PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用

侯少紅

（河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院宣鋼分院，河北張家口，075100）

1 PLC技術(shù)的概念以及特征

1.1 PLC技術(shù)的概念

PLC技術(shù)從功能屬性上來看可以定義為控制器，為了實(shí)現(xiàn)多功能的控制效果，所以PLC技術(shù)的控制具有可編程的邏輯屬性，由于編程可以進(jìn)行不同功能的設(shè)計(jì)，所以PLC技術(shù)具有豐富的控制作用，主要應(yīng)用于開關(guān)量系統(tǒng)控制、順序控制、閉路控制中，PLC技術(shù)中邏輯編程是技術(shù)的核心，主要采用數(shù)字運(yùn)算來完成操作的技術(shù)體系，在具體的應(yīng)用過程中通過模擬、數(shù)字的形式進(jìn)行機(jī)械生產(chǎn)、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)控制，是一種專業(yè)應(yīng)對(duì)工業(yè)成產(chǎn)的技術(shù)體系。由于PLC技術(shù)的屬性是采用數(shù)字化邏輯程序?qū)崿F(xiàn)的控制，所以PLC技術(shù)是由兩部分構(gòu)成，一部分是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)編程程序的編輯，為進(jìn)行控制提供條件；另一部分是控制技術(shù)，通過程序命令的指引來實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械或者生產(chǎn)程序的控制，所以盡管兩個(gè)構(gòu)成部分都是傳統(tǒng)的技術(shù)，但是組合在一起能夠?qū)崿F(xiàn)較好的控制效應(yīng)，所以形成了先進(jìn)的技術(shù)控制體系。在傳統(tǒng)單一的繼電控制體系下，由于系統(tǒng)設(shè)置復(fù)雜，所以導(dǎo)致出現(xiàn)了適用性差、靈活性低的特點(diǎn)，而融入了計(jì)算機(jī)技術(shù)之后，可以根據(jù)不同的控制要求來設(shè)計(jì)程序編，不僅實(shí)現(xiàn)了機(jī)械操作的控制，而且還為調(diào)試機(jī)械、查找機(jī)械故障等提供了有利條件。總之PLC技術(shù)是一種智能化的技術(shù)控制系統(tǒng)，由于智能化的運(yùn)算體系使得工作效率大大提升，還避免了傳統(tǒng)程序控制的弊端，因此成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的一種主要應(yīng)用型技術(shù)。

1.2 PLC技術(shù)的特征

PLC技術(shù)廣泛的應(yīng)用到工業(yè)機(jī)械控制中，是工業(yè)生產(chǎn)中必不缺少的技術(shù)，由于運(yùn)用的頻繁性，所以PLC技術(shù)技術(shù)具有安全特征，只有滿足了安全使用的特征，才能被廣泛的應(yīng)用，尤其是隨著工業(yè)化環(huán)境越來越復(fù)雜、智能化先進(jìn)技術(shù)廣泛應(yīng)用的條件下，PLC技術(shù)需要具備良好的運(yùn)行能力、抗干擾能力，以此才能更好的運(yùn)行，運(yùn)用到機(jī)械控制、生產(chǎn)程序中去。其次具備速度快的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的繼電器控制體系構(gòu)建復(fù)雜，執(zhí)行控制功能的時(shí)候需要考慮返還系數(shù)，而PLC技術(shù)改變了這一應(yīng)用弊端，對(duì)傳統(tǒng)的繼電器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，繼電器通過去除內(nèi)部導(dǎo)線以輔助的作用參與控制，在這種情況下就不會(huì)考慮節(jié)點(diǎn)、運(yùn)行返還系數(shù)的變化，進(jìn)而提升了運(yùn)行效率。第三，智能化操作系統(tǒng)，相對(duì)于傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)而言，PLC技術(shù)連接了計(jì)算機(jī)，通過設(shè)置和操作相匹配的指令，來實(shí)現(xiàn)控制，這些指令操作簡(jiǎn)單、易學(xué)，不僅方便相關(guān)人員的操作，而且操作簡(jiǎn)單、直觀，能夠有效的提高工作效率。此外由于智能化的操作方式，能夠有效的降低失誤率，減少由于人員產(chǎn)生的設(shè)備故障和操作失誤，這對(duì)保障機(jī)械順利運(yùn)行起到了重要的作用。第四，強(qiáng)大的功能體系，PLC技術(shù)編輯系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)主要通過一種微小的芯片來完成，該芯片具有強(qiáng)大的集成化特點(diǎn)，而且具有體積小、輕便、損耗低等特點(diǎn)，所以能夠更好的應(yīng)用到自動(dòng)化設(shè)備中，見圖1。第五，廣泛的應(yīng)用性，一方面體現(xiàn)在PLC技術(shù)是通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的控制體系，所以能實(shí)現(xiàn)多元化、復(fù)雜的電氣自動(dòng)化設(shè)備控制，而且具有兼容性強(qiáng)的開放特點(diǎn)，所以能夠保障自動(dòng)化機(jī)械的平穩(wěn)運(yùn)行。另一方面不需要對(duì)PLC技術(shù)復(fù)雜的語言進(jìn)行轉(zhuǎn)化，即使計(jì)算機(jī)語言能力差的人員也能實(shí)現(xiàn)操作。

