周曉旭，王增強(qiáng)，劉鳳國(guó)

（渤海石油裝備(天津)新世紀(jì)機(jī)械制造有限公司，天津 300280）

PLC技術(shù)又稱可編程邏輯控制器，以微處理器為計(jì)算中心，將自動(dòng)控制功能模塊和定時(shí)計(jì)數(shù)功能結(jié)合為一體，在自動(dòng)化行業(yè)工程控制系統(tǒng)的實(shí)際使用過(guò)程中，具有操作容易、穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)。PLC技術(shù)更進(jìn)一步的深入開發(fā)對(duì)在電氣自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，也為相關(guān)的工程項(xiàng)目提供了必要的技術(shù)支持，大大降低了工程成本和風(fēng)險(xiǎn)。

1 PLC技術(shù)的工作原理

PLC技術(shù)主要由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計(jì)算和輸出3大部分組成。首先根據(jù)PLC系統(tǒng)編輯好的程序進(jìn)行規(guī)范化的數(shù)據(jù)采集，將電子元器件獲取到的數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)在系統(tǒng)內(nèi)部，再進(jìn)行掃描和讀取，將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化后自動(dòng)進(jìn)入主體程序的數(shù)據(jù)計(jì)算程序。在計(jì)算過(guò)程中，PLC系統(tǒng)的主要運(yùn)行方式是順序控制，即由上至下地來(lái)對(duì)整體進(jìn)行掃描，在掃描過(guò)程中遇到不規(guī)則圖形會(huì)由左至右進(jìn)行掃描和運(yùn)算，根據(jù)微處理器計(jì)算得出的數(shù)據(jù)會(huì)修改電路參數(shù)，通過(guò)模擬數(shù)字輸出的方式，達(dá)到改變電氣設(shè)備的控制參數(shù)的目的，實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制。

2 PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)

（1）PLC系統(tǒng)體積更小，集成化程度高。PLC系統(tǒng)基于微電子技術(shù)開發(fā)，具有高度集成和體積較小的優(yōu)點(diǎn)，適用于小體積控制系統(tǒng)機(jī)械，實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化控制。

（2）操作容易。PLC系統(tǒng)編程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，功能卻非常豐富，可以滿足不同行業(yè)的各類需求，靈活應(yīng)用于各種電氣自動(dòng)化控制中。PLC系統(tǒng)編程語(yǔ)言簡(jiǎn)單清晰，程序開發(fā)人員可以直接閱讀修改控制方案，不用重新進(jìn)行整套系統(tǒng)的開發(fā)，并且具有自動(dòng)分析錯(cuò)誤功能，在系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)排查更加方便，無(wú)需對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行排查，大大降低了維護(hù)成本和時(shí)間。

（3）使用范圍廣。PLC系統(tǒng)廣泛安裝各種模塊的智能化單元，根據(jù)不同的使用環(huán)境與要求，選擇性安裝相關(guān)模塊以實(shí)現(xiàn)功能需求，從而可以靈活地完成不同技術(shù)要求的自動(dòng)控制任務(wù)。

（4）穩(wěn)定性高。PLC系統(tǒng)在生產(chǎn)過(guò)程中采用高度集成電路設(shè)計(jì)，同時(shí)配備電源保護(hù)、穩(wěn)壓和抗干擾等設(shè)計(jì)，在軟件中設(shè)計(jì)有相關(guān)的濾波程序，封裝具有密封和防震設(shè)計(jì)，在一定程度上大大增強(qiáng)了穩(wěn)定性。

（5）應(yīng)用簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)。PLC技術(shù)在控制電路中極大地方便了操作人員輸入接口，相比傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)容易安裝和操作，同時(shí)將傳統(tǒng)的電氣控制轉(zhuǎn)變?yōu)镻LC自動(dòng)化技術(shù)控制，不需要太多的修改過(guò)程，只需要了解基本的控制方法和指令，就能夠快速掌握其應(yīng)用操作和功能，使用簡(jiǎn)便，在工業(yè)系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，并不斷朝著其他行業(yè)滲透，在實(shí)際應(yīng)用中實(shí)用性非常高。

