PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制中的應(yīng)用

高利強

【摘 要】在以往的電氣設(shè)備自動化控制過程中，電氣的控制通常是采用連接線的形式實現(xiàn)的，但是由于這些連接線的維護工作耗時巨大，并且很難保證電氣設(shè)備的運行質(zhì)量，尤其是在較長的復(fù)雜線路中就更是顯得捉襟見肘，給電氣線路的維護帶來了很大的困難。本文主要從PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制中的應(yīng)用入手，通過對PLC技術(shù)的相關(guān)理論知識的介紹，了解PLC在電氣設(shè)備自動化中的應(yīng)用，并且結(jié)合相關(guān)理論和工程實踐對其將來的發(fā)展前景做出預(yù)測。

【關(guān) 鍵 詞】 PLC技術(shù)；電氣設(shè)備自動化控制；應(yīng)用

【中圖分類號】S972.7+4【文獻標(biāo)識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）07-0243-01

1.引言

PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，這主要是得益于傳統(tǒng)的電氣控制技術(shù)的一些不足。PLC技術(shù)的運用有效的克服了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)使用復(fù)雜、維護檢修復(fù)雜的缺點給電氣設(shè)備的自動化控制帶來了新的發(fā)展，是電氣設(shè)備自動化控制的復(fù)雜度大大的降低，減小了人力物力的消耗，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。也正是由于PLC技術(shù)的大規(guī)模投入應(yīng)用，才使得一些行業(yè)取得了突飛猛進的發(fā)展，大幅度的降低了對資源的消耗，提高了生產(chǎn)效率，因此，可以說，PLC技術(shù)為現(xiàn)代化建設(shè)做出了不可忽視的貢獻。

2.PLC技術(shù)理論

國際電工委員會（IEC）于1987年頒布了可編程控制器的標(biāo)準(zhǔn)及其定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計，它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的命令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個整體，易于擴充功能的原則。

PLC技術(shù)具有以下主要特點（1）可靠性高，抗干擾能力強。為保證PLC能在工業(yè)環(huán)境下可靠工作，在設(shè)計和生產(chǎn)過程中采取了一系列硬件和軟件的抗干擾措施，主要有以下幾個方面：①隔離，這是抗干擾的主要措施之一。PLC的輸入、輸出接口電路一般采用光電耦合器來傳遞信號，這種光電隔離措施，使外部電路與內(nèi)部電路之間避免了電的聯(lián)系，可有效地抑制外部干擾源對PLC的影響，同時防止外部高電壓竄人，減少故障和誤動作。②濾波，這是抗干擾的另一個主要措施。在PLC的電源電路和輸入、輸出電路中設(shè)置了多種濾波電路，用以對高頻干擾信號進行有效抑制。③對PLC的內(nèi)部電源還采取了屏蔽、穩(wěn)壓、保護等措施，以減少外界干擾，保證供電質(zhì)量。另外使輸入/輸出接口電路的電源彼此獨立，以免電源之間的干擾。（2）功能完善，擴充方便，組合靈活，實用性強?，F(xiàn)代PLC所具有的功能及其各種擴展單元、智能單元和特殊功能模塊，可以方便、靈活地組成不同規(guī)模和要求的控制系統(tǒng)，以適應(yīng)各種工業(yè)控制的需要。（3）編程簡單，使用方便，控制程序可變，具有很好的柔性。PLC繼承了傳統(tǒng)繼電器控制電路的讀圖習(xí)慣，采用面向控制過程和操作者的“自然語言”。（4）體積小，重量輕，功耗低。由于PLC是專為工業(yè)控制而設(shè)計的，其結(jié)構(gòu)緊密、堅固、體積小巧，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。（5）安裝簡單，維修方便PLC不需要專門的機房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行。使用時只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/0端相連接，寫入PLC的應(yīng)用程序即可投入運行。各種模塊上均有運行和故障指示裝置，便于用戶了解運行情況和查找故障。PLC還有強大的自檢功能，可進行自診斷。其結(jié)果可自動記錄，這為它的維修增加了透明度，提供了方便。（6）環(huán)境要求低，適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境PLC的技術(shù)條件能在一般高溫、振動、沖擊和粉塵等惡劣的環(huán)境下工作，能在強電磁干擾環(huán)境下可靠工作。這是PLC產(chǎn)品的市場生存價值。（7）易學(xué)易用PLC是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備，接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。