圖1 PLC結(jié)構(gòu)圖

2 PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用原理

PLC技術(shù)對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行起著重要的作用，在運(yùn)行的過程中也遵循著一定的原理機(jī)制，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)，第一，計(jì)算機(jī)程序輸入，簡(jiǎn)稱采樣輸入，首先進(jìn)行的工作是數(shù)據(jù)收集工作，采用掃面的形式來完成數(shù)據(jù)收集工作，數(shù)據(jù)采集工作完成之后，才能進(jìn)入到輸入階段，通過I/O映像區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存進(jìn)入到下一步輸入指令環(huán)節(jié)。在此環(huán)節(jié)中需要首先完成數(shù)據(jù)采集工作，只有在采集工作完成之后，才能進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入。第二，進(jìn)入到數(shù)據(jù)執(zhí)行階段，這個(gè)階段中按照上步的數(shù)據(jù)輸入來進(jìn)行程序執(zhí)行，執(zhí)行的過程并不是雜亂無章、沒有順序的執(zhí)行，而應(yīng)遵循從上到下的順序來完成程序執(zhí)行。第三，進(jìn)入數(shù)據(jù)輸出階段，承接第二個(gè)階段的數(shù)據(jù)執(zhí)行之后，會(huì)輸出數(shù)據(jù)結(jié)果，與此同時(shí)會(huì)自動(dòng)形成和以前數(shù)據(jù)的對(duì)比，然后將輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存，并反應(yīng)到外界設(shè)備上進(jìn)行程序的執(zhí)行，以此完成對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備的控制工作，相對(duì)于傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化設(shè)備控制，PLC技術(shù)的控制更加便捷，而且實(shí)用性強(qiáng)，加之該技術(shù)穩(wěn)定性較強(qiáng)，所以可以適合多種環(huán)境下的自動(dòng)化設(shè)備控制。

3 PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化設(shè)備中的具體應(yīng)用

3.1 PLC技術(shù)在順序控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

工業(yè)生產(chǎn)過程中存在大量的能源消耗問題，給企業(yè)帶來了成本增加的現(xiàn)象，同時(shí)還產(chǎn)生了大量的資源浪費(fèi)，為了減少企業(yè)運(yùn)行成本，因此提倡科學(xué)、綠色的企業(yè)發(fā)展道路，而PLC技術(shù)通過順序控制系統(tǒng)減少了資源的浪費(fèi)，為形成良性的企業(yè)發(fā)展提供了有利條件。PLC技術(shù)的順序控制系統(tǒng)廣泛的應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，通過順序控制系統(tǒng)的輸入來完成整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的控制，不僅能夠保障生產(chǎn)程序，實(shí)現(xiàn)科學(xué)生產(chǎn)，而且還能有效的提高工業(yè)生產(chǎn)效率，對(duì)實(shí)現(xiàn)企業(yè)增產(chǎn)、增收具有重要的意義。比如在進(jìn)行煤礦的開采中充分運(yùn)用了PLC技術(shù)中的控制系統(tǒng)。首先由于煤炭資源的特殊性，所以在開采的過程中應(yīng)保持節(jié)制，不能大肆進(jìn)行資源開采，而PLC技術(shù)順序控制系統(tǒng)可以控制資源開采，輔助開采計(jì)劃更好的落實(shí)。其次在PLC技術(shù)控制下的煤炭開采系統(tǒng)，可以使煤炭開采程序按照一定的規(guī)則進(jìn)行，規(guī)范了開采程序，使開采變得機(jī)械化、程序化，所以有效的提高了煤炭開采效率。再者煤炭開采的過程中，需要保證開采人員的安全，而PLC技術(shù)控制系統(tǒng)的融入使得工作更加規(guī)范，對(duì)減少人員安全事故具有重要的意義。此外PLC技術(shù)的智能化操作系統(tǒng)，簡(jiǎn)單易行，通過電腦系統(tǒng)的輸入來進(jìn)行工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，不僅提高了監(jiān)控效率，而且從一定程度了減少了人員配置，而這對(duì)促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)效率的提升具有重要的實(shí)踐意義，見圖2.

