高舒雅

摘 要：我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，與工業(yè)的大力進(jìn)步是離不開的。近些年隨著國(guó)內(nèi)電子技術(shù)與信息技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，電氣自動(dòng)化越來越受到重視。PLC作為一種可編程的存儲(chǔ)器，能夠更好地促進(jìn)電氣自動(dòng)化在工業(yè)中的應(yīng)用，能夠有效地提高工業(yè)效率。本文從PLC和工業(yè)電氣自動(dòng)化的概念出發(fā)，分析了PLC的工作原理與特點(diǎn)，重點(diǎn)闡述了PLC在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的具體應(yīng)用，希望能為相關(guān)領(lǐng)域的工作人員及研究人員提供一些理論支持與幫助。

關(guān)鍵詞：PLC；電氣自動(dòng)化；工業(yè)

1 PLC概述

可編程的邏輯控制器，英文為ProgrammableLogicControlle，本文重點(diǎn)闡述的PLC是它的英文縮寫。PLC作為一種新型的通用的可自動(dòng)控制的裝置，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)環(huán)境的控制，因此主要被人們應(yīng)用于工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)中。PLC很好地融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)與繼電器技術(shù)，所以人們?cè)谑褂盟鼤r(shí)能夠感知到其在操作上的便捷。

1.1 PLC的工作流程 ①輸入采樣。PLC第一個(gè)工作階段，是為輸入采樣階段。PLC讀取采樣數(shù)據(jù)的方式是掃描，在掃描的同時(shí)，PLC會(huì)將讀取到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在自身攜帶的輸入/輸出映像區(qū)中，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)采樣之后，PLC隨即會(huì)轉(zhuǎn)入用戶程序，并繼續(xù)執(zhí)行輸出刷新操作。在這一過程中，輸入/輸出映像區(qū)中所接收的數(shù)據(jù)不會(huì)因?yàn)檩斎氲臄?shù)據(jù)狀態(tài)發(fā)生改變而改變。因此，在PLC以脈沖信號(hào)的形式輸入數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)該信號(hào)的要求就是寬度一定要比一個(gè)掃描周期大，因?yàn)橹挥斜纫粋€(gè)掃描周期大才能最終保證在任何情況下都可以讀取到輸入的數(shù)據(jù)與信息。②程序執(zhí)行。PLC第二個(gè)工作階段，是為程序執(zhí)行階段。用戶程序在執(zhí)行的過程中，PLC是按照自上而下的執(zhí)行順序?qū)χM(jìn)行掃描，并且按照這一固定的順序與路線對(duì)之加以運(yùn)算。之后再根據(jù)得出的運(yùn)算結(jié)果對(duì)存儲(chǔ)區(qū)中的狀態(tài)或者入/輸出映像中的狀態(tài)進(jìn)行刷新操作，從而確定用戶程序中的處理指令是否需要執(zhí)行。③系統(tǒng)輸出刷新。PLC第三個(gè)工作階段，是為系統(tǒng)輸出刷新階段，這一階段的工作是可編程控制器所要完成的真正任務(wù)。PLC在這一階段需要完成的操作是在執(zhí)行完用戶程序之后的刷新操作。在這一過程中，系統(tǒng)的CPU（中央處理器）將會(huì)以輸入/輸出映像中相應(yīng)的狀態(tài)以及在第二個(gè)工作階段中輸入的數(shù)據(jù)為根據(jù)來進(jìn)行鎖存電路的操作。在此之后，PLC還要完成其他外設(shè)驅(qū)動(dòng)的工作。

1.2 PLC的特點(diǎn) ①極高的可靠性與抗干擾力。強(qiáng)大的自我診斷能力、及時(shí)的錯(cuò)誤信息反饋和故障檢測(cè)、能夠進(jìn)行屏蔽、濾波、隔離等功能的硬件措施、積極保護(hù)信息、恢復(fù)信息、設(shè)置警戒時(shí)鐘……這些軟件措施都使得PLC具有極高的可靠性與抗干擾力。②極強(qiáng)的通用性與可變的控制程序。PLC在硬件裝置方面品種齊全，而且可以組成能夠滿足不同用戶需求的控制系統(tǒng)，用戶在使用與操作時(shí)也十分便利。③廣泛的適用性。隨著科學(xué)技術(shù)與信息技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代PLC不僅僅可以實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)、順序控制等方面的功能，還可以進(jìn)行數(shù)字和模擬量的輸入/輸出、通信、人機(jī)對(duì)話等功能。用戶可以利用PLC控制一整個(gè)生產(chǎn)過程。④簡(jiǎn)單且容易掌握的編程。目前，有些技術(shù)操作需要專業(yè)的人士進(jìn)行，而且比較復(fù)雜不易于掌握。PLC由于采用的方式都是梯形圖編程，線路相對(duì)而言比較清晰簡(jiǎn)單，而且配備有專門的用戶手冊(cè)，用戶只要經(jīng)過仔細(xì)的閱讀與短期的訓(xùn)練就可以學(xué)會(huì)編程與控制程序。⑤減少工作量。PLC的用戶程序可以讓電氣自動(dòng)化的員工在實(shí)驗(yàn)室就進(jìn)行相關(guān)的模擬調(diào)試，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試工作量被大大降低。此外，PLC運(yùn)用了軟件取代了傳統(tǒng)的中間繼電器與時(shí)間繼電器，原本需要花費(fèi)大量時(shí)間與精力的控制柜設(shè)計(jì)安裝工作量被大大減少。

