PLC在電氣自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用價值研究

付旻

摘 要：隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，PLC技術(shù)在電氣自動控制系統(tǒng)中獲得了良好的發(fā)展空間，逐漸成為電氣自動控制的重要發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)的電氣自動控制系統(tǒng)在運行中存在較大弊端，無法滿足電氣自動控制的需求，而PLC技術(shù)的使用可以提高系統(tǒng)的運行效率，降低成本，達到良好的社會經(jīng)濟效益，實現(xiàn)電氣工程的可持續(xù)發(fā)展。本文就對PLC在電氣自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用價值進行分析和探究。

關(guān)鍵詞：PLC；電氣自動控制系統(tǒng)；應(yīng)用價值

中圖分類號：TM921 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）19-0087-02

在科學技術(shù)日新月異的背景下，科技的發(fā)展在很大程度上促進了各個行業(yè)的進步，使電氣自動化的發(fā)展邁入到全新的階段。在電氣自動控制系統(tǒng)中引入PLC技術(shù)，可以縮短工作的時間，確保工作安全，節(jié)約大量的物力與人力，為社會創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益，促進國民生產(chǎn)總值水平的提升。當前如何在電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用PLC，已經(jīng)成為業(yè)界的重要研究課題。

1 PLC技術(shù)概述

PLC（可編程邏輯控制器）作為一種可編程的存儲器，用于內(nèi)部數(shù)據(jù)的存儲，利用一定的邏輯語言加以判斷，借助虛擬數(shù)據(jù)或數(shù)字語言控制機械生產(chǎn)，確保生產(chǎn)的高效運行。通常PLC是指利用微電腦技術(shù)制造的通用自動控制設(shè)備，其利用可編程存儲器來存儲內(nèi)部程序，并執(zhí)行用戶的指令，如算數(shù)操作、順序控制、計數(shù)、定時、邏輯運算，從而有效控制生產(chǎn)過程。PLC最早出現(xiàn)于1968年的美國，通用汽車公司借助PLC取代繼電器控制輸出裝置，通過輸出刷新階段、用戶程序執(zhí)行階段、輸入采樣階段構(gòu)成一個工作循環(huán)周期。其中輸入采樣階段是指讀入數(shù)據(jù)和所有輸入狀態(tài)，將其存入I/O映像區(qū)；輸出刷新階段是指以I/O映像區(qū)為依據(jù)，CPU按照對應(yīng)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)進行工作，然后經(jīng)過輸出電路驅(qū)動相應(yīng)設(shè)備進行輸出[1]。通常PLC具有實用性和適應(yīng)性強、質(zhì)量小、占地面積小等特點，能夠借助組合方式的改變，更好地適應(yīng)不同規(guī)模的電氣自動控制系統(tǒng)。由于PLC易于開發(fā)與自檢維護，調(diào)試和編程語言簡便，運算能力較強，因此其在工業(yè)上的應(yīng)用范圍極為廣泛，面對非常規(guī)的情況時能有效抗干擾，確保性能的可靠。

2 PLC在電氣自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用價值

2.1 具體應(yīng)用

首先，數(shù)控領(lǐng)域。電氣自動控制技術(shù)在數(shù)控領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用，可以發(fā)揮PLC技術(shù)編程的優(yōu)勢，增強數(shù)控工作的準確度。如數(shù)控電氣自動控制系統(tǒng)在實際應(yīng)用中，利用PLC編程方式嚴格控制數(shù)控機床操作中的不同工藝參數(shù)，使機床能在設(shè)置的范圍內(nèi)完成相應(yīng)動作。將PLC技術(shù)應(yīng)用于電氣自動控制系統(tǒng)中，可以提高控制系統(tǒng)的準確率，避免因系統(tǒng)的運行誤差而降低產(chǎn)品質(zhì)量。現(xiàn)階段，電氣控制系統(tǒng)在PLC技術(shù)的基礎(chǔ)上，能在數(shù)控生產(chǎn)中最大限度發(fā)揮出該技術(shù)的優(yōu)勢，讓控制程序為系統(tǒng)提供編輯的方式，提高數(shù)控生產(chǎn)的質(zhì)量。

其次，空調(diào)領(lǐng)域。空調(diào)領(lǐng)域?qū)﹄姎庾詣涌刂葡到y(tǒng)具有較高的要求，PLC技術(shù)的運用能夠降低控制難度。一般空調(diào)系統(tǒng)運行中有多種控制方法，但是PLC自動控制技術(shù)具有最高的效率，這是因為PLC控制系統(tǒng)不需考慮外界環(huán)境的影響，可讓用戶根據(jù)自己定制的程序來高效執(zhí)行電氣自動控制系統(tǒng)[2]。如將PLC技術(shù)用于中央空調(diào)電氣自動控制系統(tǒng)，確保系統(tǒng)運作的高效性，使用戶根據(jù)自身需求控制空調(diào)，延長系統(tǒng)的維修周期和工作效率，更好地滿足客戶需求，達到良好的經(jīng)濟效益。

最后，交通領(lǐng)域。PLC技術(shù)在交通領(lǐng)域中的應(yīng)用基本表現(xiàn)為交通信號燈控制方面，借助該控制方式的運用來確保道路中車輛和行人能遵守交通規(guī)則。在該應(yīng)用層面，電氣自動控制系統(tǒng)借助PLC技術(shù)準確控制線路，借助編程和邏輯控制的方式控制信號燈，并且PLC技術(shù)與交通控制系統(tǒng)的結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的總線控制功能。例如：道路交通出現(xiàn)堵塞問題，利用該控制系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)備收集道路路面的信息，將其反饋給相關(guān)部門，有效連接監(jiān)控系統(tǒng)和相關(guān)信息的傳輸，不需操作人員發(fā)出指令即可自動完成上述操作，降低交通事故的發(fā)生率，保障路面的通暢性，全面監(jiān)控整個道路交通。

