陳慶殊

身份證號(hào)：350212198802200518

PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的運(yùn)用

陳慶殊

身份證號(hào)：350212198802200518

PLC(可編程邏輯控制器)在當(dāng)下社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域越來越常見，從大型自動(dòng)化生產(chǎn)線的控制，到建筑電氣的智能化控制，再到軌道交通設(shè)施的自動(dòng)化控制等等，都可見其身影。由于其優(yōu)越的性能以及極高的可靠性，現(xiàn)已經(jīng)基本上取代了傳統(tǒng)的繼電器控制方式，并越來越往智能化和多功能化發(fā)展。

電氣工程；自動(dòng)化；智能化技術(shù)

1 簡述PLC原理及技術(shù)特點(diǎn)

1.1 PLC的原理

PLC系統(tǒng)的工作主要分為兩個(gè)階段，輸入采樣階段和用戶執(zhí)行階段。它通過循環(huán)掃描的方式接收輸入模塊的信息，PLC的輸入可以是普通開關(guān)，光電開關(guān)，傳感器，編碼器等?？梢允请妷盒盘?hào)，也可以是電流信號(hào)，或者是高速脈沖信號(hào)。這些信號(hào)經(jīng)過一些列的運(yùn)算和轉(zhuǎn)換，最終形成執(zhí)行命令由輸出模塊輸出。其中中間的轉(zhuǎn)換和運(yùn)算等一系列的工作全部在內(nèi)部由CPU完成，避免了外界的干擾，因此具有很好的抗干擾能力和非常高的可靠性。

1.2 PLC的技術(shù)特點(diǎn)

1.2.1 編程、安裝簡單。PLC支持多種語言編程和相互轉(zhuǎn)換，特別是獨(dú)有的梯形圖語言具有簡單易學(xué)、可讀性好、邏輯性強(qiáng)的特點(diǎn)。再有，它的模塊化程度高，體積小，接線容易，因此大大減少安裝時(shí)間，提高了安裝使用的效率。

1.2.2 強(qiáng)大運(yùn)算功能與豐富的控制模塊。PLC具有非常高的運(yùn)算能力和運(yùn)算速度，特別是大型PLC的CPU，運(yùn)算速度可以達(dá)到微秒級(jí)甚至納秒級(jí)。CPU可以執(zhí)行復(fù)雜的邏輯控制，龐大的數(shù)據(jù)運(yùn)算，還有多種定時(shí)和計(jì)數(shù)功能。各PLC廠家也能提供功能多樣的擴(kuò)展模塊，例如西門子S7-400的FM模塊可以應(yīng)用在高速計(jì)數(shù)、AGC控制、凸輪控制等多個(gè)方面。

1.2.3 良好的應(yīng)用兼容性。PLC提供多種通信方式，例如Modbus、Profibus、以太網(wǎng)等。通過豐富的通信方式，PLC上可連接多種人機(jī)界面(INTOUCH、WinCC、觸摸屏等)，下可連接變頻器、伺服驅(qū)動(dòng)器等，形成自動(dòng)化程度高、功能強(qiáng)大的控制系統(tǒng)。

2. PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化中的優(yōu)勢與應(yīng)用

2.1 PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化中的優(yōu)勢

PLC技術(shù)的優(yōu)勢隨著近年來不斷地發(fā)展，加上電氣自動(dòng)化水平上升，漸漸展露鋒芒，而且PLC在制作與設(shè)計(jì)中運(yùn)用了許多時(shí)下新型的計(jì)算機(jī)技術(shù)。由于PLC主要在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制領(lǐng)域中大量使用，在獲得廣泛使用的情況后，直接使得電氣設(shè)備產(chǎn)品的存儲(chǔ)量直線飆升，而且由于計(jì)算機(jī)硬件水平的提高，處理速度更快，使得PLC技術(shù)的優(yōu)勢更加明顯。只有不斷推進(jìn)PLC技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展，才能滿足日新月異的電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的發(fā)展要求。隨著PLC應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)張，電氣設(shè)備自動(dòng)化控制不再只是PLC應(yīng)用的唯一點(diǎn)，其他方面也都可以采用PLC技術(shù)，例如計(jì)算機(jī)散熱控制系統(tǒng)采用PLC進(jìn)行散熱控制。因?yàn)镻LC處理速度快、網(wǎng)絡(luò)分布寬泛、智能化密度高以及集成密度大等巨大優(yōu)勢，保證了電氣設(shè)備自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)條件。