（6）后期維護(hù)和修改比較方便。PLC系統(tǒng)采用較為先進(jìn)的存儲(chǔ)邏輯控制技術(shù)，相對(duì)于傳統(tǒng)的電氣控制中的接線控制技術(shù)有更多的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，一定程度上壓縮了使用空間，減少了外在設(shè)備的接線入口，起到控制成本的作用，同時(shí)節(jié)約了自動(dòng)化控制運(yùn)行的時(shí)間，方便后期維護(hù)工作。PLC系統(tǒng)編寫程序具有較大的靈活性，可以根據(jù)實(shí)際操作重新編寫，過(guò)程簡(jiǎn)便。多數(shù)工業(yè)系統(tǒng)都選擇PLC進(jìn)行系統(tǒng)控制，PLC對(duì)系統(tǒng)的適應(yīng)性能力較強(qiáng)，可以在各種環(huán)境下保持正常的工作情況，PLC的維修相對(duì)于傳統(tǒng)的控制機(jī)械而言有很大的優(yōu)勢(shì)，在發(fā)生故障時(shí)會(huì)有相應(yīng)的指示燈閃爍，方便維修人員進(jìn)行局部維修，減少了故障查找時(shí)間，可以保障設(shè)備很快恢復(fù)正常。

3 PLC系統(tǒng)在電氣自動(dòng)化控制中的實(shí)際應(yīng)用

（1）順序控制。在電氣自動(dòng)化控制發(fā)展過(guò)程中，PLC系統(tǒng)逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電控制系統(tǒng)，提高了能源的利用率，減少了能源的損耗，實(shí)現(xiàn)了大多數(shù)企業(yè)在轉(zhuǎn)型PLC系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和有效協(xié)調(diào)的目的。

（2）開關(guān)量控制。傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)主要使用電磁式繼電器，其使用的許多電子元件焊接點(diǎn)非常多，穩(wěn)定性遠(yuǎn)不如現(xiàn)在使用的電子系統(tǒng)，存在一定的隱患，大量的電子元器件在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，相關(guān)技術(shù)維修人員難以在短時(shí)間內(nèi)找出問(wèn)題，完成修復(fù)。PLC系統(tǒng)由于其設(shè)計(jì)界面模塊化，程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔明了，有效避免這一問(wèn)題。

（3）數(shù)控系統(tǒng)。在電氣自動(dòng)化控制行業(yè)中，根據(jù)控制方式不同，可以將控制系統(tǒng)分為連續(xù)控制系統(tǒng)、執(zhí)行控制系統(tǒng)、點(diǎn)位控制系統(tǒng)，點(diǎn)位控制系統(tǒng)又分為單片機(jī)控制和全功能控制，單片機(jī)控制方案開發(fā)難度極高，易造成資源的浪費(fèi)，應(yīng)用PLC系統(tǒng)可以有效避免這一問(wèn)題，同時(shí)提高數(shù)控系統(tǒng)控制的穩(wěn)定性。

（4）閉環(huán)控制。閉環(huán)控制是通過(guò)PLC系統(tǒng)中的順序模塊運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行主設(shè)備的選擇，根據(jù)運(yùn)行時(shí)間的長(zhǎng)短自動(dòng)決定設(shè)備的啟動(dòng)和關(guān)閉，是電力自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的主要控制方式，還可以與常規(guī)控制系統(tǒng)相配合，常規(guī)控制系統(tǒng)作為PLC系統(tǒng)的補(bǔ)充，在PLC系統(tǒng)故障時(shí)保證設(shè)備繼續(xù)工作，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（5）模擬控制量度。實(shí)際的電氣控制工程中，傳統(tǒng)的繼電器設(shè)備無(wú)法準(zhǔn)確記錄各種數(shù)據(jù)，也無(wú)法實(shí)時(shí)計(jì)算，并且大部分?jǐn)?shù)據(jù)不是一成不變，它會(huì)隨著環(huán)境的變化而變化。PLC系統(tǒng)在實(shí)際操作中程序運(yùn)行可以將數(shù)據(jù)單位轉(zhuǎn)化成有效的數(shù)據(jù)，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

