PLC在電氣自動化控制中的運用價值及實踐探究

章 亮，馮燕萍，劉鴻茂

（撫州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西 撫州 344000）

PLC技術(shù)的本質(zhì)內(nèi)容便是有針對性地模仿人類的邏輯思維和行為方式，也會把其稱之以為智能化技術(shù)和可編輯邏輯控制器，有效地解決了以往電氣工程項目中功耗偏高、缺乏靈活性、穩(wěn)定程度不夠及接線過于復(fù)雜等問題。在微處理器的輔助作用下實現(xiàn)了PLC技術(shù)的廣泛運用，在生產(chǎn)實踐中運用PLC技術(shù)后獲得了更好的延展性，并能夠完整儲存各類生產(chǎn)信息，根據(jù)邏輯運算法則和順序控制方式將用戶下達(dá)的各項指令全部完成，借助數(shù)字模擬的輸入和輸出嚴(yán)格把控機械的整個生產(chǎn)過程。由于PLC技術(shù)具有功能完善、穩(wěn)定性強、速度快、體積小和有利于資源保護(hù)等顯著優(yōu)勢，那么將其運用到電氣自動化控制工作中便能夠進(jìn)一步提升生產(chǎn)效益，生產(chǎn)實踐過程中還能夠較好地保護(hù)周圍環(huán)境，提升各類資源的使用效益。因此，作為一種行業(yè)中的創(chuàng)新性技術(shù)，PLC技術(shù)實現(xiàn)了傳統(tǒng)繼電接觸控制技術(shù)與微機技術(shù)的深度融合，運用到電氣自動化行業(yè)中能夠大幅度提升企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營效益，整個工業(yè)生產(chǎn)過程更具安全性和穩(wěn)定性，并為生產(chǎn)實踐營造了良好的工作環(huán)境。

與傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)過程相比，在電氣自動化控制系統(tǒng)中應(yīng)用PLC技術(shù)后展現(xiàn)出了更多優(yōu)勢。該技術(shù)有著靈活的接線處理方式，有效地簡化了企業(yè)工廠的電氣自動化生產(chǎn)流程，由于其自身具備較強的計算機學(xué)科屬性，能夠?qū)⒂嬎銠C中的電源系統(tǒng)、存儲器、CPU和程度等各個功能模塊整合利用，精準(zhǔn)控制各類電氣設(shè)備，提升了通信的穩(wěn)定性和運行的靈活性，面對不同的工作任務(wù)或是在不同的軟件之間也能夠建立密切聯(lián)系，真正地與企業(yè)的實際生產(chǎn)要求和控制需求相適應(yīng)。有些工作任務(wù)運用傳統(tǒng)的工業(yè)電氣化技術(shù)很難實現(xiàn)有效控制，而PLC技術(shù)為實現(xiàn)對其的有效控制則能夠及時修改自身程序，并且自身還具備完善的功能診斷和保護(hù)功能，那么便能夠動態(tài)地監(jiān)督系統(tǒng)的運行情況并將其反饋給上級，準(zhǔn)確辨別生產(chǎn)系統(tǒng)中存在的安全故障隱患，保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。運用了PLC技術(shù)還能夠有效提升電氣自動化控制系統(tǒng)的適應(yīng)性，抗電磁干擾和抗沖擊的能力更強，即使生產(chǎn)條件較為惡劣，生產(chǎn)系統(tǒng)也能夠安全穩(wěn)定地運行，為企業(yè)帶來良好的生產(chǎn)效益。在我國未來工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)實踐過程中，PLC技術(shù)將有著廣闊的應(yīng)用前景。隨著我國科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，PLC技術(shù)也將得到不斷的優(yōu)化和升級，將其合理運用后能夠進(jìn)一步降低機械制造成本，保證企業(yè)實際生產(chǎn)的穩(wěn)定性，對于實現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。隨著PLC技術(shù)在我國電氣自動化控制領(lǐng)域的深度應(yīng)用，工業(yè)智能化技術(shù)將發(fā)展得更為完善，提升電氣設(shè)備的應(yīng)用水平，有利于更加合理且高效地使用各類設(shè)備。因此，在我國的綜合電氣設(shè)備控制和工業(yè)自動化生產(chǎn)領(lǐng)域中，PLC技術(shù)將發(fā)展成為一項核心技術(shù)，并且將向著信息化、系統(tǒng)化、智能化和集成化的方向發(fā)展，其廣泛運用對實現(xiàn)我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義。

