PLC在工業(yè)電氣自動化中的運用

王忠超

（北京首創(chuàng)環(huán)境科技有限公司，北京 100000）

PLC屬于可編程控制元件，其主要是借助數(shù)字信息化的運算方式，對編程信息做儲存處理，對工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行控制，以此提高生產(chǎn)效率，并提高企業(yè)自身的發(fā)展實力。

1 PLC的工作原理

我國在應(yīng)用PLC技術(shù)過程中，其工作原理包含三個階段的內(nèi)容，即輸入采樣、程序執(zhí)行、系統(tǒng)輸出刷新階段。在剛開始的輸入采樣階段中，利用掃描方式對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，數(shù)據(jù)存儲在相應(yīng)的單元中，在完成數(shù)據(jù)的輸入流程后，會繼續(xù)轉(zhuǎn)入用戶程序中展開下一步的執(zhí)行輸出。在此階段的技術(shù)相關(guān)發(fā)生狀態(tài)，同時，處理數(shù)據(jù)的單位不會出現(xiàn)變化，以此確保輸入數(shù)據(jù)狀態(tài)的穩(wěn)定性，使其具有原本價值。對于程序執(zhí)行階段，是指PLC控制器在對用戶程度做掃描處理的過程中，始終遵循自上而下的原則，同時，在規(guī)定順序的指導(dǎo)下完成核算作業(yè)，核算同樣也需要按照自上而下的原則。實施掃描的線路分別包括了多個觸點，通過對運算結(jié)果的掌握，實現(xiàn)邏輯線圈儲存狀態(tài)的刷新，最后，對處理指令進(jìn)行判斷，決定是否需要執(zhí)行。系統(tǒng)輸出刷新階段代表的需要完成的操作任務(wù)，在編輯控制器中實現(xiàn)刷新，并在此階段，中央處理器會按照輸入映像的具體狀態(tài)和情況，在完成數(shù)據(jù)的鎖存后進(jìn)行其他操作命令的執(zhí)行，輸出的數(shù)據(jù)是編輯控制器需要進(jìn)行的重要任務(wù)。

2 PLC的特點

2.1 具有較強(qiáng)的可靠性和抗干擾能力

PLC本身的自行診斷能力較為突出，當(dāng)輸入信息出現(xiàn)錯誤的時候，需要對其展開有效處理和調(diào)整，并且PLC借助濾波和隔離等硬件方法，可以完成修通故障的迅速檢測以及受損信息的有效恢復(fù)，借助先進(jìn)技術(shù)實現(xiàn)抗干擾能力的顯著提升。

2.2 通用性強(qiáng)，控制程序可變

工業(yè)電氣自動化中涉及的PLC配備有全面的硬件設(shè)備，對于不同的控制系統(tǒng)的要求，都能及時做到滿足，這樣就有效避免了用戶自行設(shè)計程序的情況，因此，應(yīng)用較為廣泛。

2.3 功能強(qiáng)，使用面較廣

應(yīng)用在工業(yè)電氣自動化中的PLC技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)計算、計數(shù)、控制等多方面任務(wù)的操作，并且再加上自動檢測、通信和記錄等功能的相互配合與協(xié)調(diào)，小到生產(chǎn)設(shè)備，大到以整體完整的流水線，都可以實現(xiàn)有效控制。隨著智能化和自動化時代的到來，企業(yè)多會考慮引進(jìn)了完整的生產(chǎn)流水線，借助PLC技術(shù)科確保生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，縮短作業(yè)周期，將成本控制在合理范圍內(nèi)，為企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。

2.4 編程簡單，上手難度低

一些工業(yè)企業(yè)在技術(shù)工程人員的配備上較為缺乏，因此，對于復(fù)雜設(shè)備的使用上具有較大的難度，現(xiàn)階段施工的PLC一般都是利用梯形方式進(jìn)行編程，電線路徑的展示較為清楚，具有一定自動化知識基礎(chǔ)的人員通過PLC用戶使用說明進(jìn)行學(xué)習(xí)，就可以初步掌握編程知識和技能，有效緩解了人才較為缺乏的局面。

2.5 降低控制系統(tǒng)設(shè)計和施工的工作強(qiáng)度

隨著人們對于智能化軟件的開發(fā)和創(chuàng)新，其體積在不斷減小的同時，功能越愈加豐富，PLC也是如此。利用現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)軟件更換掉繼電器控制系統(tǒng)中一些部件，并保持原有功能，顯著降低了工作強(qiáng)度。用戶還可以借助模擬仿真的方法對PLC展開合理調(diào)試，使得人們不用在現(xiàn)場對設(shè)備進(jìn)行大量調(diào)試，具有很大的便利性。

2.6 體積和重量具有明顯優(yōu)勢

PLC電路技術(shù)借助將微電子技術(shù)和工業(yè)設(shè)備使用相結(jié)合的手段，并利用高科技材料，使得結(jié)構(gòu)從整體上來看，具有重量輕、體積小和功耗低等諸多優(yōu)點，具有抗外來干擾的能力。在安裝PLC的時候簡單、方便，以此可以順利做到機(jī)電一體化的控制目標(biāo)，為其他行業(yè)的自動化建設(shè)工作提供了有用幫助和參考。

