電氣工程控制系統(tǒng)中PLC關(guān)鍵技術(shù)的有效運(yùn)用探析

廖山河

（淮南舜泰化工有限責(zé)任公司 安徽 淮南 232072）

電氣工程控制系統(tǒng)中PLC關(guān)鍵技術(shù)的有效運(yùn)用探析

廖山河

（淮南舜泰化工有限責(zé)任公司 安徽 淮南 232072）

PLC關(guān)鍵技術(shù)在信息化技術(shù)蓬勃發(fā)展的條件下應(yīng)運(yùn)而生，尤其在電氣工程控制系統(tǒng)的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，并且發(fā)揮著相當(dāng)重要的作用。把PLC技術(shù)運(yùn)用到電氣行業(yè)中，使自動(dòng)化控制水平得到提高。本文以PLC技術(shù)為基礎(chǔ)，闡述了其在電氣工程控制中的運(yùn)用，并對(duì)這種技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

電氣工程；控制系統(tǒng)；PLC技術(shù)；運(yùn)用

1 引言

現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的快速發(fā)展產(chǎn)生了PLC技術(shù)，是一種新興技術(shù)，這種技術(shù)結(jié)合了控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等。電氣工程控制的逐步改進(jìn)和優(yōu)化是借助本身的系統(tǒng)順序控制、信息加工處理、閉環(huán)過(guò)程控制等來(lái)實(shí)現(xiàn)的。以此來(lái)使控制系統(tǒng)的自動(dòng)化水平得到提高，滿足大部分工業(yè)生產(chǎn)的需求。另外，這種技術(shù)還可以提升效率和質(zhì)量，并為工業(yè)生產(chǎn)提供基礎(chǔ)保障。隨著社會(huì)科技和工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，PLC關(guān)鍵技術(shù)肯定會(huì)發(fā)展越來(lái)越好。

2 PLC概述

2.1 PLC技術(shù)發(fā)展

PLC（Programmable Logic Controller）技術(shù)起源于美國(guó)，開(kāi)始投入生產(chǎn)是在20世紀(jì)60年代，順序控制是其核心功能，隨著時(shí)間推移越來(lái)越多的國(guó)家將該項(xiàng)技術(shù)借鑒于工業(yè)生產(chǎn)，直到80年代這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)飛速發(fā)展，功能更加齊全，包括函數(shù)運(yùn)算、高數(shù)技術(shù)等。PLC關(guān)鍵技術(shù)，主要是其核心控制功能，慢慢廣泛應(yīng)用于越來(lái)越多的領(lǐng)域。

2.2 PLC技術(shù)的結(jié)構(gòu)

可編程邏輯控制器，其實(shí)質(zhì)是一種專門(mén)用在工業(yè)控制領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)，它的主要結(jié)構(gòu)基本與微型計(jì)算機(jī)基本相同，PLC技術(shù)的結(jié)構(gòu)為：電源，PLC的電源對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的正常工作起著非常重要的作用。假如沒(méi)有可靠、良好的電源為其供電，PLC是無(wú)法工作的，因此制造商是非常重視對(duì)可編程邏輯控制器的電源的設(shè)計(jì)制作；中央處理單元(CPU)，中央處理單元(CPU)是PLC的控制中心，主要是以掃描的方式收發(fā)現(xiàn)場(chǎng)各輸入設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，然后分別存入I/O映象區(qū)，再讀取程序進(jìn)而控制相應(yīng)設(shè)備；存儲(chǔ)器，主要分為存放系統(tǒng)軟件的系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和存放應(yīng)用軟件的用戶程序存儲(chǔ)器；輸入輸出接口電路，輸入接口電路用于連接PLC與現(xiàn)場(chǎng)控制的接口界面，輸出接口電路集成了選通電路、數(shù)據(jù)寄存器和中斷請(qǐng)求電路；功能模塊，如計(jì)數(shù)、定位等；通信模塊。

3 PLC的功能特點(diǎn)

3.1 編程簡(jiǎn)單，使用方便

使用各種編程語(yǔ)言，如語(yǔ)句表、梯形圖和邏輯圖等，不需要計(jì)算機(jī)知識(shí)，所以整個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)時(shí)間短，容易在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。此外，可以在不拆動(dòng)硬件的情況下，實(shí)時(shí)改變控制方案，現(xiàn)場(chǎng)修改程序。

3.2 功能強(qiáng)，性價(jià)比高

無(wú)論多大的PLC，內(nèi)部都有非常多的編程元件，可供用戶使用，具有很強(qiáng)的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)相當(dāng)復(fù)雜的控制功能。相同功能的繼電器和PLC相比，PLC性價(jià)比很高。PLC能夠?qū)崿F(xiàn)分散控制，集中管理，在通過(guò)通信聯(lián)網(wǎng)的控制條件下。

3.3 硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)

PLC產(chǎn)品逐漸系列化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，并結(jié)合各種各樣的供用戶選用的硬件裝置，用戶可靈活方便地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行配置，組裝成不同型號(hào)、不同功能的系統(tǒng)。PLC的安裝接口也十分方便，一般接口都有固定的接線端子可與外部連接。PLC的帶負(fù)載能力特別強(qiáng)大，一般的小型交流接觸器和電磁閥可被直接驅(qū)動(dòng)。在確定硬件配置后，可以通過(guò)修改程序方便快捷地適用各種工藝條件。