1 PLC技術(shù)的構(gòu)成及運用原則

1.1 PLC技術(shù)的構(gòu)成

在對PLC的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入的分析和探究后，筆者認(rèn)為其主要分為固定式模塊和組合式模塊2種結(jié)構(gòu)形式，前者主要包括電源、CPU板和I/O板等子模塊并且各個子模塊共同組成了一個整體，彼此是不可分離的，CPU板同樣是由多個部分組成的，如運算器、控制器和寄存器等；后者則主要包括機架、底板、電源、內(nèi)存、CPU模塊和I/O模塊等部分，在遵循相應(yīng)原則的基礎(chǔ)上合理組合各類子模塊。PLC技術(shù)的本質(zhì)就是一臺工業(yè)控制計算機，與人們熟知的微型計算機類似，PLC技術(shù)的硬件結(jié)構(gòu)主要由電源、存儲器、中央處理器和輸入輸出接口電路等結(jié)構(gòu)組成，電源結(jié)構(gòu)的最主要作用是將電能傳輸給集成電路，其對系統(tǒng)的運行質(zhì)量有著決定性影響，而中央處理器即CPU模塊則起到了神經(jīng)中樞的作用，并且每一套PLC都有著各自的CPU，實際的內(nèi)存容量和CPU運行速度是影響PLC技術(shù)應(yīng)用效果的2大關(guān)鍵參數(shù)，并還會影響到輸入輸出接口電路的數(shù)量和PLC技術(shù)的運行速度等內(nèi)容，因此，應(yīng)嚴(yán)格限制其控制規(guī)模。存儲器的主要功能是保證各類系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的穩(wěn)定運行，即系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器，信息傳輸過程中，輸入輸出接口電路能夠?qū)崿F(xiàn)PLC和I/O模塊的有效結(jié)合，輸入暫存器能夠?qū)⑤斎胄盘柕臓顟B(tài)真實地反映出來，同樣輸出信號也具有該功能。

1.2 PLC技術(shù)的運用原則

將PLC技術(shù)應(yīng)用到電氣自動化控制系統(tǒng)中能夠大大提升企業(yè)的實際生產(chǎn)效率，但在具體應(yīng)用中應(yīng)遵循以下幾個原則：首先，企業(yè)應(yīng)慎重選擇使用的PLC技術(shù)，確保其各項技術(shù)指標(biāo)能夠與企業(yè)的生產(chǎn)需求相適應(yīng)，并重點關(guān)注PLC技術(shù)開發(fā)商的技術(shù)支持和售后服務(wù)情況，盡可能選擇行業(yè)中的主流產(chǎn)品；其次，運用PLC技術(shù)后應(yīng)盡可能地滿足被控制系統(tǒng)的整體控制要求；再次，通過使用PLC技術(shù)應(yīng)簡化系統(tǒng)的生產(chǎn)作業(yè)流程，并將控制其運行成本，方便后期進(jìn)行維修和保養(yǎng)；再次，應(yīng)用PLC技術(shù)后一定要保證電氣自動化控制系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性；最后，隨著我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)的不斷更新和發(fā)展，工藝技術(shù)也將得到持續(xù)升級，選擇PLC技術(shù)應(yīng)對其容量留有一定余量。

