PLC技術在電氣自動化中的應用紀

洪濤 劉俊汐

摘 要：隨著社會經濟的快速發(fā)展，電氣自動化水平的快速快速提高，以信息技術為基礎的各項先進的科學技術已經運用到電氣自動化當中，如遠程控制技術、智能控制技術和信息控制技術等。PLC技術是一種以計算機技術為基礎的可編程智能控制器，已經在電氣自動化中得到了廣泛的應用與發(fā)展，對促進工業(yè)的自動化水平起到了重要的推動作用。

關鍵詞：PLC；電氣自動化

由于PLC系統(tǒng)內部已事先定義了輔助繼電器，令其代替了傳統(tǒng)系統(tǒng)中的機械式觸電繼電器，同時去除了原有連接導線而改用內部邏輯關系進行連接。因此該種繼電器在節(jié)點中的變位時間可近似為零，無需細化考量傳統(tǒng)繼電器中的返回系數(shù)。因而PLC系統(tǒng)控制技術具有操作高效、簡便、反應迅速、可靠安全、功能完備等充分優(yōu)勢。同時包含該類技術的控制系統(tǒng)其抗干擾能力遠超出傳統(tǒng)的繼電器技術，能充分適應復雜的工業(yè)環(huán)境，采用簡單的指令控制形式，并多利用直觀、形象的程序以適應現(xiàn)場生產操作人員技術水平參差不齊的發(fā)展現(xiàn)狀。再者該控制系統(tǒng)由于配套健全、功能完善、有較強的適用性，因此較易與工業(yè)生產控系統(tǒng)進行集成并充分發(fā)揮其整體、全面的穩(wěn)定與良好控制優(yōu)勢。

一、PLC技術與電氣自動化

1.PLC技術

PLC，即可編程邏輯控制器，是一種計算機系統(tǒng)操作的電子控制系統(tǒng)，是一種為工業(yè)控制應用專門設計制造的一種自動控制器。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC技術完美解決了傳統(tǒng)電氣控制中線路復雜、可靠性差、事故率高、反應慢等缺點，已經在電氣自動化中得到了廣泛的應用與發(fā)展。

和傳統(tǒng)的電氣系統(tǒng)相比，PLC技術具有反應快、操作簡單、可靠性強、功能完善、耗能少等優(yōu)點。PLC 采用先進的梯形圖方式編程，易于電氣人員掌握，便于推廣。即使對于一些普通的技術工人也可以輕易地上手。PLC技術可以根據(jù)實際應用范圍進行容量、功能以及應用范圍的拓展，也可以通過與集散控制系統(tǒng)（DCS）或其他上位機的通信來擴展功能，并可以與其他系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換。在硬件方面，在輸入/輸出（I/O）通道采用光電隔離技術，可以有效控制外部干擾信號對于控制系統(tǒng)的影響。PLC采用濾波器相關技術，有效地增強了 PLC 對電噪聲、電源波動、電脈沖、振動、電磁波等的干擾，是PLC 在各種高溫、高壓、高干擾的環(huán)境中穩(wěn)定地工作。在軟件方面，PLC 的監(jiān)控定時器可時時監(jiān)視執(zhí)行用戶在程序出錯和程序調試時，避免因程序錯誤而出現(xiàn)死循環(huán)，當 CPU、電池、輸入/輸出接口、通信等出現(xiàn)異常時，PLC 可以自診斷檢測到這些錯誤，并采取相應的補救措施，以防止出現(xiàn)事故。即使停電時，后備電池會正常工作。PLC 內部電路主要采用微電子技術控制，具有體積小、質量輕、便于安裝和操作的特點。這些特點使它很容易與其他機械設備組裝結合，組成機電一體化的設備。

2.電氣自動化概述

所謂電氣自動化主要是指研究與電氣工程相關的系統(tǒng)運行、自動控制、電力電子技術、信息處理、實驗分析、研制開發(fā)以及電子和計算機等領域的一門科學。

目前，電氣自動化已經運用到國民經濟發(fā)展的各個行業(yè)，并取得了很大的成績。

二、PLC技術在電氣自動化中的應用

PLC技術在電氣自動化中的應用是非常廣泛的，如在中央空調控制系統(tǒng)設計、公路交通系統(tǒng)設計、數(shù)控系統(tǒng)設計等方面，都有著比較廣泛的應用。