2.2 應(yīng)用價值

第一，調(diào)控開關(guān)量。PLC的實質(zhì)就是利用虛擬繼電器取代機械繼電器，這是因為虛擬繼電器的反應(yīng)時間在控制層面基本為零，適合用于控制開關(guān)量。傳統(tǒng)常規(guī)的電氣自動控制系統(tǒng)主要是將電磁繼電器作為控制器，這種繼電器無法進行實時控制，反應(yīng)速度較慢，擁有極為繁瑣的電路接法，維修及維護的成本高，不僅需要耗費許多精力和時間，還會降低系統(tǒng)的可靠性。而PLC技術(shù)在電氣自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，不會損壞器材，確保操作的便捷，使開關(guān)量的控制擁有迅速的反應(yīng)，提高系統(tǒng)控制的穩(wěn)定性，因此PLC被廣泛應(yīng)用于開關(guān)量的控制中。

第二，順序控制。對于常規(guī)繼電器而言，其在斷路器控制的反應(yīng)時間無法避免，這種情況會出現(xiàn)控制不及時的情況，從而導(dǎo)致其他不良情況的發(fā)生。在順序控制中采用PLC技術(shù)時，可以用虛擬繼電器取代常規(guī)繼電器，這是因為虛擬繼電器不存在維護和接線的過程，反應(yīng)時間為零，能在極短時間內(nèi)實現(xiàn)控制的目標，利用簡單的分合閘控制斷路器，促進工作環(huán)境的改善。例如：順序控制作為火電廠除灰系統(tǒng)和除渣系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，將其應(yīng)用于輸煤系統(tǒng)中，不僅可以提高工作效率，減少工作時間，還能借助電腦實時控制現(xiàn)場，避免物力和人力的浪費。

第三，自動切換。供電質(zhì)量的重要指標之一就是供電的可靠性，有些企業(yè)設(shè)置備用電源來保障供電的質(zhì)量，然而備用電源的使用是以手動操作為基礎(chǔ)進行供電，在這短短的幾秒鐘內(nèi)可能會造成巨大的經(jīng)濟損失[3]。在實際工作中采用基于PLC的備用電源，可以借助編程了解設(shè)備的工作方式，利用其數(shù)據(jù)處理能力和邏輯運算能力實現(xiàn)備用電源的操作及實時自動切換。如供電局在生產(chǎn)中采用PLC備用電源，能夠及時解決電力系統(tǒng)的運行故障，提高系統(tǒng)的安全性與可靠性。

第四，數(shù)據(jù)處理。PLC技術(shù)的功能不斷增多，如從以往的單純控制中心系統(tǒng)到現(xiàn)今的邏輯性計算、線性代數(shù)計算和函數(shù)運算，這些運算管理具有很高的精準性。PLC可以分析、歸納和總結(jié)數(shù)據(jù)，并將其與存儲中心的參考值進行對比，然后開展下一步的操作；同時PLC能夠利用自身的通信功能對這些數(shù)據(jù)進行傳輸，或者是直接打印這些數(shù)據(jù)，以技術(shù)人員的實際需求為依據(jù)制成表格。總之，由于PLC具有較強的專業(yè)性、精確性和柔韌性，因而在電氣自動控制系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用。

3 PLC在電氣自動控制系統(tǒng)中的發(fā)展趨勢

第一，加強與其他先進技術(shù)的結(jié)合。技術(shù)的發(fā)展要與時俱進，善于吸收其他現(xiàn)先進的技術(shù)，使其為自己所用，這樣才能不斷創(chuàng)新發(fā)展。現(xiàn)階段，有些先進技術(shù)的發(fā)展為PLC的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)，如DCS控制系統(tǒng)在火電系統(tǒng)中的普及等，但目前DCS技術(shù)的發(fā)展速度較慢，而PLC取得了迅猛發(fā)展。在未來的電氣自動控制系統(tǒng)中，有機結(jié)合DCS技術(shù)和PLC技術(shù)，將兩者的優(yōu)點加以綜合，形成全新的控制系統(tǒng)，確保電氣自動控制系統(tǒng)具備工業(yè)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化、自動化的特征。第二，增強PLC的抗干擾性能。常規(guī)的電氣自動控制系統(tǒng)缺乏較強的抗干擾能力，尤其是在惡劣環(huán)境下的工作，往往會因無法獲得正確數(shù)據(jù)而導(dǎo)致工作無法順利實施；而PLC具有較強的抗干擾能力，可以適應(yīng)更多的工業(yè)現(xiàn)場。值得注意的是，PLC控制系統(tǒng)有時也無法獲得正確的數(shù)據(jù)，特別是在極端惡劣環(huán)境下無法獲取準確的運算結(jié)果，繼而導(dǎo)致生產(chǎn)過程受強烈的阻礙而無法正常工作，因此提高PLC的抗干擾能力將會成為PLC在電氣自動控制系統(tǒng)中的發(fā)展趨勢。

4 結(jié)語

綜上所述，PLC作為一種科學先進的技術(shù)，將其用于電氣自動控制系統(tǒng)中，可以很好地克服傳統(tǒng)電氣自動控制系統(tǒng)的缺陷，保證自動控制的可靠穩(wěn)定、方便靈活，降低運行成本，提高生產(chǎn)效率。當然PLC技術(shù)在發(fā)展中面臨著一定的挑戰(zhàn)，只有相關(guān)人員不斷進行創(chuàng)新與探索，才能最大限度發(fā)揮出PLC技術(shù)的價值，使其獲得全面的進步與更大的推廣。

參考文獻

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[3]肖慧.淺析PLC在電氣自動控制中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，（33）：145.endprint