電氣設備自動化控制中PLC技術研究與發展

李安平

（南京市質檢院，江蘇南京，210019）

電氣設備自動化控制中PLC技術研究與發展

李安平

（南京市質檢院，江蘇南京，210019）

工業革命以來，電氣自動化控制不斷引領前沿工業生產的技術發展，其中PLC（可編程控制器）集合現代通信技術和計算機技術，以其安全、高效、可靠等性能占據現代工業發展重要地位。本文通過分析研究PLC技術的組成以及在電氣自動化控制應用中的核心作用，進一步探討其對現代工業的發展趨勢。

PLC；自動化；控制；發展

0 引言

所謂的PLC，主要是指可編程控制器，即Prog-rammable Logic Controller的英文縮寫。在這種可編程控制器的應用中，其既包括了計算機技術的應用，也涉及了電氣自動化控制技術以及通訊技術的使用，可見其應用價值還是比較高的，尤其是在相關工業生產中，這種PLC的應用更是極為重要。

1 PLC技術的基本組成

新一代的整體式PLC 主要包括 CPU、主板、顯示屏、內存和電源等。 PLC技術在工業生產電氣設備自動化控制中，常見如：取件機械臂、配裝車間自動化平臺等，在由計算機全過程控制的工業領域，高效的PLC模塊設計能給工程操作過程帶來極大便利，保證技術維護和保護作業安全可靠，提升工業生產效率。為了保證整體PLC運作的過程的穩定，PLC的供電是核心操作技術，其穩定性要求至關重要。與傳統自動化控制中PLC技術對比，當前對電氣自動化研究焦點在于PLC控制系統技術，主要是運用數字計算機和數字通信實現更新和發展開放型平臺。

2 PLC技術的應用

2.1 PLC技術定義和特征

PLC技術是一種融合了計算機的可編程控制技術，是傳統控制器的升級版，在PLC技術運行過程中，主要分為三個步驟。

第一步：采樣數據。在技術的實際輸出階段，PLC技術要借助數據掃描裝置對數據進行一次性讀取，保證數據處于輸入狀態，集中存儲在可編程控制器的I/O映像區域內部。第二步：用戶程序執行階段。掃描器要對用戶程序進行全面掃描，呈現出梯形圖，并進行集中的邏輯運算。特別要注意的是，運算完畢后的結果要在系統的RAM存儲系統模塊中尋找對應位置。第三步：輸出刷新階段。主要依托的是系統中的CPU，在向系統發出指令后，將I/O映像區內的數據和基本數據狀態進行輸出。

2.2 PLC模糊控制系統

將PLC技術和模糊控制器結合在一起形成系統結構，主要是將較為復雜的模糊推理交與計算機進行操作，從而有效的輸出模糊控制器量表，再利用系統的調試和修改，建立完整的數據模塊，直接存儲在PLC的內存模塊里，實現子程序的直接管理。

另外，在對模糊化進行運算的過程中，要著重對輸出量、尺度變化、論域方位參數等信息進行分析，并借助模糊集合進行處理，而通常系統在進行運算時主要采取以下幾種模型：其一，單數值模糊點。參數要求模糊集合O對于支撐子集x是具有較為單一性的單數值模糊點，則對系統中的任何一點存在x=x0，并且有建立μA(x)=0的要求，則隸屬函數曲線為勻速穩定增長狀態；其二，三角形模糊方式，基本的函數解析式為：

其基本的函數結構為勻速上升到勻速下降的三角形[1]；其三，高斯型模糊參數結構?；镜暮瘮店P系式為：

其函數曲線呈現如圖2所示。

圖1 PLC技術與模糊控制器構造圖

圖2 高斯型模糊參數曲線

3 PLC在電氣自動化控制應用中的要點

PLC應用過程中應該重點關注以下幾個方面的內容。

(1)應用PLC在電氣自動化控制受濕度影響，對要求穩定的PLC應用程序來講,這個濕度因素是非常重要的。由于PLC相關設備在使用過程中需要保證其具備較好的絕緣性，所以，如果濕度過高必然會影響到PLC絕緣效果。一般來說，需要控制PLC環境相對濕度在85%以下。

(2)應用PLC在工業自動化控制還應把重點放在震動這個影響因素上，震動會對PLC產生更多不良的影響,這個影響主要反映在某些特定頻率的干擾上,分析了目前的狀況,該種不良的現狀在PLC運用過程中，應當嚴格控制10Hz-55Hz之間。

(3)應用PLC在電氣自動化控制生產中，應該也采取嚴格的溫度控制范圍，溫度差太高，直接影響電氣自動化控制PLC性能的正常發揮，易于出現電氣故障。因此，電氣自動化控制PLC應該集中建立一個相對地舒適的工作溫度環境。一般來說，在0℃-55℃區間，PLC的性能發揮出最佳效能。所以，在工作區域必須采取對應的對抗措施確保溫度不成為影響因素。

(4)PLC控制技術應用于工業自動化之中的重要基礎是支持其正常運作的電源。據有關PLC的研究結果表明,適合PLC工作的交流電只適用50Hz、220V，PLC控制設備的電線基本具備抗干擾能力。針對一些更高的要求，為有效減少電源線的干擾，可使用安裝有屏蔽層的電源線來。除此之外，對于輸入和輸出兩端電壓不一致的情況，建議選擇直流穩壓式的電源。

4 PLC技術發展趨勢

隨著市場經濟以及科學技術的發展，PLC作為一種新興技術，現代化PLC 技術趨勢是:(1)類型的豐富化是最典型的一個發展趨勢，尤其是隨著PLC的不斷發展以及市場需求的不斷提升，這種類型的多樣化也是極為必要的。(2)對于具體運算能力的提升越來越明顯，這也是未來PLC發展的一個重要方向，其必然能夠更大程度上體現出PLC的應用價值。(3)高度集合、智能化發展，PLC技術在與其他工業控制計算機網絡組成的更強大電氣設備系統中，將充分體現出PLC技術快速的反應速度、智力、及優勢兼容能力。

5 結語

PLC技術實現了與現代通信技術、數字技術、計算機控制技術的有效融合?；诋斍半姎庾詣踊刂葡到y的研究和探索，在以集中控制方面，PLC有較好的作用和價值。

[1]楊維.基于PLC的教學用自動裝配生產線研究與開發[D].碩士論文,2016.

Electrical equipment of PLC in automatic control technology research and development

Li Anping
(Nanjing Institute of Product Quality Inspection，Nanjing Jiangsu,210019)

Since the industrial revolution, The development of cutting-edge industrial production technology, including PLC (programmable controller) collection of modern communication technology and computer technology, with the composition of PLC technology and the core role in the application of electrical automation control

PLC ;automation ;control; development