2.2 PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化中的應(yīng)用

2.2.1 PLC技術(shù)應(yīng)用于順序控制。許多企業(yè)采用PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)順序控制，例如順序控制使用于火力發(fā)電廠的除灰工作。發(fā)電廠發(fā)電過程中，電氣工程及其自動(dòng)化設(shè)備的質(zhì)量直接影響著生產(chǎn)發(fā)電效率。而生產(chǎn)發(fā)電效率是考核發(fā)電廠企業(yè)經(jīng)營狀況的一個(gè)重要指標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)發(fā)電廠發(fā)電生產(chǎn)效率的提升。必須提高PLC使用技術(shù)，PLC技術(shù)在這一點(diǎn)上的優(yōu)勢充分體現(xiàn)出來。一旦采用PLC技術(shù)。企業(yè)在經(jīng)營成本上將無需付出太多，降低人工使用成本，而且操作人員可以直接在監(jiān)控室實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)監(jiān)控，大大提升了操作人員的工作效率，進(jìn)一步提高企業(yè)的運(yùn)行效率。

2.2.2 PLC技術(shù)應(yīng)用于開關(guān)量控制。PLC技術(shù)的實(shí)質(zhì)其實(shí)就是將其變?yōu)樘摂M繼電器，取代傳統(tǒng)的機(jī)械實(shí)體繼電器，來運(yùn)用到電氣自動(dòng)化的控制當(dāng)中。由于虛擬繼電器本身具有反應(yīng)時(shí)間十分短暫的特點(diǎn)，其反應(yīng)時(shí)間可以直接忽略，所以開關(guān)量控制采用PLC技術(shù)具有十分明顯的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的斷路器采用機(jī)械繼電器進(jìn)行控制，反應(yīng)時(shí)間較長，難以實(shí)現(xiàn)斷路控制的快速進(jìn)行，運(yùn)用了PLC技術(shù)以后?？梢愿倪M(jìn)反應(yīng)時(shí)間緩慢的缺點(diǎn)，提高反應(yīng)效率。

2.2.3 PLC技術(shù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)控制。在電氣工程及其自動(dòng)化控制中，數(shù)據(jù)控制是一種非常根本的控制方式，經(jīng)常可以見到的是統(tǒng)計(jì)控制和數(shù)學(xué)控制，采用PLC技術(shù)以后，可以滿足數(shù)據(jù)控制的高處理速度要求。利用PLC編程以后，可以處理電氣自動(dòng)化中的數(shù)據(jù)，并且進(jìn)行分析，能夠讓PLC按照電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的要求對數(shù)據(jù)采取控制，實(shí)現(xiàn)一系列的電氣自動(dòng)化口令。

2.2.4 PLC技術(shù)應(yīng)用于分散控制。PLC技術(shù)應(yīng)用于分散控制主要是指在分散系統(tǒng)中單獨(dú)設(shè)置PLC裝置，這種控制方式在電氣工程及其自動(dòng)化的流水線上非常常見。比如在生產(chǎn)流水線上，PLC裝置在每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都設(shè)置，對生產(chǎn)進(jìn)行控制，并且每個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)控制只在該環(huán)節(jié)中起作用，而不對其他環(huán)節(jié)產(chǎn)生影響，這就是分散控制的應(yīng)用體現(xiàn)，使得PLC即使獨(dú)立性發(fā)揮出來，采用這樣的控制方式能夠大大保障企業(yè)效益。

3. PLC的不足和未來發(fā)展的展望

現(xiàn)今，PLC技術(shù)在工程應(yīng)用中扮演著非常重要的地位，其集成化程度也越來越高，功能越來越豐富。然而，美中不足的是PLC的廠家和種類繁多，歐系的西門子、斯奈德，日系的歐姆龍、三菱，美系的AB、GE等，各家的產(chǎn)品雖然原理相同，編程方式也并無太大不同，但是各家的產(chǎn)品在外形尺寸，I/0命名等方面還是存在一定差異，這給工程技術(shù)人員的應(yīng)用帶來許多不便之處。筆者希望，未來各廠家的產(chǎn)品能有更多相同的標(biāo)準(zhǔn)和更好的兼容性，更好的服務(wù)于用戶。

結(jié)束語：

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步以及經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們生活水平不斷提高，必然會(huì)對電力系統(tǒng)提出更高的要求，因此電力工程實(shí)現(xiàn)智能化是社會(huì)發(fā)展的必然結(jié)果，經(jīng)過多年的實(shí)踐，智能化技術(shù)的應(yīng)用獲得了人們的一致好評(píng)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到電力系統(tǒng)上，但是我們?nèi)匀恍枰趯?shí)踐當(dāng)中，對智能化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探索，才能在往后的工作中更好應(yīng)用智能化技術(shù)，推動(dòng)電力系統(tǒng)的發(fā)展

[1]閆書暢.基于電氣工程自動(dòng)化的智能化技術(shù)應(yīng)用探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013(5).

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[3]高瑋.PLC在電氣自動(dòng)化控制中的運(yùn)用[J].科教展望，2015(3)：149-149.