基于PLC技術(shù)在電氣設(shè)備控制系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

張桓瑞

[摘 ? ?要 ]隨著我國經(jīng)濟(jì)和科技的不斷發(fā)展，在各個領(lǐng)域的現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中，自動化技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。自動化技術(shù)的應(yīng)用在有效提高企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量的同時也提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。為進(jìn)一步提高我國電氣設(shè)備的自動控制水平，大部分企業(yè)的管理層和技術(shù)人員開始在電氣設(shè)備的控制系統(tǒng)中引入PLC技術(shù)，PLC技術(shù)的引進(jìn)不僅能夠有效地優(yōu)化電氣設(shè)備控制系統(tǒng)，而且還可以提高工廠的生產(chǎn)力水平，最大限度地提升企業(yè)的效益。本文結(jié)合我國當(dāng)前電氣設(shè)備系統(tǒng)的實(shí)際情況，通過對PLC技術(shù)在電氣設(shè)備控制系統(tǒng)中的運(yùn)用展開詳細(xì)的探究，希望能夠?yàn)殡姎庠O(shè)備控制系統(tǒng)中的相關(guān)人員提供一定的思考和借鑒。

[關(guān)鍵詞]PLC技術(shù);電氣設(shè)備;控制系統(tǒng);應(yīng)用分析

[中圖分類號]TP273;TM762 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）06–00–02

[Abstract]With the continuous development of my country's economy and technology， automation technology has become more and more widely used in the modern production process in various fields. The application of automation technology not only effectively improves the production quality of the enterprise， but also improves the production efficiency of the enterprise. In order to further improve the automatic control level of electrical equipment in our country， most of the management and technical personnel of enterprises have begun to introduce PLC technology into the control system of electrical equipment. The introduction of PLC technology can not only effectively optimize the control system of electrical equipment， but also It can also improve the productivity of the factory and maximize the benefits of the enterprise. This article combines the actual situation of the current electrical equipment system in our country， through the detailed exploration of the application of PLC technology in the electrical equipment control system， hoping to provide certain thinking and reference for the relevant personnel in the electrical equipment control system.

[Keywords]PLC technology; electrical equipment; control system; application analysis

在電氣設(shè)備控制系統(tǒng)中引用PLC技術(shù)，可以有效地改善傳統(tǒng)電氣設(shè)備控制系統(tǒng)中存在的弊端和技術(shù)缺陷，在真正意義上實(shí)現(xiàn)了電氣設(shè)備控制系統(tǒng)的自動化。隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，已經(jīng)逐漸趨于成熟，這使得PLC技術(shù)在電氣設(shè)備控制系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，比如在電力系統(tǒng)、輸煤系統(tǒng)、數(shù)控技術(shù)等多個方面都有PLC技術(shù)的影子，這足以證明PLC技術(shù)在電氣設(shè)備控制系統(tǒng)中的重要性。引進(jìn)了PLC技術(shù)的數(shù)控系統(tǒng)、煤炭系統(tǒng)領(lǐng)域的相關(guān)企業(yè)都極大地提高了自身的生產(chǎn)效率，同時降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，真正地做到了降本增效、持續(xù)發(fā)展。因此，在電氣設(shè)備控制系統(tǒng)領(lǐng)域中大力引進(jìn)PLC技術(shù)，是為企業(yè)降本增效、加快電氣設(shè)備自動化發(fā)展的有效舉措。

1 PLC技術(shù)簡要分析

PLC技術(shù)中文名稱為可編程控制器，是一種電氣自動化控制裝置，國際電工委員會將PLC定義為是在工業(yè)環(huán)境中使用的數(shù)字操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它使用可編程存儲器內(nèi)部儲存用戶設(shè)計的指令，這些指令用來實(shí)現(xiàn)特殊的功能，諸如邏輯運(yùn)算、順序操作、定時、計數(shù)以及算術(shù)運(yùn)算和通過數(shù)字或模擬輸入/輸出來控制各種類型的機(jī)械或過程。可編程序控制器及其有關(guān)的設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計。在PLC技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用過程中，技術(shù)人員結(jié)合生產(chǎn)需要進(jìn)行指令的編寫和輸入。與傳統(tǒng)的電氣設(shè)備控制技術(shù)相比，PLC技術(shù)在很大程度上提高了設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量，不僅能夠更加高效的控制設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，還能夠保證生產(chǎn)數(shù)據(jù)得到更加精準(zhǔn)的分析處理。因此，PLC技術(shù)更符合當(dāng)今時代大規(guī)模生產(chǎn)的控制需求，能夠進(jìn)一步的推動社會發(fā)展與進(jìn)步。