2 PLC技術(shù)在電氣自動化控制中的運用價值

2.1 大幅度地提升了電氣自動化控制系統(tǒng)的抗干擾能力

以往工作實踐中為有效控制電氣自動化系統(tǒng)，其重要手段便是將系統(tǒng)中各種線路結(jié)構(gòu)的作用充分發(fā)揮出來，然而大部分線路完成通電便會產(chǎn)生相應(yīng)的電磁感應(yīng)，此時電氣控制就會受到干擾，其控制能力還會有不同程度的降低。而如果能將PLC技術(shù)有效地應(yīng)用到電氣自動化控制工作中，其所形成的線路結(jié)構(gòu)是一種集成電路，在實際工作中還能夠有效融合防干擾技術(shù)，電氣自動化控制系統(tǒng)的運行過程幾乎不會受到環(huán)境因素的影響。而操作人員利用PLC技術(shù)還能夠在充分考慮到實際環(huán)境情況的基礎(chǔ)上深入探究電氣控制工作中的干擾源，并利用編程技術(shù)將干擾源的分析結(jié)果輸入到PLC系統(tǒng)中，大幅度地提升了系統(tǒng)的抗干擾能力。

2.2 降低了電氣自動化控制系統(tǒng)的技術(shù)維護(hù)量

將PLC技術(shù)運用到電氣自動化控制系統(tǒng)中后能夠極大地改善系統(tǒng)的運行環(huán)境，避免大量線路參與其中并影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。應(yīng)用PLC技術(shù)的系統(tǒng)控制線路功能也隨之發(fā)生了變化，以往線路連接的功能被削弱，通過自身強大的邏輯性控制系統(tǒng)的運行，大大降低了電氣自動化控制系統(tǒng)設(shè)計過程中產(chǎn)生的任務(wù)量。PLC技術(shù)的控制能力較強，并能夠保證系統(tǒng)控制過程中的頻率處于合理范圍內(nèi)，同時還強化了系統(tǒng)運行過程中的自檢功能，降低了系統(tǒng)后期產(chǎn)生的技術(shù)維護(hù)量，面臨著不同的運行環(huán)境電氣自動化控制系統(tǒng)仍具有較強的適應(yīng)性，并能夠提供多樣化的維護(hù)技術(shù)手段，保證電氣控制具備良好的維護(hù)能力，提升了系統(tǒng)的實際控制效果。

2.3 提升了電氣自動化控制系統(tǒng)的可操作性

PLC技術(shù)自身具備了較強的數(shù)據(jù)存儲和程序編輯等功能，在電氣自動化控制系統(tǒng)運用該技術(shù)后能夠進(jìn)一步簡化系統(tǒng)所發(fā)出的符號和指令，更加直觀，易被操作人員理解，但企業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)合理使用PLC技術(shù)，對其進(jìn)行科學(xué)設(shè)置，從而保證電氣系統(tǒng)的運行效果。從目前的實際情況來看，將PLC技術(shù)運用到電氣自動化控制系統(tǒng)中，提升了操作過程的簡潔性，保證了人力、物力和財力等各方面資源的高效運用，相關(guān)責(zé)任人員應(yīng)全面掌握運用PLC編寫程序的技術(shù)方法，最大限度地保證電氣自動化系統(tǒng)的控制水平。

3 PLC技術(shù)在電氣自動化控制中的具體應(yīng)用

3.1 PLC技術(shù)在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

目前作為我國工程自動化生產(chǎn)領(lǐng)域中的一項核心技術(shù)，PLC技術(shù)能夠大幅度提升企業(yè)的生產(chǎn)效益，并能夠保證數(shù)控系統(tǒng)通信和運行過程的安全性和穩(wěn)定性。將這一技術(shù)運用到電氣自動化數(shù)控系統(tǒng)中并通過采用先進(jìn)的數(shù)控管理技術(shù)還能夠節(jié)約更多的人力和物力成本。首先，將PLC技術(shù)運用到電氣自動化數(shù)控系統(tǒng)中可以覆蓋更多領(lǐng)域的電氣控制內(nèi)容，合理安排各類電氣設(shè)備，提升企業(yè)的生產(chǎn)運行效率。以往控制系統(tǒng)內(nèi)部運行過程中是存在著一些問題故障的，而運用PLC技術(shù)則能夠有效改善這些問題，進(jìn)而提升電氣自動化控制系統(tǒng)的整體操控水平，加快我國工業(yè)體系的發(fā)展進(jìn)程；其次，將PLC技術(shù)應(yīng)用到數(shù)控系統(tǒng)中后還能夠提升電子自動化數(shù)控系統(tǒng)指令操作的準(zhǔn)確性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，并能夠動態(tài)監(jiān)測數(shù)控機床的工作狀態(tài)，提升了整個系統(tǒng)的運行效率；最后，運用PLC技術(shù)后還能夠?qū)崿F(xiàn)信息和數(shù)據(jù)的雙向傳遞，保證了數(shù)控機床運行的安全性，企業(yè)的數(shù)控設(shè)備將能夠帶來更高的生產(chǎn)效益。應(yīng)用過程中應(yīng)重點做好對電氣自動化控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)控制工作，并合理設(shè)置其控制順序，不斷提升其控制水平，以取得節(jié)能降耗的效果。合理地設(shè)置控制順序便能夠有效降低企業(yè)生產(chǎn)實踐中產(chǎn)生的人力成本，提升數(shù)控系統(tǒng)的自動化控制水平。在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中使用PLC技術(shù)后，系統(tǒng)在很短的時間內(nèi)便能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)定位，有效控制初速度的變化情況，保證各項電氣參數(shù)始終處于規(guī)定值的范圍內(nèi)，將系統(tǒng)優(yōu)異的正向計算能力和反向計算能力發(fā)揮出來，實時把控電氣設(shè)備的運行速度。

