)床的運(yùn)行，這樣的系統(tǒng)基礎(chǔ)產(chǎn)生接觸不良、觸頭電弧等現(xiàn)象，而且生產(chǎn)運(yùn)行效率低下、能耗大、經(jīng)常發(fā)生故障、維修難度大，這些原因嚴(yán)重制約著我國(guó)工業(yè)廠家自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，但通過(guò)PLC能很好地解決這一點(diǎn)。通過(guò)PLC系統(tǒng)對(duì)需要調(diào)整的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新編程，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，既能提高機(jī)床系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率，而且還能降低機(jī)床維修的費(fèi)用，從而降低生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，真正實(shí)現(xiàn)了機(jī)械系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。除此之外，通過(guò)PLC模塊化的模式，具有很強(qiáng)的自檢能力，能有效查找出機(jī)床存在的問(wèn)題和故障，取代了液壓系統(tǒng)和氣動(dòng)系統(tǒng)，大大提高了機(jī)床使用的穩(wěn)定性，使得機(jī)床機(jī)構(gòu)越來(lái)越簡(jiǎn)單，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化建設(shè)提供良好的基礎(chǔ)。由于PLC電路技術(shù)有以上的優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)床系統(tǒng)中應(yīng)用PLC技術(shù)，能有效提高機(jī)床的壽命，同時(shí)還具有應(yīng)用方便、可靠性高、方便排除故障的優(yōu)點(diǎn)[3]。

2.2 PLC在中央空調(diào)上的應(yīng)用

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，中央空調(diào)在人們的生產(chǎn)生活中起到的作用越來(lái)越大，無(wú)論是在工程生產(chǎn)中還是居民生活中，對(duì)中央空調(diào)的使用越來(lái)越普遍。比如：在生產(chǎn)電子設(shè)備的廠家，由于電子設(shè)備對(duì)溫度的要求非常嚴(yán)格，中央空調(diào)成了電子設(shè)備廠主要控制溫度的設(shè)備，目前我國(guó)生產(chǎn)的中央空調(diào)的制冷方式有3種，即電器控制系統(tǒng)、直接數(shù)字式控制系統(tǒng)、課編程控制器PLC控制系統(tǒng)。其中PLC控制系統(tǒng)生產(chǎn)的中央空調(diào)，不但智能化程度比較高，而且還具有超強(qiáng)的抗干擾能力。而且對(duì)制冷控制系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)沒(méi)有過(guò)多的要求，方便中央空調(diào)大批量生產(chǎn)，通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，使用PLC控制系統(tǒng)生產(chǎn)的中央空調(diào)在運(yùn)行過(guò)程中的可靠性非常大，操作和維護(hù)也非常方便，深得廣大用的喜歡。通過(guò)不完全統(tǒng)計(jì)，采用PLC控制系統(tǒng)已經(jīng)成為中央空調(diào)應(yīng)用最廣泛的控制系統(tǒng)[4]。

2.3 PLC在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。數(shù)控技術(shù)需要PLC作為技術(shù)支撐才能完成，目前數(shù)控技術(shù)中常用的控制系統(tǒng)有3種方式，即電位控制系統(tǒng)、直線(xiàn)控制系統(tǒng)、連續(xù)控制系統(tǒng)。數(shù)控技術(shù)主要適用在機(jī)械加工中。其中點(diǎn)位控制系統(tǒng)主要適用于與機(jī)械孔加工機(jī)床中。在我國(guó)目前的數(shù)控系統(tǒng)中，有全功能數(shù)控裝置和單板機(jī)控制裝置，這兩種控制系統(tǒng)都使用了PLC電路技術(shù)，但是在使用功能和應(yīng)用范圍上有很大的區(qū)別，比如：全功能數(shù)控裝置的功能比較完善，無(wú)論是加工孔、板、管都能很好使用，但是相對(duì)價(jià)格比較昂貴。如果企業(yè)生產(chǎn)比較單一，選擇全功能數(shù)控裝置，就會(huì)有功能發(fā)揮不出來(lái)。所以，在選擇過(guò)程中要根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況進(jìn)行選擇[5]。為了滿(mǎn)足廣大用戶(hù)的需要，出現(xiàn)了一種PLC系統(tǒng)控制的單板機(jī)數(shù)控機(jī)械。通過(guò)把PLC電路技術(shù)引進(jìn)單板機(jī)數(shù)控機(jī)械中，很好地解決了單板機(jī)中硬件電路、接口電路、驅(qū)動(dòng)電路經(jīng)常受干擾的問(wèn)題，大大滿(mǎn)足了中小型企業(yè)的發(fā)展需要。

2.4 PLC在煤礦系統(tǒng)中的應(yīng)用

我國(guó)是一個(gè)煤礦生產(chǎn)的大國(guó)，在煤礦生產(chǎn)中使用工業(yè)電氣自動(dòng)化能很大程度上提高煤礦的生產(chǎn)效能，還能防止安全事故的發(fā)生。比如：在通風(fēng)自動(dòng)化中應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)，再加上相關(guān)的傳感器裝置，通過(guò)電子計(jì)算機(jī)把這些系統(tǒng)裝置連接起來(lái)就能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，從而達(dá)到無(wú)人看守就能生產(chǎn)的目的，通過(guò)PLC中相應(yīng)的檢測(cè)程序，為檢修人員提供相關(guān)的信息資料，減少故障查詢(xún)的時(shí)間。如果是因?yàn)閭鞲衅髟斐傻墓收?，直接通過(guò)連接線(xiàn)路進(jìn)行檢測(cè)和維修即可，從而減少對(duì)電動(dòng)機(jī)和通風(fēng)機(jī)的查詢(xún)，降低維護(hù)過(guò)程中產(chǎn)生的安全事故。在煤炭裝運(yùn)系統(tǒng)中，可以使用PLC實(shí)現(xiàn)裝車(chē)自動(dòng)化，裝車(chē)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的硬件可由多個(gè)獨(dú)立功能塊和控制核心組成，這些功能塊是產(chǎn)品倉(cāng)倉(cāng)位的檢測(cè)和信號(hào)的輸出、倉(cāng)下閘門(mén)開(kāi)度信號(hào)的測(cè)量和閘門(mén)的控制等；裝車(chē)控制系統(tǒng)的核心由PLC工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)版組態(tài)軟件組成[6]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)工業(yè)電氣自動(dòng)化的發(fā)展，PLC控制系統(tǒng)因?yàn)槠渚哂锌煽啃愿?，抗干擾能力強(qiáng)、通用性強(qiáng)，控制程序可以改變、功能強(qiáng)，使用面非常廣、編程簡(jiǎn)單，容易掌握、減少了控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和施工的工作量、體積小、重量輕、功耗低、維護(hù)方便的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用在我國(guó)工業(yè)電氣自動(dòng)化中。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳鏡波.PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].機(jī)電信息，2013（9）：106-107.

[2] 高瑋.PLC在電氣自動(dòng)化控制中的運(yùn)用[J].科技展望，2015 （3）：149.

[3] 劉永國(guó).PLC在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用淺談[J].硅谷，2015（3）：93，102.