2 PLC技術(shù)在電氣設(shè)備控制系統(tǒng)中的應(yīng)用原理與應(yīng)用價值

2.1 PLC技術(shù)的應(yīng)用原理

PLC技術(shù)的應(yīng)用原理可以分為3個階段，分別是輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和系統(tǒng)輸出刷新階段。在PLC控制系統(tǒng)的輸入采樣階段，主要是通過掃描生產(chǎn)過程中的現(xiàn)有數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)存入到I/O映像區(qū)內(nèi)相對應(yīng)的單元中，當(dāng)數(shù)據(jù)輸入這一階段完成后，再將用戶程序的輸出操作進(jìn)行刷新，就完成了第一階段的控制操作了。PLC在執(zhí)行程序的過程中，遵循從上到下的規(guī)律，要從上到下逐步進(jìn)行掃描操作。在數(shù)據(jù)輸入和刷新的過程中，系統(tǒng)的CPU會根據(jù)之前已經(jīng)輸入的數(shù)據(jù)和I/O映像狀態(tài)來對電路進(jìn)行鎖存，等鎖存操作完成后再進(jìn)行其他的外設(shè)驅(qū)動操作。當(dāng)前PLC技術(shù)可以十分輕易地控制順序、開關(guān)和閉環(huán)等，不僅結(jié)構(gòu)靈活，而且操作簡潔方便。就算在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中遇到一些比較復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境，PLC技術(shù)也可以輕松解決所遇到的復(fù)雜問題。

2.2 PLC技術(shù)的應(yīng)用價值

PLC技術(shù)在實(shí)際的生產(chǎn)生活中有著非常廣泛的運(yùn)用，具有非常高的使用價值。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①可以優(yōu)化我國當(dāng)前的自動化控制水平。當(dāng)前，我國相關(guān)企業(yè)的電器設(shè)備功能非常復(fù)雜，要想使電器設(shè)備功能的科技水平進(jìn)一步提升，必須給自動化控制技術(shù)提出更高的要求。在傳統(tǒng)控制的過程中，引入PLC技術(shù)不僅能夠提升我國的自動化水平，還能夠?qū)崿F(xiàn)工廠的自動化運(yùn)轉(zhuǎn)，能夠大幅度提升企業(yè)的生產(chǎn)效率。②PLC技術(shù)還能監(jiān)控自動化控制的狀態(tài)，在設(shè)備出現(xiàn)故障以后可以及時地報警，從而降低可能出現(xiàn)的損失，降低企業(yè)的損耗率，從而提高企業(yè)的效益。③PLC技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了電氣設(shè)備領(lǐng)域數(shù)字化控制的功能，在電氣設(shè)備控制中引進(jìn)PLC的技術(shù)，相關(guān)技術(shù)人員可以結(jié)合實(shí)際所需的控制程序來高效地掌握電氣設(shè)備。相比過去對電氣設(shè)備故障的檢測手段，PLC的檢測技術(shù)可以很大程度上提升了檢測質(zhì)量和工作效率，還降低了電氣設(shè)備控制的難度，可以有效地減少企業(yè)的損耗率，大大提升了電氣設(shè)備的維修和檢測水平。

3 PLC技術(shù)在全自動電氣設(shè)備控制系統(tǒng)中的應(yīng)用類型

3.1 集散控制系統(tǒng)