3.2 PLC技術(shù)在數(shù)控系統(tǒng)閉環(huán)電氣自動化中的應(yīng)用

企業(yè)人員在操作數(shù)控系統(tǒng)時往往都會頻繁地傳輸各類指令，并且這些傳輸指令并不是單一不變的，其不斷變化并有著極強的連續(xù)性，因此，要想更加穩(wěn)定、正確地傳輸這些指令，保證這些指令不對系統(tǒng)的運行過程產(chǎn)生負(fù)面影響，那么就要進(jìn)行相應(yīng)的閉環(huán)工作以實現(xiàn)電氣自動化控制系統(tǒng)中的數(shù)字量向閉環(huán)模型模擬量的順利轉(zhuǎn)換?？梢?，要想實現(xiàn)電氣自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，采取有效的閉環(huán)控制是非常重要且必要的，舉例來說，將PLC技術(shù)應(yīng)用到數(shù)控系統(tǒng)的溫度閉環(huán)控制工作中，其就能夠嚴(yán)格把控各類設(shè)備的溫度變化情況，在將其轉(zhuǎn)化成電壓信號后直觀地呈現(xiàn)給操作人員。電氣自動化系統(tǒng)在信號轉(zhuǎn)換過程中的電壓、電流和溫度都會發(fā)生一定變化，而PLC技術(shù)則能夠為其提供技術(shù)保障，當(dāng)電壓模擬量和電流模擬量均順利完成轉(zhuǎn)換后便會輸入到相應(yīng)的數(shù)據(jù)模塊中，而數(shù)據(jù)處理模塊還能夠?qū)ζ淠M量進(jìn)行深入分析，并對其對應(yīng)的電流和電壓值進(jìn)行處理和有效轉(zhuǎn)化，以實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的閉環(huán)控制。一般情況下，電氣自動化控制系統(tǒng)的閉環(huán)控制工作主要包含2個方面的內(nèi)容，即機器啟動系統(tǒng)和現(xiàn)場手動操作系統(tǒng)，合理運用PLC技術(shù)后則能夠大幅度提升這2個系統(tǒng)的控制效果。舉例來說，生產(chǎn)實踐中利用PLC技術(shù)能夠有效訪問處于啟動狀態(tài)下的動力機，并能夠準(zhǔn)確判斷待執(zhí)行指令的可行性，確保動力機在開機狀態(tài)下能夠在充分考慮到電氣自動化控制實際情況的基礎(chǔ)上執(zhí)行相應(yīng)的指令。

