PLC技術在工業電氣自動化中的發展與應用

李曉鶴,徐騰飛（華晨汽車集團控股有限公司,沈陽　110044）

PLC技術在工業電氣自動化中的發展與應用

李曉鶴,徐騰飛
（華晨汽車集團控股有限公司,沈陽110044）

摘要：隨著科學技術日新月異的持續發展，電氣自動化系統的應用逐步廣泛，生產效率成倍提高，這得益于可編制邏輯控制器即PLC技術在電氣自動化中的應用。文章從電氣自動化的概念入手，分析PLC技術的概念、特征及發展趨勢，并分析PLC技術在工業企業中的應用，以供大家參考。

關鍵詞：PLC技術；電氣自動化；工業企業；應用

1　氣自動化的概念

電氣自動化技術是一種運用計算機技術、信息科技、儀器儀表和控制理論對整個工業生產過程進行控制、管理和優化，以達到提高生產效率、提高可靠性和安全性、降低成本和提高產品質量等目的的綜合技術[1]。

電氣自動化技術的實現離不開三大要素的支撐：硬件、系統與自動化軟件。就硬件來說，目前世界上應用較為普遍與廣泛的自動化硬件設備包括了人機界面、可編程邏輯控制器（即PLC技術）、變頻器、接觸器、繼電器、工業以太網交換機、指示燈、電機啟動器、斷路器等等，其中最主要的是三大件：人機界面、PLC與運動控制器，本文主要是研究PLC技術在電氣自動化中的發展與應用。

2　PLC技術的內涵

2.1PLC技術的概念

PLC與機器人、CAD/CAM并列有名，是世界現代工業自動化的三大技術支柱，為首的即PLC。嚴格來說PLC是個一種小型的計算機，可以進行軟件編程、接受輸入信號并控制輸出，以此實現對工業企業的控制[2]。因此PLC與計算機的內部硬件結構基本一樣，都涵蓋了CPU處理器、輸入輸出接口電路、內存單元等要素，其中內存單元可以分為ROM與PAM兩部分，前者具有掉電保存功能，用于保存CPU處理器編寫的程序，后者具備隨機存儲功能，用于程序的處理過程。而輸入輸出接口電路起到橋梁的作用，負責與外部設備的連接，將外部信號傳給PLC，并將控制信號輸出給外部設備。

2.2PLC技術的特征

PLC技術應用到工業企業中，實現了繼電器控制技術的跨越式發展，具備了無比優越的特性，包括以下四個方面：

（1）可靠性能與抗干擾能力都極高、極強。PLC技術具備了自我診斷與檢測能力，當外部發生改變時，PLC就會隨之采取適當的方式發出警報、檢測故障、修復錯誤、保護信息，整個程序都很可靠，極大提高了系統的抗干擾性能。

（2）使用范圍廣泛。PLC技術的性能強大，多方面的性能都能實現，包括計算、運費、開展操縱以及自身排查、人機交換等等，因此可以廣泛應用到自動化系統設備中，既可以應用到單個的操作設備、單挑生產線，又可以應用到整個單位與整體制造程序的操作。

（3）通用性強大，方便靈活。PLC具備全套的軟件功能與硬件設備，各種控制都極為方便，而且程序的設計具有可變性，非常靈活。用戶體驗非常好，既能適應個性化的需求改變，又十分簡潔方便。