3.PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制中的應(yīng)用

3.1PLC技術(shù)在順序控制中的應(yīng)用

順利控制大量應(yīng)用與生產(chǎn)企業(yè)的控制系統(tǒng)，主要是實現(xiàn)對于相關(guān)的電氣設(shè)備的順序控制，例如在鋼鐵生產(chǎn)、火力發(fā)電、機械制造等眾多的子系統(tǒng)中都是運用了順序控制的方式。以輸煤系統(tǒng)的順序控制系統(tǒng)為例進行分析。眾所周知，輸煤控制系統(tǒng)設(shè)計水平直接關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)效率以及煤炭資源的利用率問題，通常情況下，順序控制系統(tǒng)做的越好，就會使得煤炭在輸送中的效率越高，從根本上提高生產(chǎn)效率。目前的輸煤系統(tǒng)已經(jīng)基本實現(xiàn)了PLC技術(shù)的應(yīng)用，這對于提高生產(chǎn)效率的效果是很顯著的，同時能夠有效的減少企業(yè)對于生產(chǎn)操作人員的需求，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，增加企業(yè)的利潤率。而且PLC技術(shù)的投入可以使得大量的生產(chǎn)流程實現(xiàn)無人值守生產(chǎn)，這也有利于提高企業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性、降低企業(yè)對于人員的依賴，加快企業(yè)的現(xiàn)代化步伐。

3.2在開關(guān)量控制中的應(yīng)用

根據(jù)對PLC技術(shù)的分析，其實質(zhì)是通過定義虛擬繼電器來取代機械繼電器，并且可以忽略其系統(tǒng)反映時間，其返回值也是無關(guān)緊要，因此PLC技術(shù)在開關(guān)量控制中具有很高的實用價值。例如在常用的斷路器電路系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的斷路器大都是采用機械繼電器進行控制，需要較長的反應(yīng)時間，對于控制信息不能做到準(zhǔn)確及時的傳遞。然而在PLC技術(shù)在斷路器中應(yīng)用以后，就會立即改善系統(tǒng)的反應(yīng)時間，可以對系統(tǒng)的信息做到及時的相應(yīng)，加快系統(tǒng)的反映速度，提高電氣設(shè)備的自動化控制水平，提高系統(tǒng)的可靠性，降低對電氣設(shè)備的損壞。

3.3 PLC技術(shù)應(yīng)用前景

目前PLC的應(yīng)用主要是在較低頻率下，這主要是由于目前的PLC工藝等原因的影響，使得PLC缺乏一定的抗干擾能力，當(dāng)PLC應(yīng)用在復(fù)雜電磁環(huán)境時，就會產(chǎn)生系統(tǒng)信息的錯誤，影響系統(tǒng)的可靠性，妨礙正常的生產(chǎn)過程，甚至可能造成重大的經(jīng)濟損失，因此在未來的PLC技術(shù)中要加強對PLC技術(shù)可靠性的研究，加大其在復(fù)雜電磁環(huán)境中的應(yīng)用研究，增強其抗干擾的能力，同時在PLC的應(yīng)用中要加強對于系統(tǒng)整體設(shè)計、安裝過程中的研究，盡最大可能降低環(huán)境對于PLC的影響，提高系統(tǒng)的可靠性能，將外界因素對于系統(tǒng)的影響降低到最小。而且PLC技術(shù)的應(yīng)用也需要借鑒其他一些成熟技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制中應(yīng)用的經(jīng)驗，結(jié)合PLC技術(shù)的特點及優(yōu)化進行適當(dāng)?shù)奈蘸蛯W(xué)習(xí)，加快推進PLC技術(shù)在電氣控制領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用，從根本上提高企業(yè)生產(chǎn)效率，降低能源資源消耗。

4.結(jié)束語

本文介紹的PLC技術(shù)是目前電氣控制領(lǐng)域較先進的技術(shù)，由于它的技術(shù)優(yōu)勢，能夠有效的解決傳統(tǒng)控制方式存在的問題，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，減少能源資源消耗，起到加快建設(shè)“資源節(jié)約型”社會的目標(biāo)。但是由于PLC技術(shù)本身也存在著一些技術(shù)瓶頸有待克服，因此在今后的PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制領(lǐng)域的研究中要加強對于PLC技術(shù)應(yīng)用可靠性和在復(fù)雜的電磁環(huán)境中應(yīng)用的研究，以期更好的實現(xiàn)PLC技術(shù)的應(yīng)用。

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