3 PLC電路在工業(yè)電氣自動化中的應(yīng)用

3.1 PLC在機(jī)床系統(tǒng)中的應(yīng)用

通常情況下，機(jī)床系統(tǒng)大多利用的是電氣控制的工作模式，利用繼電器的控制完成機(jī)床的運轉(zhuǎn)和加工，但是，以此系統(tǒng)為基礎(chǔ)進(jìn)行生產(chǎn)，存在著觸頭電弧和接觸不良等問題，同時，生產(chǎn)效率、能源消耗、維修難度等方面上，具有明顯的缺陷，對工業(yè)自動化建設(shè)目標(biāo)產(chǎn)生了一定的阻礙。借助PLC技術(shù)對特定數(shù)據(jù)展開重新編程，使其能夠做到實時控制的生產(chǎn)目標(biāo)，增強(qiáng)機(jī)床系統(tǒng)的運行效率和穩(wěn)定性，減少維修費用，進(jìn)一步提高機(jī)械系統(tǒng)自動化控制水平。與此同時，借助PLC的模塊化的自檢功能，可以發(fā)現(xiàn)機(jī)床系統(tǒng)中潛在的問題和安全隱患，進(jìn)而不用依賴液壓系統(tǒng)和氣動系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)和運行，簡化了機(jī)床的整體結(jié)構(gòu)，提高了自動化水平。將PLC應(yīng)用到機(jī)床系統(tǒng)中可以顯著增加機(jī)床的使用壽命，還能為后期的各項保養(yǎng)維護(hù)提供便利條件。

3.2 PLC在中央空調(diào)上的應(yīng)用

在一些大型的現(xiàn)代化建筑中，都離不開中央空調(diào)設(shè)備的應(yīng)用，例如，在電子設(shè)備生產(chǎn)過程中，需要將生產(chǎn)溫度和環(huán)境條件控制在非常嚴(yán)格的范圍內(nèi)，在廠房中要安裝中央空調(diào)設(shè)備，以此保證電子設(shè)備的正常質(zhì)量和使用性能。現(xiàn)階段的中央空調(diào)采用的制冷方式主要有三種，分別是電氣控制系統(tǒng)、直接數(shù)字式控制系統(tǒng)、可編程控制器PLC控制系統(tǒng)。采用PLC技術(shù)控制系統(tǒng)生產(chǎn)出來的中央空調(diào)設(shè)備，在抗干擾能力和智能化水平上具有非常明顯的優(yōu)勢。同時，對制冷控制系統(tǒng)的要求較為簡單，大量生產(chǎn)中央空調(diào)的目標(biāo)是可以實現(xiàn)的。此外，針對實地調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得知，利用PLC控制系統(tǒng)生產(chǎn)的中央空調(diào)設(shè)備，具有較強(qiáng)的運行穩(wěn)定性，在實際使用和后期保養(yǎng)維修等工作中也具有很強(qiáng)的便捷性，

3.3 PLC在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

數(shù)控技術(shù)是工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的一項技術(shù)。以PLC可編程技術(shù)做基礎(chǔ)，能夠確保數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的有效性和順利性，數(shù)控技術(shù)中涉及的控制系統(tǒng)主要有三種，分別為點位控制系統(tǒng)、直線控制系統(tǒng)、連續(xù)控制系統(tǒng)。數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工作業(yè)中的應(yīng)用較為廣泛。在機(jī)械孔加工機(jī)床的使用過程中，應(yīng)用較多的是點位控制系統(tǒng)。當(dāng)前使用的全功能數(shù)控裝置和單板機(jī)控制裝置都有涉及PLC技術(shù)，只是在使用范圍和功能上具有明顯的差異。全功能數(shù)控裝置的各項功能較為全面，在孔、板等方面的加工制造方面有著很大優(yōu)勢，缺點是需要投入大量資金。在企業(yè)生產(chǎn)較為單一的情況下，利用全功能數(shù)控裝置，一些配備的功能可能會用不到。因此，在確定控制系統(tǒng)的使用應(yīng)按照企業(yè)的自身情況做出合理的判斷和選擇。另一方面，基于PLC技術(shù)系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)械設(shè)備，能夠有效應(yīng)對數(shù)控機(jī)床使用過程中存在的硬件、接口和驅(qū)動等電路部分受干擾的問題，減少設(shè)備在后期維護(hù)保養(yǎng)成本，這對于一些中小型企業(yè)的發(fā)展和生存是比較有利的。

3.4 PLC在煤礦系統(tǒng)中的應(yīng)用

在煤礦資源的開采和生產(chǎn)加工過程中，工業(yè)電氣自動化技術(shù)起著十分關(guān)鍵的作用，其不僅能夠有效增加煤礦的整體生產(chǎn)效率，還可以降低安全事故的發(fā)生概率。以煤礦的通風(fēng)系統(tǒng)為例，結(jié)合使用PLC電路控制技術(shù)，利用安裝的傳感器設(shè)備，再借助計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將其進(jìn)行合理連接，進(jìn)而達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控工作現(xiàn)場的目的。此外，PLC中還具有強(qiáng)大的檢測功能，可以為檢修技術(shù)人員提供信息參考，提高設(shè)備維修和故障排查的效率。因傳感器導(dǎo)致的故障問題可借助連接線路的方式展開相應(yīng)的檢測和維修作業(yè)，技術(shù)人員可以降低對電動機(jī)和通風(fēng)機(jī)等設(shè)備的檢查頻率，進(jìn)而有效防止安全事故的發(fā)生。與此同時，在對煤礦資源進(jìn)行裝卸和運輸過程中，借助PLC進(jìn)行自動化的升級改造，其中的硬件設(shè)備可有多種不同的獨立功能模塊和控制模塊共同構(gòu)成，其主要承擔(dān)著產(chǎn)品倉位的檢測和信號輸出任務(wù)，以及倉下閘門裝置開度信號的測量和控制等。

4 結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)前工業(yè)電氣自動化建設(shè)進(jìn)程不斷推進(jìn)的背景下，PLC技術(shù)自身具有的較高的可靠性、較強(qiáng)的抗干擾能力和通用性、編程簡單、空間站地小等多方面的優(yōu)勢和特點，在工業(yè)電氣自動化生產(chǎn)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。