1. PLC在中央空調上的應用

中央空調與工農業(yè)生產和生活有著密切的關系，無論是在工業(yè)生產中，還是在城市居民的日常生活中，都是不可缺少的一種工業(yè)系統(tǒng)。例如，在一些對溫度要求比較高的電子企業(yè)中，中央空調是車間生產的必備設備，一般要借助中央空調來穩(wěn)定車間內的溫度。目前，中央空調冷凍系統(tǒng)的控制方式主要有3種，即早期的繼電器控制系統(tǒng)、直接數(shù)字式控制器（DDC）以及可編程序控制器（PLC）控制系統(tǒng)。其中，PLC控制系統(tǒng)不僅智能化水平較高，而且具有良好的抗干擾能力，并且對控制系統(tǒng)的結構也沒有硬性的要求，運行的可靠性大大提高，使用和維護起來也很方便，目前已經成為中央空調中應用最廣泛的控制系統(tǒng)。

2. PLC在公路交通系統(tǒng)上的應用

隨著城市的快速發(fā)展，公路交通系統(tǒng)在很大程度上決定了城市的秩序，尤其 是交通秩序，立交橋等城市交通系統(tǒng)的復雜化，使交通信號燈的控制更加困難。傳統(tǒng)的交通信號燈的控制方式，已經不適應公路交通系統(tǒng)快速發(fā)展的需要。

3. PLC在數(shù)控系統(tǒng)中的應用

隨著我國工業(yè)技術的發(fā)展，數(shù)控技術已經成為工業(yè)生產中一種不可缺少的技術，而數(shù)控技術的實現(xiàn)與PLC應用有著密切的關系。目前常見的數(shù)控系統(tǒng)主要有3種，即點位控制系統(tǒng)、直線控制系統(tǒng)、連續(xù)控制系統(tǒng)。在工業(yè)生產中，數(shù)控系統(tǒng)主要用于機械加工，其中點位控制一般用于孔加工機床，如鉆孔機床、鏜孔機床等，其是為了在加工過程中實現(xiàn)由一個位置向另一個位置的精確移動，一般來說并不考慮加工物體的運動軌跡，移動過程中一般不進行加工。目前，數(shù)控系統(tǒng)的實現(xiàn)主要有2種方式，即全功能數(shù)控裝置和單板機控制，這2種控制系統(tǒng)都應用了PLC，只不過在功能和應用范圍上有很大的區(qū)別。

全功能數(shù)控裝置的功能非常完善，但是價格非常昂貴，對于一些企業(yè)來說這種裝置的許多功能完全是多余的。為了滿足一般企業(yè)的發(fā)展需要，市場上出現(xiàn)了基于PLC的單板機數(shù)據(jù)系統(tǒng)，其是為了解決傳統(tǒng)單片機中長期存在的設計硬件電路、接口電路、驅動電路和抗干擾問題，不僅能根據(jù)生產需要調整機床功能，還能根據(jù)技術進步對機床功能進行升級，這一點滿足了很多中小企業(yè)的發(fā)展需要，增加了企業(yè)經營管理的靈活性。

4. PLC在電池生產線控制系統(tǒng)

隨著我國電池產業(yè)的快速發(fā)展，電池生產線中也開始應用PLC控制技術，不僅有效增加了對生產過程中各個環(huán)節(jié)的控制，也提高了產品的質量。如FDK

全自動堿性高能電池生產線，全線采用了PLC、變頻器、步進電機、觸摸屏等高科技產品，可以精確地控制設備的運行。這種電池生產線運用PLC控制系統(tǒng)，在生產過程中對各個節(jié)點，尤其是可能影響電池質量的一些環(huán)節(jié)，如人工環(huán)節(jié)等進行有效的控制，當生產過程中出現(xiàn)故障時，能夠及時排除。目前，國內一些較大的電池生產廠家，其生產系統(tǒng)中都使用了這一技術。

參考文獻：

[1]PLC在電氣自動化系統(tǒng)中的應用和發(fā)展 劉偉光 《黑龍江科技信息》-2011年2期.

[2]淺談工業(yè)電氣自動化系統(tǒng)發(fā)展趨勢 王剛 《知識經濟》-2012年8期.

[3]PLC在電氣自動化中的應用現(xiàn)狀及發(fā)展前景概述 袁鈞 《科技與生活》-2011年3期.