淺談嵌入式PLC在電氣自動化領域中的應用

吳哲源

摘 要：嵌入式PLC在電氣智能化方面具有良好的發展前景，在全球各地均有普遍的使用基礎。基于此，本文簡要介紹了嵌入式PLC的含義，分析了嵌入式PLC的工作原理，然后詳細闡述了電氣自動化方面嵌入式PLC的運用，并介紹了嵌入式PLC今后的發展方向。

關鍵詞：嵌入式PLC;電氣智能化;工作原理;運用分析

近幾年，國家經濟邁向了持續高速發展階段，各類工業生產提高了控制系統的性能要求。PLC技術的產生在很大程度上處理了這個問題，但在PLC技術的應用初級過程，并未起到應用的作用。隨著科技的進步，PLC技術從具體工業現狀及應用需求出發加以改進，迎合了現代化工業建設要求。隨著社會的進步，工業對PLC技術的要求將逐漸提高。

1、嵌入式PLC的含義及特征

1.1含義

電氣智能化內的嵌入式PLC實際上是指編程控制器，這是為工業生產而特意設計加工的。智能化嵌入式PLC是一種數字計算控制電子平臺，采取的可編程存儲器重點是用其來進行邏輯計算、順序操控、定時、計數以及算數計算操作信號的，而且其也能夠基于數字量與模擬量完成輸入、輸出，并管理各種機械以及生產階段。PLC是計算機技術與原有機電接觸操控系統相統一的產物，其具有接觸點接線方便、穩定性加、功耗少、通用性與靈活性好等優點，另外，智能化嵌入式PLC還可以起到微處理器作用，以保障工業生產正常展開。

1.2特征

嵌入式PLC既有反應迅速、防干擾性能高等特征，而且還具備操作簡便的特征。①PLC反應迅速，是由于其將以往的機械觸電繼電器改成已定義的輔助設備，而且用內部邏輯關系取代了原本的邏輯關系。該種情況下，原本繼電設備的節點變為時間約為0，不考量原本繼電設備的返回系數，也可以提升PLC穩定性。②就防干擾性能來說，PLC技術也遠遠超過繼電器技術，并且可以在繁瑣的工業區應用。③PLC系統操作時較為簡便。該種控制系統早操控時，通常是用簡單的信號來處理，能夠用相關形象或者直觀簡單的流程來操作。該種操作技術較為適用在現場操作中，就算操作者缺少很高的技能，也可以對其進行良好操控。

2、嵌入式PLC的工作原理

1）輸入取樣過程。PLC要對輸入數據的狀態以及相關信息根據設置好的程序完成掃描，掃描得到的信息及數據傳遞至相應的I/O映象區系統中。其輸入取樣過程結束后，就會智能進到下個過程，即嵌入式PLC客戶執行過程與輸出刷新過程。在輸入取樣過程，無論輸入狀態以及相關信息怎樣改變，均與I/O映象區中的相應系統無任何聯系，不會轉變在I/O映象區中的狀態及信息。

2）客戶執行過程。客戶以PLC為前提掃描梯形圖格式的流程，掃描標準早就設置好了，“從上至下，從左至右”，而且還會掌控掃描流程的銜接觸點和線路。基于此，根據空間結構布局按規定對銜接觸點的線路展開邏輯化計算，而且其計算結果將刷新保存區的狀態，最終根據梯形圖上的程序信號執行相關流程。

3）輸出刷新過程。客戶流程掃描后還應當刷新一次。嵌入式PLC的中央處理器按照I/O映象區中的相關狀態及信息，刷新所有輸出鎖存線路，然后區中輸出線路相應的外設，該種循環狀態就完成了PLC平臺的全面輸出。

3、電氣自動化方面嵌入式PLC的具體運用

自動化PLC系統運用早期，大都用作工業生產智能化系統各種開關量操控，在很大程度上提升了工作效率，但在服務質量上尚不可觀。如在冶金制造中，對控制平臺模擬信息的處理能力較低、監控與通信能力很弱、在大量生產中難以勝任繁瑣生產環節系統控制需求。隨著時代的進步，工業改革也持續深入，節能已變成社會發展的核心。通過不斷完善的PLC技術被推廣用于工業制造中[1]。此時的PLC系統既可以完成單一制造工藝流程，而且還能夠通過模塊與通訊總線的方式協調操控整個企業制造過程。