（6）集中控制。PLC系統(tǒng)中央控制器中使用較為傳統(tǒng)的檢測(cè)系統(tǒng)，可以將多臺(tái)設(shè)備機(jī)器集中納入監(jiān)測(cè)范圍，進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)控，中央控制系統(tǒng)可以對(duì)所有設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)置，建立實(shí)時(shí)監(jiān)控體系，價(jià)格低廉，使用方便，但是一方面存在問(wèn)題，控制系統(tǒng)便會(huì)集體停止工作，導(dǎo)致其他設(shè)備也停止工作，影響整體控制的穩(wěn)定性。

（7）分散控制。PLC控制系統(tǒng)中可以進(jìn)行分散控制，每一臺(tái)機(jī)器設(shè)備都使用PLC技術(shù)對(duì)相應(yīng)部位進(jìn)行單獨(dú)控制，不受其它設(shè)備影響，避免了整體系統(tǒng)癱瘓的問(wèn)題。在電氣自動(dòng)化控制過(guò)程中一般應(yīng)用于流水線生產(chǎn)控制，避免影響生產(chǎn)效率，在一定程度上必然會(huì)增加成本的投入。

（8）運(yùn)動(dòng)控制。在PLC系統(tǒng)實(shí)際工作中可以控制多種運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，比如直線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)，PLC系統(tǒng)運(yùn)用于電梯、機(jī)床、機(jī)械設(shè)備控制系統(tǒng)中，適用于多種物理運(yùn)動(dòng)形態(tài)和環(huán)境。在運(yùn)動(dòng)控制狀態(tài)中，PLC技術(shù)采用的方式是對(duì)專門的運(yùn)動(dòng)模塊進(jìn)行控制，配置相應(yīng)的程序指令，將傳感器與功能執(zhí)行進(jìn)行自動(dòng)化的基礎(chǔ)設(shè)置。

（9）數(shù)據(jù)處理。PLC自動(dòng)化技術(shù)可以對(duì)設(shè)備內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理，滿足數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)功能，其中包括對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換運(yùn)算和統(tǒng)計(jì)的能力，同時(shí)還要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的管理分析，并作出相應(yīng)的記錄，在編輯控制程序時(shí)作出相應(yīng)的調(diào)整，可以準(zhǔn)確執(zhí)行相關(guān)的正確指令。

PLC系統(tǒng)在中央空調(diào)冷卻系統(tǒng)中的運(yùn)行，可以極大提高系統(tǒng)的智能化程度，提升抗干擾能力，使得運(yùn)行更加穩(wěn)定，方便維修、PLC系統(tǒng)也可以應(yīng)用于交通系統(tǒng)中的信號(hào)燈，因其具有極強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性和豐富的內(nèi)部定時(shí)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了交通信號(hào)燈的無(wú)人化管理和精準(zhǔn)控制，網(wǎng)絡(luò)通訊功能可以實(shí)現(xiàn)對(duì)交通信號(hào)燈的統(tǒng)一調(diào)度，實(shí)現(xiàn)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整信號(hào)燈的時(shí)間，便于交通管理。促進(jìn)PLC技術(shù)在工業(yè)和生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用，提高PLC技術(shù)應(yīng)用水平，創(chuàng)新技術(shù)，加快開發(fā)，提升實(shí)用性，是PLC技術(shù)的發(fā)展方向。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)工業(yè)化發(fā)展水平不斷提高，PLC自動(dòng)化控制技術(shù)在技術(shù)發(fā)展中也具有了集成化和智能化的特點(diǎn)，有效結(jié)合智能軟件設(shè)計(jì)，更加易于操作和開發(fā)修改，對(duì)于各類需求都能得到滿足，有效改善了工業(yè)系統(tǒng)自動(dòng)化控制難題，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)效益最大化以及能源的可持續(xù)發(fā)展，為我國(guó)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。