3.3 PLC技術(shù)在開關(guān)量自動化中的應(yīng)用

以往生產(chǎn)實踐過程中主要是借助電磁繼電器這類設(shè)備來實現(xiàn)對電氣自動化系統(tǒng)開關(guān)量的有效控制，然而，隨著我國現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，其也對企業(yè)生產(chǎn)提出了更加精細(xì)化的要求，傳統(tǒng)的電氣機電控制器已無法滿足這種需求，并且傳統(tǒng)開關(guān)控制模式會產(chǎn)生更大的工作量，工作流程十分復(fù)雜，設(shè)備運行過程中也經(jīng)常出現(xiàn)問題和故障，大大影響了電氣開關(guān)的安全性和穩(wěn)定性。為了有效解決這些問題便可以運用PLC技術(shù)，更加精準(zhǔn)地控制電氣自動化控制系統(tǒng)的開關(guān)量，優(yōu)化開關(guān)控制的整體流程，有效改善以往采用電磁繼電器控制時易出現(xiàn)的工作量大且控制難度高的問題，并建立了與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的開關(guān)量控制機制，有針對性地提高了電氣自動化控制系統(tǒng)的時序性和邏輯性，有效降低了以往開關(guān)控制工作中各類安全隱患的發(fā)生概率。另外，利用PLC技術(shù)能夠構(gòu)建更加完善的電氣自動化控制系統(tǒng)，當(dāng)操作人員在系統(tǒng)中輸入開關(guān)控制指令后，系統(tǒng)就會自動相應(yīng)并處理接收到的指令，在執(zhí)行指令的過程中還能充分考慮到歷史邏輯和目前實際開關(guān)量輸入指令等因素的影響，在短時間內(nèi)實現(xiàn)相應(yīng)的操作指令，保證了整個傳輸過程的穩(wěn)定性。目前，利用PLC技術(shù)進(jìn)行開關(guān)邏輯控制在我國的眾多行業(yè)中都得到了應(yīng)用，這種技術(shù)的邏輯性、穩(wěn)定性和安全性更好，并且能夠簡單、直觀地進(jìn)行程序編輯。目前傳統(tǒng)的電磁繼電器邏輯控制模式也幾乎都被PLC技術(shù)取代，在電氣自動化生產(chǎn)系統(tǒng)的運行過程中節(jié)約了更多時間，提升了相關(guān)資源的實際利用率。

4 PLC技術(shù)的應(yīng)用前景

隨著各領(lǐng)域的不斷發(fā)展，PLC技術(shù)與電氣自動化控制工作必將實現(xiàn)深度融合，促使電氣自動化控制系統(tǒng)得到不斷的改進(jìn)和完善，提升系統(tǒng)的整體控制水平，同時也能夠為整個電氣自動化控制行業(yè)帶來更多商機。PLC技術(shù)在未來的應(yīng)用中將與更多先進(jìn)技術(shù)實現(xiàn)整合，主要以人機互動這種形式針對性地提升電氣自動化控制的操作水平，并保證其能夠適應(yīng)多樣化的控制要求。當(dāng)然隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，PLC技術(shù)也將得到進(jìn)一步的創(chuàng)新，將有更多的新興技術(shù)融入到PLC應(yīng)用技術(shù)中，提升其科技含量，保證其更加合理、規(guī)范且便捷地應(yīng)用到電子自動化控制系統(tǒng)中。技術(shù)研發(fā)人員應(yīng)始終以創(chuàng)新性的觀念對待PLC技術(shù)的優(yōu)化和革新，抓住新時代的發(fā)展機遇，與工業(yè)邏輯Windows系統(tǒng)和工業(yè)邏輯PC控制系統(tǒng)等新興技術(shù)一樣保持良好的市場競爭力，實現(xiàn)PLC技術(shù)在我國電氣自動化控制領(lǐng)域中的可持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)束語

本文對PLC技術(shù)的構(gòu)成及運用原則、PLC技術(shù)在電氣自動化控制中的運用價值、PLC技術(shù)在電氣自動化控制中的具體應(yīng)用及PLC技術(shù)的應(yīng)用前景4個方面內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)分析和探討。PLC技術(shù)在我國電氣自動化控制系統(tǒng)中具有重要的應(yīng)用價值，在生產(chǎn)實踐中應(yīng)在充分遵循其應(yīng)用原則的基礎(chǔ)上發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢，并實現(xiàn)其與行業(yè)中各類先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的深度融合，保證電氣自動化控制系統(tǒng)的科學(xué)化和智能化水平，實現(xiàn)我國工業(yè)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。