王洪俊

摘 要：PLC技術因為新技術不斷融入，功能也在不斷的趨于完善，在電氣自動化自動控制中PLC的應用也是越來越廣泛?；赑LC通信技術的發(fā)展使得PLC相互之間、與上位計算機、與其他智能設備間的通信變得更加容易，通過通信轉(zhuǎn)接器相連構(gòu)成網(wǎng)絡，實現(xiàn)信息的交換，并且還可以構(gòu)成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)，滿足了全廠生產(chǎn)自動化的要求，同時具備了靈活性。

關鍵詞：自動化控制；控制技術；PLC控制技術

1.PLC技術概述

PLC是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，其采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算數(shù)運算等操作的指令，并利用數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出硬件設備進行電氣用電設備運行數(shù)據(jù)采集、控制。本文筆者對PLC技術在電氣工程自動化控制中的應用進行了分析和探討。

2.PLC技術在電氣自動化控制工程中的應用分析

2.1 PLC控制統(tǒng)在污水處理工程中的典型應用

為保證污水處理過程的安全、可靠和生產(chǎn)的連續(xù)性，提高污水處理廠的自動化水平，控制系統(tǒng)采用的是基于PLC技術的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)。依據(jù)工藝設計要求，污水處理廠控制系統(tǒng)由廠級控制的上位機管理控制系統(tǒng)、現(xiàn)場控制站、遠程I/O站、現(xiàn)場儀表及執(zhí)行機構(gòu)組成。本系統(tǒng)集控制、數(shù)據(jù)采集功能為一體，完成整個污水處理工程的過程控制、工藝流程畫面顯示、設備運行狀態(tài)的監(jiān)測及故障報警。本PLC控制系統(tǒng)的基礎組成詳見下面描述：

a.PLC控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)為三層

（1）現(xiàn)場層：在預處理池、生物處理池、臭氧處理車間及HI-SOT池分別設置遠程 I/O站，接收各自區(qū)域內(nèi)的壓力、溫度、流量、液位、分析測量儀表的測量參數(shù)，并由相應分站 PLC 控制系統(tǒng)控制各自區(qū)域內(nèi)工藝設備的運行、提供狀態(tài)顯示；與各自區(qū)域內(nèi)的壓力、溫度、流量、液位、分析測量儀表和執(zhí)行機構(gòu)等共同構(gòu)成現(xiàn)場層。

（2）分站控制層：在預處理系統(tǒng)車間、生物處理系統(tǒng)、鼓風機房、污泥處理間、脫鹽水處理間、蒸發(fā)結(jié)晶車間各設置一個現(xiàn)場 PLC 控制站。

（3）廠級管理層：主要由數(shù)據(jù)服務器、工程師站、操作員站構(gòu)成；通過各分站 PLC 在上位機上對現(xiàn)場工藝設備實施運行、故障狀態(tài)監(jiān)視、數(shù)據(jù)采集，并為廠級管理者提供數(shù)據(jù)管理平臺。

2.2主要控制功能

（1）污水處理系統(tǒng)中對于模擬量的控制：PLC利用模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換和數(shù)/模（D/A）轉(zhuǎn)換功能，能完成對模擬量的檢測、控制和調(diào)節(jié)。在模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)中，被控量（例如壓力、液位、流量、溫度、轉(zhuǎn)速等）是連續(xù)變化的模量，執(zhí)行機構(gòu)（如變頻器、調(diào)節(jié)閥等）要求PLC輸出模擬量信號。由于PLC的CPU只能？理數(shù)字量信號，被控量首先被測量元件（傳感器）和變送器轉(zhuǎn)換為標準電流或電壓信號，在PLC內(nèi)部利用模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。例如在液位恒值的控制系統(tǒng)中，用液位變送器檢測水池的液位，用變頻調(diào)速的水泵控制進水量、用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥門出水量，PLC就是將采集的液位變送器的標準電流信號在內(nèi)部轉(zhuǎn)換后得到和液位成比例的數(shù)字量，CPU將采集到的數(shù)值與目標設定值進行比較，并按照相應的算法（例如PID控制算法）對誤差值進行運算，將運算后的結(jié)果送給模擬量輸出模塊，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換模塊變成電流信號，控制調(diào)節(jié)閥的開度和進水泵的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)水池液位的閉環(huán)控制。

（2）污水處理系統(tǒng)中對于開關量的邏輯控制：開關量控制是PLC的常用功能也是PLC的優(yōu)勢，PLC設置了與（AND）、或（OR）、非（NOT）等邏輯指令，能取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，實現(xiàn)邏輯控制，例如利用液位開關實現(xiàn)對電動機的自動啟停控制。PLC接收到液位開關高液位開關量，電動機無故障且在遠程狀態(tài)，那么電動機就可以自動啟動了，反之收到低液位狀態(tài)就停止電動機，這就是最簡單的單機開關量控制，無需人工去觀察液位狀態(tài)便可實現(xiàn)電動機的自動控制。

（3）順序控制：在污水處理系統(tǒng)的脫鹽水處理間的多介質(zhì)、超濾、反滲透工藝設備中就是利用PLC的順序控制對各設備的動作步序來實現(xiàn)這些工藝設備的產(chǎn)水、反洗、排水、藥洗等自動化控制的。

（4）監(jiān)控功能：PLC能對電動機狀態(tài)、閥門開關到位的數(shù)字量狀態(tài)顯示；對壓力、液位、流量、溫度等模擬量顯示；對工藝流程動態(tài)畫面顯示；對系統(tǒng)異常情況進行識別、記憶，或在發(fā)生異常時自動終止運行并發(fā)出報警信號，操作員可以通過監(jiān)控命令監(jiān)視有關部分的運行狀態(tài)，調(diào)整參數(shù)設置。

3.PLC發(fā)展趨勢

PLC隨著新技術、新裝置的產(chǎn)生，不斷的將這些新技術、新裝置融入其中，推陳出新。未來的PLC發(fā)展應該會按如下幾個方面發(fā)展：

3.1高可靠性化。對于一些特定的環(huán)境和條件會對自動化系統(tǒng)的可靠性要求很高，故自診斷技術、冗余技術、容錯技術在PLC中得到了非常廣泛的應用。

3.2大容量化、高速化。今后的PLC發(fā)展存儲容量將更大、處理速度更快。

3.3網(wǎng)絡化、現(xiàn)場總線化。未來的PLC發(fā)展將會強化網(wǎng)絡化和通訊能力，PLC在網(wǎng)絡化和通訊能力的加強會是使其能更好適應現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模大、控制復雜、被控對象分布比較分散生產(chǎn)環(huán)境；也使多臺PLC、遠程I/O站及其他控制器在分區(qū)控制及同工業(yè)計算機、以太網(wǎng)相連組成全廠的自動控制系統(tǒng)變得方便。

4.結(jié)束語

總之，電氣工程自動化控制PLC技術的應用具有較強的安全可靠性，實用功能比較強，被廣泛的應用在電氣工程自動化行業(yè)，PLC技術也在不斷的發(fā)展進步中，在未來的發(fā)展上，不僅會更好的應用在電氣工程自動化控制方面，還會應用在各個領域，發(fā)揮其獨特的優(yōu)勢。

參考文獻：

[1]電氣傳動自動化技術手冊.機械工業(yè)出版社.2011.4

[2]朱光勝.淺析PLC技術在電氣工程自動化控制中的應用[J].科技創(chuàng)新與應用，2016（24）：137.