2 工業(yè)電氣自動(dòng)化概述

工業(yè)電氣自動(dòng)化，顧名思義就是在工業(yè)企業(yè)中應(yīng)用電氣自動(dòng)化。電氣自動(dòng)化主要包括技術(shù)領(lǐng)域的電子技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電機(jī)電器技術(shù)與機(jī)電一體化等等技術(shù)內(nèi)容。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)電氣自動(dòng)化在技術(shù)方面獲得了愈來愈強(qiáng)有力的支撐，同時(shí)，工業(yè)也隨之獲得了更好的發(fā)展，國(guó)內(nèi)國(guó)民經(jīng)濟(jì)也進(jìn)一步得到了增長(zhǎng)。

3 PLC在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的具體應(yīng)用

3.1 PLC在傳統(tǒng)機(jī)床系統(tǒng)中的應(yīng)用 工業(yè)企業(yè)中傳統(tǒng)的機(jī)床系統(tǒng)都是采用的易出現(xiàn)觸頭接觸不良與線路老化情況的電氣控制模式，這樣勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致工業(yè)企業(yè)的工作效率低下、能源消耗大以及機(jī)器故障率高等不利于企業(yè)發(fā)展的后果。針對(duì)這些問題，PLC可以對(duì)傳統(tǒng)機(jī)床系統(tǒng)的電氣部分進(jìn)行改造，改造的內(nèi)容一方面是軟件一方面是硬件。PLC系統(tǒng)不僅僅可以通過編程對(duì)其加以控制，還可以對(duì)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。這樣可以大大提高傳統(tǒng)機(jī)床系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證機(jī)床運(yùn)作的效率，企業(yè)機(jī)器維護(hù)的成本得到降低，能源消耗也被降低了。工業(yè)企業(yè)機(jī)床設(shè)備由此從傳統(tǒng)的電氣控制轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嬁刂婆c數(shù)字控制。

3.2 PLC在火電系統(tǒng)中的應(yīng)用 火電廠作為工業(yè)企業(yè)的分類之一，PLC在其中也獲得了廣泛的應(yīng)用。水處理系統(tǒng)、輸煤系統(tǒng)、除渣系統(tǒng)和除灰系統(tǒng)都是火電廠的輔助系統(tǒng)，而且大量的順序控制與開關(guān)量控制在這些系統(tǒng)的工藝流程中是非常之有必要的。PLC不但可以對(duì)上面所提及到火電系統(tǒng)的任一系統(tǒng)中的任一工藝流程加以控制，還可以利用該系統(tǒng)的通訊模塊將火電廠全部的數(shù)據(jù)通信逐一都實(shí)現(xiàn)，如此一來，火電廠各輔助系統(tǒng)的運(yùn)行情況也就輕而易舉被掌握了。

3.3 PLC在煤礦系統(tǒng)中的應(yīng)用 我國(guó)作為一個(gè)煤礦大國(guó)，實(shí)現(xiàn)煤礦領(lǐng)域每個(gè)系統(tǒng)的電氣自動(dòng)化有利于提高煤的產(chǎn)量，更對(duì)防范安全事故有著重要的作用。現(xiàn)在一般將PLC應(yīng)用在煤礦的通風(fēng)機(jī)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中，在這一過程中，以高性能傳感器為輔助，通風(fēng)機(jī)的各種狀態(tài)都能被實(shí)時(shí)監(jiān)控到。而且在無(wú)人值班守夜的情況下，可以在中央控制室實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，最大限度地滿足了生產(chǎn)需求。PLC的故障診斷程序能夠?yàn)槊旱V工作人員提供最基本的信息，以及時(shí)進(jìn)行故障查詢與維護(hù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

工業(yè)在一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)了重要部分，因此一定要將新興的科技大力引進(jìn)工業(yè)領(lǐng)域中，電氣自動(dòng)化在工業(yè)中的應(yīng)用有助于提高工業(yè)效率、降低成本與能耗，但傳統(tǒng)電氣自動(dòng)化還存在一些問題與弊端，需要及時(shí)創(chuàng)新與發(fā)展。本文重點(diǎn)闡釋的PLC控制系統(tǒng)，因其極高的可靠性與抗干擾力以及廣泛的適用性、簡(jiǎn)單已掌握的編程等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)電氣自動(dòng)化中。

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