PLC自動(dòng)化控制的應(yīng)用探討

段艷林,李慶華（山東華宇鋁電有限公司,山東　臨沂　276017）

PLC自動(dòng)化控制的應(yīng)用探討

段艷林,李慶華
（山東華宇鋁電有限公司,山東臨沂276017）

摘要：隨著科技水平的不斷提高，我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)水平也不斷提高，在工業(yè)水平不斷發(fā)展的現(xiàn)在，PLC在生產(chǎn)中起著越來(lái)越重要的作用。PLC的功能完備、編程簡(jiǎn)單、可靠性高、適應(yīng)性能強(qiáng)，被廣泛的應(yīng)用到自動(dòng)化控制方面，在解決傳統(tǒng)控制系統(tǒng)問(wèn)題的同時(shí)，提高了自動(dòng)化水平。本文對(duì)PLC的構(gòu)成、功能和特點(diǎn)進(jìn)行了介紹，并對(duì)PLC在自動(dòng)化控制中的應(yīng)用進(jìn)行了探索。

關(guān)鍵詞：PLC；自動(dòng)化控制；構(gòu)成；功能；特點(diǎn)；應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，ΡLC在自動(dòng)化控制中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。ΡLC的應(yīng)用主要是在人機(jī)接口和自動(dòng)化控制中，并逐漸在各個(gè)領(lǐng)域的自動(dòng)化控制中起到越來(lái)越重要的作用。ΡLC的出現(xiàn)，使得工廠生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，并由于其抗干擾性強(qiáng)和維修程度高等特點(diǎn)受到各個(gè)行業(yè)的重視。ΡLC操作簡(jiǎn)單、運(yùn)用靈活、數(shù)據(jù)可靠，為促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)化發(fā)展起著十分重要的作用。

1　PLC的構(gòu)成

ΡLC主要由以下幾個(gè)部分組成：電源、存儲(chǔ)器、I/O電路、接口電路、CΡU。在ΡLC中，電源的作用除了存儲(chǔ)能量外，還包括了系統(tǒng)的雕件保護(hù)和備用電能的儲(chǔ)備。CΡU，即中央處理器，能夠進(jìn)行數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算，是控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)的核心設(shè)備。存儲(chǔ)器的作用是存儲(chǔ)系統(tǒng)中的監(jiān)控、變量、程序等信息。I/O電路即通過(guò)輸入電路隔開(kāi)輸入信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)化，并能夠通過(guò)輸出電流將ΡLC輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行放大并實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)化，這也是實(shí)現(xiàn)ΡLC在自動(dòng)化中應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。

2　PLC的功能

ΡLC的功能主要有以下幾個(gè)方面：（1）開(kāi)關(guān)量控制。開(kāi)關(guān)量的控制主要是指ΡLC能夠根據(jù)限位開(kāi)關(guān)和操作按鈕的相關(guān)檢測(cè)信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的控制；（2）限時(shí)控制。限時(shí)控制主要是指可以通過(guò)在ΡLC系統(tǒng)中設(shè)置計(jì)時(shí)器，通過(guò)對(duì)時(shí)間的設(shè)定達(dá)到對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確控制；（3）計(jì)數(shù)控制。計(jì)數(shù)控制主要是通過(guò)ΡLC的計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在ΡLC系統(tǒng)中，計(jì)數(shù)器主要有以下三種：高速計(jì)數(shù)器、普通計(jì)數(shù)器、可逆計(jì)數(shù)器，這三種計(jì)數(shù)器之間是相互獨(dú)立的，通過(guò)各自不同的計(jì)數(shù)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的計(jì)數(shù)作用；（4）步進(jìn)控制。ΡLC系統(tǒng)的步進(jìn)控制是通過(guò)移位寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)移位寄存器對(duì)數(shù)據(jù)的位移，實(shí)現(xiàn)對(duì)不進(jìn)的控制；（5）數(shù)據(jù)處理。在ΡLC系統(tǒng)中，能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行加減、乘除、乘方、開(kāi)方等數(shù)學(xué)運(yùn)算，還能夠通過(guò)邏輯運(yùn)算實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的比較、位移和傳遞。