PLC技術的及時、智能化控制機理在很大程度上減少了員工的操作強度，而且也營造了較好的工作條件。針對傳統電氣平臺而言，其通常會采取控制類電磁型繼電器部件，控制平臺采取電磁部件。這兩類電磁部件會因本身觸點較多而降低其原本穩定性能，加之系統是由諸多繁瑣的接線組成的，如此就提高了系統維修的困難性。為有效處理這個問題，嵌入式PLC系統就是最好的選擇。該種系統用諸多軟繼電器取代了原本系統內的實物部件，可以提升系統的穩定性，而且還可以大幅度提升員工的工作效率。員工僅需根據履歷做簡單的分項處理就可以對其加以控制。產生系統問題后，PLC技術也會智能關閉并傳出預警指令。另外，該種系統也可以防止二次接線問題，線路可以在各個公共端完成接線。如此既不會出現錯誤搭接情況，又無需配置相關的閃光電源，在很大程度上可以減少能耗，節約成本。在具體操作中，僅需做好簡單的接線工作就能夠簡化開關總量，而且還可以操控多臺斷路，統一顯示信號。

由此得知，PLC系統具有良好的穩定性與便利性，但其也存在一些問題。PLC系統管理與整合多層流程中，一般會由于PLC系統故障而不能滿足系統標準。PLC是封閉設施，僅能在生產廠商得到修改[2]。再加之PLC性能是基于特殊性能的，在操作時要有相關硬件芯片方可發揮其功能，并且該種硬件系統經常產生功能不全情況，這樣極大限制著PLC系統功能的發揮。另外，由于可編程流程屬于一種專用平臺，受其穩定性的限制，PLC相關功能不能基于嵌入式實時操控平臺得以實現。為了充分發揮出PLC系統的作用，需要對嵌入式PLC技術的發展趨勢進行深究。

4、電氣自動化方面嵌入式PLC的發展趨勢

PLC是工業生產智能化控制系統，一般情況下，無需任何保護對策就可以直接用于工業中。但是，因為受到生產條件的限制，尤其是安裝不當或者電磁干擾的作用，導致其程序失誤和運算錯誤，從而令生產的輸入與輸出過程產生錯誤并引起設備失控現象。該種情況是PLC系統應用早期常常會面臨的問題，之后通過全面分析，在生產規劃過程提升其防干擾性能并加強多方協作，有效處理了這個問題。隨著信息化、網絡化的逐漸完成，工業系統內在PLC技術也在逐步進步并日益邁向成熟。PLC技術在發展階段，不斷融合信息化與網絡化的性能，在逐漸同化的階段出現了新的控制平臺[3]。該種新型控制平臺是嵌入式系統基于原有系統得到的，是以工業現況及工業生產要求為基礎發展出現的，不但具備原有系統功能，而且還具有信息化與自動化特征，可以更好完成自動化生產。伴隨時代的進步，該種智能化嵌入式PLC技術會得到更好發展，憑借其優越的功能廣泛用于各個領域，為工業化的發展提供先進的技術支持。

5、結束語

總之，電氣自動化方面使用嵌入式PLC系統，其起到了較強的數據運算與處理性能，應用十分便利，并且應用與維修費用較低，具有顯著優勢。嵌入式PLC系統用于電氣自動化方面，克服以往的電氣控制方式及思維，具有初級的智慧化管理，促使人類的生活工作可以更為便捷，發揮出了嵌入式PLC系統在人民生活方方面面的應用價值。

參考文獻：

[1]謝富珍.嵌入式PLC在電氣自動化領域中的應用研究[J].時代農機，2018，45（11）：45.

[2]郭強.電氣自動化中嵌入式PLC的應用發展[J].電子世界，2016（06）：21-23.

[3]臧蕓.電氣自動化中嵌入式PLC的應用發展分析[J].機電信息，2012（15）：43+45.