集散控制系統(tǒng)是PLC技術(shù)在電氣設(shè)備全自動控制系統(tǒng)中的一種應(yīng)用類型。主要是自動控制技術(shù)、通信技術(shù)和現(xiàn)代化信息技術(shù)這三大技術(shù)互聯(lián)網(wǎng)無線技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合，這種“3+2”的高新技術(shù)結(jié)合，將企業(yè)生產(chǎn)與管理部門中的監(jiān)測與控制功能進(jìn)行相互聯(lián)系，使得企業(yè)在對電氣設(shè)備進(jìn)行管理時實(shí)現(xiàn)集中化和統(tǒng)一化。這種電器設(shè)備的集中管理和統(tǒng)一調(diào)配模式可以在很大程度上推動企業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。集散控制系統(tǒng)主要是由3個部分組成，分別是控制系統(tǒng)、顯示裝置和通信總線。顯示裝置可以對電氣設(shè)備的實(shí)際調(diào)度和管理情況進(jìn)行顯示和反饋，這個功能可以幫助工作人員在進(jìn)行電氣設(shè)備管理與調(diào)度時進(jìn)行正確的指揮與決策，在很大程度上能夠提升企業(yè)電氣設(shè)備科學(xué)調(diào)度的水平。通信中心是顯示裝置與控制系統(tǒng)的紐帶，對通信總線的設(shè)計要遵循以下幾個原則：危險分散、數(shù)據(jù)集中和及時反映。集散控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)信息數(shù)據(jù)的集中管理與調(diào)度，這使得企業(yè)在生產(chǎn)過程中的管理水平得到了很大的提升。

3.2 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)

現(xiàn)場總線控制技術(shù)屬于通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的一種，該系統(tǒng)能夠?qū)⒆詣踊姎庠O(shè)備、多分支結(jié)構(gòu)、雙向傳輸和結(jié)構(gòu)式數(shù)字式進(jìn)行互相連接，這種連接模式可以使得電氣設(shè)備控制具備雙向全數(shù)據(jù)化通信、總線管理以及多節(jié)點(diǎn)控制等有效的特性，這一系列技術(shù)的運(yùn)用與提升可以使得企業(yè)電氣設(shè)備控制自動化發(fā)展更為迅速。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)主要是由現(xiàn)場實(shí)際環(huán)境、控制節(jié)點(diǎn)等多個部分組成，這些組成部分使得現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)構(gòu)成了一個比較完善的分散式控制體系。當(dāng)前我國的電氣設(shè)備領(lǐng)域?qū)ψ詣踊夹g(shù)的要求越來越高，而由于現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的獨(dú)特優(yōu)勢，使得該控制系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域中的使用頻率越來越高，而且還受到了電氣設(shè)備領(lǐng)域相關(guān)人員的高度注意。

4 PLC技術(shù)在電氣設(shè)備控制系統(tǒng)中的具體應(yīng)用

4.1 PLC技術(shù)在電氣設(shè)備順序控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC技術(shù)主要的運(yùn)用表現(xiàn)是在電氣設(shè)備自動化的開關(guān)量控制方面，我國當(dāng)前的電氣設(shè)備輔助系統(tǒng)中有兩種主要控制方式，順序控制和開關(guān)量控制。隨著我國節(jié)能減排，凈化環(huán)境的規(guī)章提出后，企業(yè)越來越重視電氣設(shè)備自動化技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用，所以PLC技術(shù)的優(yōu)勢就顯現(xiàn)出來，從而逐漸代替了傳統(tǒng)的電氣設(shè)備控制系統(tǒng)。PLC運(yùn)用在電氣設(shè)備的順序控制系統(tǒng)中，不僅能夠讓設(shè)備在運(yùn)行過程中單獨(dú)控制工藝流程，而且還能協(xié)調(diào)通信總線和信息模塊之間的配合，有效控制整個生產(chǎn)線。比如，當(dāng)順序控制系統(tǒng)運(yùn)用在煤炭系統(tǒng)中時，能夠直接影響煤礦的生產(chǎn)效率，所以設(shè)計一套完善的煤礦控制系統(tǒng)可以極大地提高煤炭企業(yè)的開采效率，煤炭系統(tǒng)主要采用分層式的技術(shù)結(jié)構(gòu)，是由主站層、現(xiàn)場傳感器、遠(yuǎn)超站等多個部分組成。工作人員可以通過電腦在監(jiān)控室內(nèi)完成對煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)的控制，很大程度上提高了企業(yè)的工作效率和質(zhì)量。