（4）簡易編程與操作。當前可編寫操縱設備關鍵使用的編寫方式是梯形圖，簡單易懂。這對技術操作者來說是福音，只需通過簡單學習即能熟練完成各項改變或操縱措施。

（5）體型小，耗能低。可編程操縱設備自身體型小，因此擱置方便；能耗低，節省資源；體重輕，方便移動與安裝。

2.3PLC技術的發展趨勢

近幾年PLC技術呈現兩大發展趨勢：工業組態軟件的應用與現場總線控制技術的融合。

（1）工業組態軟件的應用。組態軟件，一種與控制系統相連接通信，負責系統實時數據采集和監控的軟件系統，英文簡稱SCADA，意為監控和數據采集，追根溯源是工業控制計算機。組態軟件，通信功能非常強大，幾乎所有的控制設備都可以找到能與其通信的組態軟件，因此應用范圍很廣，組態軟件允許用戶自定義控制系統界面，可以創建復雜的實時控制系統動態監控畫面，通過實時通信連接完成控制系統的流程實時監控，并且具有報警、記錄歷史數據、仿真等功能[3]。

（2）現場總線控制技術的融合?，F場總線即一種網絡，這種網絡將現場設備、現場控制器、傳感器、各種終端等連接起來，通過一定標準的通信方式實現快速、高效、調理、可靠、簡便的現場數據交換或傳遞[4]，它的主要特點是全數字化?，F場總線技術的布線規則很容易理解，在主站控制系統下，主站設備只需要引出一根線纜，連接到現場總線從站設備輸入端，再從從站設備輸出端連接到下一個總線從站設備輸入端，依次將所有從站設備連接即可?，F在有許多可編程控制器具備現場總線主站控制功能，可以方便的與總線型控制設備組建系統，使得系統的布線、安裝和維護都更簡潔，成本更低，穩定性更高。

3　PLC技術在電氣工業中的應用

隨著技術的進步，PLC技術也在持續發展，其可編程措施更加完善、穩定、方便、快捷、簡易，價格持續降低，而現代工業的需要更旺，具備了更廣的使用空間。因此PLC技術在工業電氣自動化的程序中地位無可替代，PLC措施在現代工業企業中的應用更加廣泛，持續擴張，從電力體系到水利體系，再到數控體系，都可以看到PLC措施的應用。

3.1PLC在火電系統中的使用

火電系統非常復雜，涵蓋了水處理、輸送煤炭、灰塵的去除、煤渣的清理等等，這些程序的進行都需要各種運行程序的控制與開關功能的控制等等，這些控制程序都屬于PLC技術的范疇，都可以應用PLC技術。采用PLC技術，既能控制某一個步驟，又能控制整個的火電系統，以灰塵清除程度為例，具體的控制點有：吹風機的風度吹風時間長度，氣化風機的方向啟用和關閉時間，倉泵、加熱器、各種閥門和卸灰裝備的開關控制，收灰機的強度和收灰管道的壓力的控制。通過應用PLC技術，可以減輕工作人員的勞動壓力，提升勞動效率，員工無需在清塵現場緊盯設備，只要通過辦公室的一臺電腦就能視察各部分的工作動態并及時調節，令其保持最佳工作狀態，更加精確和效率。

3.2PLC在傳統的機床技術的使用

應用到機床技術的自動化系統中，PLC操作即使極大的創新了以往由繼電器設備操作的機床性能，大大提高了機床體系的功率，降低了耗電量，減少了事故發生率，簡易了修改難度，從而讓機床技術操作的效率、質量、性能都得到了提高與完善，可謂好處多多。

4　結語

可編程邏輯控制器是一項智能程度高、實用性強的措施，其發展前景還是非常廣闊，其市場需求也會更加旺盛。工業電氣自動化中的PLC技術，既能提高工作效率，又能減輕工作人員壓力，降低危險系數，提升經濟效益，應逐步完善與推廣應用到各種工業企業中。

參考文獻：

[1]陳瑞陽.工業自動化技術[M].機械工業出版社,2011.

[2]劉兵.可編程邏輯控制器及應用[M].重慶大學出版社,2010.

[3]BINDU, K.P. Control, Automation and monitoring of hardboard production process using PLC-SCADA system[J].International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering,2013,2(07):3281-3286.

[4]張培仁,杜洪亮.CAN現場總線監控系統原理和應用設計[M].中國科學技術大學出版社,2011.