3　PLC的特點(diǎn)

ΡLC系統(tǒng)的特點(diǎn)有：（1）性價(jià)比高。ΡLC系統(tǒng)的功能完備，其內(nèi)含有大量的編程軟件，能夠被用戶調(diào)用，實(shí)現(xiàn)用戶的控制需求，并能夠通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的使用實(shí)現(xiàn)集中管理分散控制的目的；（2）抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高。ΡLC系統(tǒng)解決了出點(diǎn)接觸不良的問(wèn)題，主要通過(guò)相關(guān)的輸入輸出元件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的運(yùn)行，減少了系統(tǒng)運(yùn)行中的故障發(fā)生情況，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，使得整個(gè)系統(tǒng)的可靠性提高；（3）編程簡(jiǎn)單，使用方便。ΡLC系統(tǒng)是通過(guò)編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的建立的，開(kāi)發(fā)周期短，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，安裝容易，調(diào)試方便，降低了開(kāi)發(fā)過(guò)程中的工作量，并且不需要對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行拆卸，使用起來(lái)非常方便；（4）適應(yīng)性高，硬件配備完善。在ΡLC系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程中，其標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化發(fā)展不斷完善，用于能夠通過(guò)便利的系統(tǒng)配置實(shí)現(xiàn)功能不同的ΡLC系統(tǒng)，并且能夠用戶的修改實(shí)現(xiàn)配置的變化，以適應(yīng)各種不同的條件；（5）維修簡(jiǎn)單。ΡLC系統(tǒng)自身就有自診斷功能，并且由于抗干擾能力強(qiáng)，故障發(fā)生率降低，如果發(fā)生故障，系統(tǒng)會(huì)自發(fā)對(duì)故障發(fā)生的原因進(jìn)行分析，方便用戶對(duì)故障的排除。

4　PLC在自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

4.1順序控制和開(kāi)關(guān)量控制

順序控制和開(kāi)關(guān)量控制是ΡLC在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用的主要方面。在電力系統(tǒng)中，如何降低能耗、提高效率一直是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的焦點(diǎn)，因此在自動(dòng)化水平不斷提高的現(xiàn)在，對(duì)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)的要求更為嚴(yán)格。ΡLC的出現(xiàn)取代了傳統(tǒng)的鍵電控制器，在實(shí)現(xiàn)對(duì)單獨(dú)工藝流程控制的同時(shí)，還通過(guò)與通信總線的接觸和信息模塊的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)生產(chǎn)工作的控制。ΡLC系統(tǒng)在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用，解決了接觸不良而出現(xiàn)的控制缺陷，并通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化系統(tǒng)的全面應(yīng)用。在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中采用了大量的電磁性鍵電器等原件，由于觸點(diǎn)的故障使得整個(gè)系統(tǒng)的可靠性降低，并且由于接線復(fù)雜等原因使得傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)的應(yīng)用較為不易。而ΡLC可編程邏輯控制器是通過(guò)可編程系統(tǒng)的運(yùn)行來(lái)控制整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的，通過(guò)編程取代了實(shí)物元件從而提高了系統(tǒng)的可靠性。在簡(jiǎn)化線路連接的同時(shí)，降低了系統(tǒng)輔助開(kāi)關(guān)的數(shù)目，還實(shí)現(xiàn)了對(duì)多臺(tái)斷路器信號(hào)的顯示和集中控制的目的。在ΡLC中，備用電源的使用也是一大優(yōu)勢(shì)，這使得其在火力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用的可靠性增高。除此之外，ΡLC系統(tǒng)的系統(tǒng)維修方面的優(yōu)勢(shì)還使得其應(yīng)用范圍擴(kuò)大，提高了ΡLC系統(tǒng)應(yīng)用的高效性。

4.2閉環(huán)控制

在電氣系統(tǒng)中，泵類電機(jī)啟動(dòng)有自動(dòng)啟動(dòng)、現(xiàn)場(chǎng)控制箱手動(dòng)啟動(dòng)、機(jī)旁屏手動(dòng)啟動(dòng)等方式。ΡLC應(yīng)用于自動(dòng)啟動(dòng)方式中時(shí)，ΡLC系統(tǒng)內(nèi)的順空模塊能夠給予泵積累的運(yùn)行時(shí)間，在泵開(kāi)機(jī)時(shí)對(duì)主備用泵進(jìn)行選擇。在當(dāng)前的泵類電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，ΡLC的運(yùn)用往往與常規(guī)控制系統(tǒng)相配合，常規(guī)控制系統(tǒng)作為ΡLC控制系統(tǒng)的補(bǔ)充，保證了電機(jī)控制的安全，當(dāng)ΡLC系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，常規(guī)系統(tǒng)就能夠繼續(xù)保持整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的高效性。在ΡLC技術(shù)的應(yīng)用中，其在控制系統(tǒng)的應(yīng)用主要由電子調(diào)節(jié)單元、電液執(zhí)行單元、轉(zhuǎn)速測(cè)量單元三個(gè)單元構(gòu)成，這三個(gè)單元的主要作用分別是形成調(diào)制解調(diào)器的調(diào)節(jié)規(guī)律、有效控制導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)、準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)速測(cè)量。

5　總結(jié)

ΡLC可編程邏輯控制器由于其可靠性高、應(yīng)用便利、維修方便等特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)的自動(dòng)化控制領(lǐng)域中。ΡLC在自動(dòng)化控制領(lǐng)域中的應(yīng)用，主要是通過(guò)順序控制。開(kāi)關(guān)質(zhì)量控制和閉環(huán)控制等實(shí)現(xiàn)的。隨著計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，ΡLC系統(tǒng)也在不斷的完善和發(fā)展，更加適應(yīng)各個(gè)行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的控制需求，提高行業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和效率，為促進(jìn)行業(yè)發(fā)展有著重要作用。

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