4.2 PLC技術(shù)在電氣設(shè)備開關(guān)量控制方面的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的電氣設(shè)備控制系統(tǒng)中，一般是運(yùn)用電磁性繼電器來實(shí)現(xiàn)設(shè)備的控制功能，但是由于電磁性繼電器中存在大量的觸點(diǎn)，導(dǎo)致電磁性繼電器在實(shí)際操作過程中會經(jīng)常出現(xiàn)觸點(diǎn)故障，會影響控制系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。在傳統(tǒng)的電氣設(shè)備控制系統(tǒng)中，接線比較復(fù)雜，多個線路交錯，這給設(shè)備故障的檢修工作帶來很大的影響。但是在電氣設(shè)備控制系統(tǒng)中運(yùn)用PLC技術(shù)作為開關(guān)量的控制系統(tǒng)可以很好地取代繼電器的控制功能，避免觸電故障問題的頻繁發(fā)生，這會讓自動化控制系統(tǒng)的可靠性大大提升。PLC技術(shù)運(yùn)用在開關(guān)量控制系統(tǒng)中，既能集中控制多臺斷路器，又能減少輔助開關(guān)的數(shù)量，同時還能大幅度增強(qiáng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。除此之外，在開關(guān)量控制系統(tǒng)中運(yùn)用PLC技術(shù)還能使系統(tǒng)具備一定的數(shù)據(jù)推理能力和邏輯分析能力，還能提高控制系統(tǒng)的抗干擾性能，這些優(yōu)勢能夠推動全自動電氣設(shè)備控制系統(tǒng)的發(fā)展。

4.3 PLC技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用

PLC技術(shù)在電氣自動化控制中主要有3個方面的應(yīng)用：①數(shù)字操控方面，PLC技術(shù)的應(yīng)用能夠讓技術(shù)人員及時、準(zhǔn)確地找到電氣設(shè)備控制系統(tǒng)中存在的故障，使得設(shè)備的檢測工作變得更加有效率。②自動控制方面，傳統(tǒng)的電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，經(jīng)常會在運(yùn)行中出現(xiàn)問題，人工操作時會容易出現(xiàn)錯誤導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)不必要的損耗，但是PLC技術(shù)把錯誤率高的人工控制變成了自動控制，降低了人為操作設(shè)備的錯誤率，使得設(shè)備的管理水平上升到一個新的臺階。③及時反饋方面，運(yùn)用PLC技術(shù)可以直觀地反饋設(shè)備的狀況，一旦設(shè)備出現(xiàn)問題就可以及時反饋給相關(guān)技術(shù)人員，并且?guī)椭ぷ魅藛T更快、更準(zhǔn)確地找到問題所在，以便于相關(guān)人員能夠及時高效地解決設(shè)備出現(xiàn)的問題。

5 結(jié)束語

總而言之，隨著我國科技的不斷發(fā)展，PLC自動化技術(shù)也獲得了更廣泛的關(guān)注與重視。由于企業(yè)的不斷發(fā)展，市場的需求水平不斷提高，對電氣設(shè)備自動化技術(shù)也提出了更高的要求。PLC技術(shù)作為電氣設(shè)備自動化控制技術(shù)中的核心科技之一，能夠很大程度上滿足企業(yè)對高水平智能化技術(shù)的需要。這使得符合企業(yè)需要的PLC技術(shù)如今在很多個領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。PLC技術(shù)不僅具有很高的可靠性，而且還具有非常完善的各項功能。這使得PLC技術(shù)在全自動電器設(shè)備控制系統(tǒng)中具備非常高的應(yīng)用價值。雖然目前的PLC技術(shù)還不夠成熟，在技術(shù)上還存在一些問題。但是隨著科技的發(fā)展，這些問題一定會得到很好地解決，PLC技術(shù)將會更加完善并且得到進(jìn)一步的提升，最終能夠推動電氣設(shè)備控制系統(tǒng)的發(fā)展。

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