祝華淞 王 威

沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司

關(guān)于PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的發(fā)展應(yīng)用

祝華淞 王 威

沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)科學(xué)技術(shù)飛速的發(fā)展，促進(jìn)了PLC技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，PLC技術(shù)在眾多方面都得到了很好的應(yīng)用，其性能和功能不斷地提高和改進(jìn)。PLC技術(shù)結(jié)構(gòu)靈活、操作方便、可靠性好使得它在電自動(dòng)化控制中有著廣泛的應(yīng)用。本文闡述了PLC技術(shù)，并對(duì)PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的發(fā)展應(yīng)用加以探討。

PLC技術(shù)；電氣自動(dòng)化；發(fā)展應(yīng)用；

1. PLC技術(shù)的概敘

1.1 什么叫做PLC技術(shù)

PLC是英文ProgrammableLogicController的英文縮寫(xiě)，即可編程邏輯控制器，是工業(yè)控制應(yīng)用中的可編程控制器的最初形式。為了實(shí)現(xiàn)邏輯控制將可編程邏輯控制器用來(lái)代替繼電器，利用存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)程序執(zhí)行一些面向用戶(hù)的指令，如邏輯運(yùn)算、定時(shí)、順序控制、算術(shù)與計(jì)數(shù)操作等等。并且PLC可通過(guò)數(shù)字或者是模擬式輸入/輸出對(duì)各種類(lèi)型的機(jī)械進(jìn)行控制。

PLC屬于計(jì)算機(jī)中的成員，其硬件結(jié)構(gòu)與一般的微型計(jì)算機(jī)基本相同，相當(dāng)于是一種專(zhuān)門(mén)用于工業(yè)控制的小型計(jì)算機(jī)。其組成結(jié)構(gòu)主要有電源、CPU、存儲(chǔ)器以及其他出/輸入接口電路、功能模塊、通信模塊等。

1.2 PLC技術(shù)與電氣自動(dòng)化

在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，原有電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的電氣控制大多是運(yùn)用電氣連接線來(lái)連接的，此種連接線使用可靠性差、維護(hù)量大，特別是控制線路的距離較長(zhǎng)及線路復(fù)雜的時(shí)候，其調(diào)試及安裝均很麻煩，并且電氣線材消耗也是很?chē)?yán)重的，而PLC技術(shù)應(yīng)用有效解決了原有控制系統(tǒng)缺點(diǎn)，PLC具有較強(qiáng)的自我診斷功能，可及時(shí)給出有關(guān)出錯(cuò)信息，運(yùn)用濾波、屏蔽及隔離等硬件方法，以及警戒時(shí)鐘設(shè)置、故障檢測(cè)及信息的恢復(fù)及保護(hù)等軟件方式，有效增強(qiáng)了PLC可靠性及抗干擾的能力。同時(shí)PLC大多運(yùn)用梯形圖的編程方法，其線路較為直觀清晰，經(jīng)過(guò)PLC手冊(cè)閱讀或者短期培訓(xùn)，有關(guān)技術(shù)人員可短時(shí)間內(nèi)掌握編程控制程序，軟件對(duì)繼電器取而代之，有效降低了安裝接線的工作量，使其功耗低、重量輕及抗干擾能力增強(qiáng)，加強(qiáng)了電氣自動(dòng)化的發(fā)展進(jìn)程。

1.3 PLC技術(shù)的工作原理

PLC原理可分為輸入采樣、程序執(zhí)行及系統(tǒng)輸出刷新這三個(gè)階段，在輸入采樣這個(gè)階段，PLC運(yùn)用掃描方法讀取采樣的數(shù)據(jù)，所讀取數(shù)據(jù)可存入I/O映像區(qū)里對(duì)應(yīng)單元，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)后，會(huì)轉(zhuǎn)入并執(zhí)行用戶(hù)程序的輸出刷新操作，此階段里，輸入數(shù)據(jù)的狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，可I/O映像區(qū)處理單元接收數(shù)據(jù)是不會(huì)發(fā)生變化的。如果是運(yùn)用脈沖信號(hào)方式來(lái)輸入的，該信號(hào)具有寬度應(yīng)比掃描周期大，以確保任何情況下所輸入信息均會(huì)被讀入；程序的執(zhí)行過(guò)程，PLC執(zhí)行順序是根據(jù)從上到下方式對(duì)用戶(hù)掃描的，掃描過(guò)程里，依照固定線路及順序來(lái)運(yùn)算，而掃描順序還是從上到下、自左到右進(jìn)行的，其掃描線路是由程序各觸電來(lái)組成的，并得出運(yùn)算結(jié)果，依據(jù)此運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)區(qū)狀態(tài)或I/O映像狀態(tài)操作刷新，以確定用戶(hù)程序里的處理指令是否執(zhí)行；系統(tǒng)輸出的刷新階段所完成操作是PLC完成用戶(hù)程序后所進(jìn)行的刷新操作，刷新過(guò)程里，系統(tǒng)CPU會(huì)依據(jù)I/O映像狀態(tài)與前階段輸入數(shù)據(jù)來(lái)鎖存電路，然后完成其他外設(shè)驅(qū)動(dòng)，完成任務(wù)。

2. PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的發(fā)展應(yīng)用

2.1 PLC的電力系統(tǒng)應(yīng)用

在電力系統(tǒng)中，有很多輔助系統(tǒng)，像輸煤、水處理、除灰及除渣等系統(tǒng)，很多系統(tǒng)工藝流程要有順序控制與開(kāi)關(guān)量控制，隨著國(guó)家節(jié)能減排深入，此行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程把提高效益及降低資源的損耗作為企業(yè)管理的最終目標(biāo)，這就對(duì)輔助自動(dòng)控制水平提出較高要求，現(xiàn)在許多大型火電企業(yè)中的輔助系統(tǒng)運(yùn)用了PLC技術(shù)替代了原有繼電控制器，不僅可單獨(dú)控制某工藝流程，還能運(yùn)用通信總線及信息模塊對(duì)整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)工作進(jìn)行協(xié)調(diào)。除灰系統(tǒng)主要控制對(duì)象有加熱器、輸送風(fēng)機(jī)、倉(cāng)泵、卸灰裝置及管道壓力等，其結(jié)構(gòu)則是由傳感器、PLC、主控柜及二次儀表等構(gòu)成，有效提高了電力系統(tǒng)的除灰能力，提高了電力系統(tǒng)工作效率。

2.2 PLC的數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用

原來(lái)機(jī)床所運(yùn)用的是電氣控制及繼電器/接觸器系統(tǒng)，這種系統(tǒng)應(yīng)用很容易產(chǎn)生觸頭接觸不良、觸頭電弧及接線老化等，并且還有效率低、故障高、維修大及能耗高等問(wèn)題，為提高電氣自動(dòng)化程度，運(yùn)用PLC技術(shù)對(duì)機(jī)床電氣部分給予改造，并運(yùn)用PLC編程控制，有效實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)控制及監(jiān)控等功能，降低了能源消耗及維護(hù)成本，使其電氣控制向著數(shù)字控制及邏輯控制轉(zhuǎn)變

2.3 PLC的公路交通系統(tǒng)中應(yīng)用。

PLC型交通燈控制器將PLC用于對(duì)交通信號(hào)燈的控制，主要是考慮其具有對(duì)使用環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特性，同時(shí)其內(nèi)部定時(shí)器資源十分豐富，可對(duì)目前普遍使用的“漸進(jìn)式”信號(hào)燈進(jìn)行精確控制，特別對(duì)多岔路口的控制可方便的實(shí)現(xiàn)。目前大多品牌的PLC內(nèi)部均配有實(shí)時(shí)時(shí)鐘，通過(guò)編程控制可對(duì)信號(hào)燈實(shí)施全天候無(wú)人化管理。由于PLC本身具有通訊聯(lián)網(wǎng)功能，將同一條道路上的信號(hào)燈組成一局域網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度管理，從而縮短車(chē)輛通行等候時(shí)間，實(shí)現(xiàn)科學(xué)化交通管理。

2.4 PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的具體應(yīng)用

PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化中可作為開(kāi)關(guān)量控、制順序控制、閉環(huán)控制。我們可以從開(kāi)關(guān)量控中自動(dòng)切換的實(shí)例中具體觀看。

火電廠為了進(jìn)一步提高供電可靠性，采用備用電源自動(dòng)投入裝置，該裝置在早期時(shí)多為手動(dòng)或自動(dòng)進(jìn)行供回電線路的操作，雖然這一過(guò)程只需要短短的幾秒中便可以完成，但是對(duì)于一些有連續(xù)供電要求的用戶(hù)而言，這幾秒鐘的存在也是絕對(duì)不允許的。而由PLC構(gòu)成的備用電源自動(dòng)投入裝置卻可以有效地解決這一問(wèn)題。

3 結(jié)束語(yǔ)

PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化中不斷發(fā)展，應(yīng)用也日益趨多，為了加快其發(fā)展速度，需要不斷完善和改進(jìn)技術(shù)。在未來(lái)PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化中應(yīng)用時(shí)要增強(qiáng)抗干擾性，進(jìn)而提高可靠性，同時(shí)與時(shí)俱進(jìn)，吸收同化FCS系統(tǒng)，加快進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化。

[1]徐子聞.PLC在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用研究[J].科技風(fēng)，2011(06).

[2]王超英.PLC應(yīng)用于電氣自動(dòng)化探究[J].價(jià)值工程，2012(28).

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