3.4 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)

很多的繼電器被應(yīng)用于繼電器控制系統(tǒng)，接觸不良容易導(dǎo)致故障的發(fā)生。時(shí)間繼電器、中間繼電器被PLC編寫(xiě)軟件代替，只剩下關(guān)鍵的輸入和輸出硬件，線路減少，使線路故障大大減少。PLC使用了一系列軟件和硬件抗干擾方法，抗干擾能力非常強(qiáng)，平均無(wú)故障時(shí)間相對(duì)延長(zhǎng)，可用于干擾強(qiáng)烈的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。

4 PLC關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

4.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電氣工程控制系統(tǒng)的核心是可編程邏輯控制器，控制器的設(shè)計(jì)質(zhì)量關(guān)系著整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要注意以下三個(gè)原則：控制設(shè)計(jì)成本。成本的高低和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益直接掛鉤，合理控制成本不僅能夠提升效益，同時(shí)也可預(yù)留后期系統(tǒng)維護(hù)的資金。為系統(tǒng)的升級(jí)與研發(fā)預(yù)留資金。保證系統(tǒng)安全運(yùn)行，這是設(shè)計(jì)的首要任務(wù)。控制效率高，使在控制系統(tǒng)下的產(chǎn)品質(zhì)量符合要求。在按照設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)地對(duì)對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。做需求分析，選擇CPU，確定輸入與輸出設(shè)備。分別設(shè)計(jì)I/O模塊和CPU模塊，繪制原理圖。最后，編寫(xiě)控制程序，調(diào)試、測(cè)試、完善功能。

4.2 閉環(huán)過(guò)程控制

電氣工程控制系統(tǒng)主要測(cè)量的相關(guān)模擬量包括溫度、壓力、流量等，主要采用的方式是閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)持續(xù)不間斷對(duì)此類模擬量的控制，以此達(dá)到模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量。使用PLC技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)內(nèi)容的轉(zhuǎn)化是通過(guò)I/O模塊進(jìn)行控制的。

4.3 信息加工處理

隨著社會(huì)科技的不斷發(fā)展，越來(lái)越多電器設(shè)備被人們所應(yīng)用，也增大了對(duì)電力能源的需求。所以，在進(jìn)行電氣工程控制過(guò)程中，所需要的數(shù)據(jù)信息也逐漸增加，這種情況下，如果仍然采用傳統(tǒng)的控制技術(shù)，則將會(huì)導(dǎo)致每個(gè)環(huán)節(jié)的成本增加，甚至導(dǎo)致最后的控制結(jié)果變差，處理數(shù)據(jù)也不可靠，最終使電氣工程無(wú)法正常開(kāi)展。但是采用PLC技術(shù)，在CPU模塊的幫助下，自動(dòng)處理控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而處理分析各種數(shù)據(jù)，為整個(gè)系統(tǒng)控制提供參考數(shù)據(jù)。

4.4 系統(tǒng)順序控制

和以往的繼電器設(shè)備控制相比，PLC關(guān)鍵其優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)相當(dāng)，主要體現(xiàn)在系統(tǒng)的運(yùn)行效率得到明顯提升，以及系統(tǒng)損耗大大降低。借助于PLC關(guān)鍵技術(shù)，可有效控制系統(tǒng)單個(gè)工藝流程，這是依靠信息存儲(chǔ)模塊實(shí)現(xiàn)的。而且，把此模塊與通信總線連接，可協(xié)調(diào)生產(chǎn)車間的各種功能。

5 PLC關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

今后，各種各樣的新式的電氣工程產(chǎn)品將被制造出來(lái)，這需要符合具體的設(shè)計(jì)要求，優(yōu)化人機(jī)界面，這樣可以很好地發(fā)揮PLC在電氣工程控制中的作用。

可以說(shuō)，PLC這一新型技術(shù)是電氣控制工程發(fā)展的必然趨勢(shì)，主要用于大型的PLC電氣控制體系，實(shí)現(xiàn)和其他控制系統(tǒng)的連接。

6 結(jié)語(yǔ)

總而言之，PLC關(guān)鍵是一項(xiàng)非常先進(jìn)的技術(shù)，對(duì)目前的電氣工程控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)。該技術(shù)可大大降低傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的不足，將整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量效率明顯提升。因此，將其運(yùn)用在電氣工程控制系統(tǒng)中，可極大地發(fā)揮它的作用和功能。所以，對(duì)電氣控制工程廠商而言，發(fā)展PLC技術(shù)是非常重要的一項(xiàng)工作。

[1]劉烈金.電氣工程及自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015.

[2]劉君.探究電氣工程及自動(dòng)化的控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2015.

[3]張振國(guó).PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015.

TM921.5 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1009-5624（2018）01-0030-02

廖山河（1986-），男，漢，安徽省淮南市，助理工程師，本科，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化。