對電子工程及其自動化中可編程控制系統的探討

【摘 要】本文通過對編程控制系統的含義及工作原理進行研究和分析，并列舉一些可編程控制系統在電子工程及其自動化中應用的具體實例，希望能夠加深對可編程控制系統的應用的了解。

【關鍵詞】電子工程；自動化；可編程控制系統

0.引言

近年來，基于可編程控制器的可編程控制系統發展迅速，功能也愈發的強大，能夠有效的實現電子工程自動化控制。這種自動化控制系統比傳統的控制系統更加的精準和及時，通過對繼電器的控制，實現邏輯判斷、數據計算、順序控制等功能。另外，可編程控制器的最大的優點就是其“可編程”的功能，用戶可以根據自身的需要進行程序編寫，使這種控制系統更加具有靈活性。

1.可編程控制系統的概述

1.1可編程系統的概念

可編程控制系統及利用可編程控制器，對數字控制系統進行運算、控制、數據統計等指令進行執行，從而對設備進行自動化控制的一種系統。所謂可編程控制器即PLC，是一種被用作工業用途的采用電子計算機技術的通用控制器。在操作時，可編程控制器利用自身的編程存儲程序，對一些邏輯計算、順序控制、數據統計和算術操作等指令進行執行，然后通過數字模擬式的輸入輸出方式對機器設備進行控制，從而達到自動化生產的目的。這種控制器的出現改變了傳統數控自動化的面貌，為新的生產工藝和技術提供了有力的支持。近年來，微電子技術發展迅速，可編程系統也逐漸應用到了這一技術，通過對微電子技術的開發和利用，可編程控制器的功能也愈加的豐富，由簡單的邏輯計算，到現在的編程、順序控制、數據輸入輸出等功能，為電子自動化的革新與發展帶來了契機。

1.2可編程控制系統的現狀

隨著電子計算機技術的發展，可編程控制系統的應用和發展也越來越迅速，在設計理念、理論支持、性能和功能等方面都有了很大的提升，使得新一代的可編程控制系統具有控制功能齊全、覆蓋面廣、程序編制效率高、故障率低等優點，更加有利于人們的使用和故障排除。另外，遠程通信網絡、數據處理方法及圖像顯示技術的不斷發展也在一定程度上增強了可編程控制系統的可用性，使其能夠更好的為自動化連續生產服務。可編程控制器的應用廣泛，已經逐漸的取代了傳統的繼電器控制方式，提高了電子工程的自動化水平，優化了其資源配置，降低了生產成本，實現了效益的提高。

可編程控制系統現已成為工業產業自動化生產的一種標準配置，其主要應用在開關邏輯、閉環過程控制、設備生產的數字控制、機器人自動化控制和由多種控制系統所組成的多級控制等領域。

2.可編程系統的工作原理

2.1可編程系統基本工作原理

可編程系統的工作核心是可編程控制器，可編程控制器有很多的規格類型，但是其工作原理都是基本一致的，主要包括主機、輸入輸出接口、編程器接口和外接設備的接口這幾部分，在其工作過程中，根據事先設置好的程序按照一定規律進行循環式掃描，與此同時，反復的對接收到的信號進行數據采集和輸出狀態刷新。在每一次掃描過程中，都需要經過數據采集、指令執行、刷新輸出值這三步。在數據采集這一階段，需要錄入數據和其端子的連接狀態信息，在指令的執行階段則是通過對程序的掃描，并且對計算好的數據結果進行輸出，導入鎖存器、晶體管等相互對應的設備驅動中。

2.2可編程控制技術的編程

程序編制是可編程控制技術的重要步驟之一，需要按照一定的要求來對其進行軟件程序編制，其原理主要是通過對不同的編程原件的動合、動斷進行編程工作，這些原件主要包括對輸入輸出繼電器、計數器、定時器等。可編程控制器中的這些原件與傳統的控制系統具有很多的相似之處，要說到不同，主要是可編程控制器在編程過程中是以存儲單元的邏輯狀態來實現的，而不是通過非硬件繼電器來進行的。一般來講，控制器生產廠家會提供給用戶一些編程語言，其通過對指令和圖形的描述來滿足用戶的使用需求，比較常用的編程語言有梯形圖語言以及指令語句語言等。所謂梯形圖語言主要利用繼電器動合、動斷觸點的關系進行語言編程，這種編程方式比較直觀易懂，易于操作。指令語句編程是利用指令字符來進行編程， 這一編程方式與計算機編程較為相似，比上一編程方法要復雜深奧一些，不利于操作。

3.可編程控制系統在電子工程中的應用舉例

3.1可編程控制系統在運輸傳送設備中的應用

運輸傳送設備經常用于港口運輸當中，屬于比較常見的電子工程設備，由于港口運輸的貨物數量比較大，不利于管理和檢查，想要做到高質量的管理和保護必須要大量的工作人員，可以說，傳統的管理控制方式即費時、又費力。這個時候可編程控制系統的作用就體現出來了，我們可以通過使用可編程控制系統來實現對于整個運輸傳送流程的監控，然后根據貨物的密集和重要程度，針對性的對其進行適當的管理保護。在具體的操作上，我們可以利用可編程控制器將監控系統、電話通訊系統、集中管理系統進行實施整合和組織，以構建出一種可以對整個運輸傳送設備進行自動化管理的集控網絡，對整個運輸場地進行實時的遙測、遙控，有效的提高在運輸傳送系統的安全性、可靠性，從而使其工作效率得到提升。另外，設備實現自動化可以有效的節約成本，減少工作人員的使用數量，在設備故障的處理上，也能做到快速和精準，為生產、運營帶來了莫大的益處。

在這種運輸傳送系統自動化的實施中，可以通過對現場控制和集中管理控制這兩部分進行對其分別管理。所謂現場控制是指利用可編程控制系統對控制站、現場控制儀器和檢測儀器對現場進行實時監視控制；集中控制則是指利用可編程控制技術通過對監控室、工作人員、工程技術人員以及數據服務器等進行集中管理和控制，然后將現場控制和集中控制通過網絡數據通信進行聯結，實現對現場數據的采集。利用可編程控制技術所構建的運輸傳送自動化控制系統，能夠實現對生產現場的有效控制的管理，通過監視系統定時的搜集和上傳的數據，了解現場所發生的事故或者突發狀況，以保證貨物和工作人員的安全，實現安全生產、高效生產。

3.2可編程控制系統在高粉塵濃度環境下除塵系統中的應用

石灰、水泥生產企業在其進行生產過程中，經常會產生大量的粉塵和細小顆粒，對環境產生 了巨大的影響，同時，也不利于工作人員的身體健康。傳統的除塵方式，無外乎噴水或者人工除塵，不但效率低下，還浪費了大量的財力物力。采用可編程控制系統對其進行自動化控制，能夠大大的提高除塵效率，具有質量高、成本低的優點。具體操作上可以利用電控箱和集中控制中心相聯接，同時利用現場監視系統對現場的粉塵污染情況進行監視，并反饋一定的數據，在利用傳感器與水泵相連，通過對水位、水壓的設定，來進行自動化的消防和除塵。

4.結語

可編程控制系統運用廣泛，對電子工程及其自動化的實現具有重大的意義，可編程控制系統主要將運用計算機技術和繼電器控制系統相結合，通過實現對程序的編制，利用監控設施、通訊設備、集控設備等對生產環境和生產要素實施監控和管理。在控制的過程中，需要將集中控制和現場控制相結合，綜合利用各種資源對電子工程進行自動化的智能管理，大大的提高生產的效率。 [科]

【參考文獻】

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