圖2 PLC技術(shù)控制系統(tǒng)

3.2 PLC技術(shù)在開關(guān)量控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的PLC技術(shù)在開關(guān)控制中，主要使用電磁性繼電器來實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)量的控制，這種控制體系效果較好，但是由于電磁性的外接入系統(tǒng)維護(hù)成本高，接線情況復(fù)雜，加之電磁的特殊屬性，所以容易產(chǎn)生漏電現(xiàn)象，使得自動(dòng)化設(shè)備控制系統(tǒng)極其不安全。而PLC技術(shù)的運(yùn)行，不僅解決了電磁性觸電的風(fēng)險(xiǎn)，而且簡(jiǎn)化了控制程序。比如對(duì)短路系統(tǒng)的控制，PLC技術(shù)的運(yùn)用可以有效的控制電氣自動(dòng)化設(shè)備中斷路器，而且具有反應(yīng)速度快的特點(diǎn)，所以能夠在最短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)短路控制。其次當(dāng)前的自動(dòng)化設(shè)備投入成本大，PLC技術(shù)在具體的運(yùn)行過程中能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化設(shè)備之間的有效的轉(zhuǎn)化，以此避免機(jī)械設(shè)備在錯(cuò)誤指令下的運(yùn)行，對(duì)保障自動(dòng)化設(shè)備平穩(wěn)、安全運(yùn)行具有重要的意義。

3.3 PLC技術(shù)在在閉路控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

電器自動(dòng)化設(shè)備體系運(yùn)行中，閉路控制系統(tǒng)有自身的啟動(dòng)方式，通常下通過機(jī)旁屏手啟動(dòng)、現(xiàn)場(chǎng)控制箱手動(dòng)、自動(dòng)三種方式實(shí)現(xiàn)閉路控制系統(tǒng)的啟動(dòng)，PLC技術(shù)作為閉路控制系統(tǒng)補(bǔ)充技術(shù)來實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，PLC技術(shù)融入的閉路控制系統(tǒng)的方式主要通過泵機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，而原有的閉合系統(tǒng)中的自動(dòng)啟動(dòng)方式可以和泵機(jī)系統(tǒng)聯(lián)合使用，而其他的啟動(dòng)方式為PLC技術(shù)泵機(jī)啟動(dòng)方式提供了有利條件。比如機(jī)旁手啟動(dòng)方式為PLC技術(shù)泵機(jī)啟動(dòng)正常的運(yùn)行提供保障，在進(jìn)行調(diào)試的過程中通過對(duì)PLC技術(shù)泵機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)間控制，避免自動(dòng)化設(shè)備高負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)。但是在進(jìn)行該項(xiàng)調(diào)試的過程中，也需要運(yùn)用到現(xiàn)場(chǎng)控制箱手動(dòng)的啟動(dòng)方式，通過現(xiàn)場(chǎng)控制箱將控制模式改為手動(dòng)模式，由此可見PLC技術(shù)泵機(jī)閉路系統(tǒng)是建立在原有的閉路控制系統(tǒng)上進(jìn)行的，通過原有閉路系統(tǒng)來保障PLC技術(shù)泵機(jī)系統(tǒng)處于平穩(wěn)、安全的運(yùn)行環(huán)境中。