許繼承

摘? 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)處于不斷的發(fā)展與進(jìn)步當(dāng)中。近些年來(lái)，PLC技術(shù)的出現(xiàn)無(wú)疑為電氣自動(dòng)化行業(yè)帶來(lái)了福音，成為了電氣自動(dòng)化中的重要部分。通過(guò)PLC技術(shù)的控制，相關(guān)的工業(yè)生產(chǎn)更加的便利、高效，這也是PLC技術(shù)得到廣泛運(yùn)用的原因。利用自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程控制。文章從PLC技術(shù)的特點(diǎn)、PLC技術(shù)的工作原理、PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的運(yùn)用三方面進(jìn)行介紹和分析PLC技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);電氣自動(dòng)化;應(yīng)用分析

中圖分類號(hào)：TP273? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）08-0180-02

Abstract： With the continuous development of science and technology， industrial production is in continuous development and progress. In recent years， the advent of PLC technology has undoubtedly brought the gospel to the electrical automation industry and has become an important part of electrical automation. Through the control of PLC technology， related industrial production is more convenient and efficient， which is why PLC technology is widely used. To utilize the level of automation to achieve process control of industrial production， this paper introduces and analyzes the importance of PLC technology in industrial production from three aspects： the characteristics of PLC technology， the working principle of PLC technology， and the application of PLC technology in electrical automation.

Keywords： PLC technology; electrical automation; application analysis

引言

電氣自動(dòng)化對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)來(lái)說(shuō)十分重要，同時(shí)它也代表著一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化以及工業(yè)生產(chǎn)的程度?？茖W(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，為電氣自動(dòng)化的發(fā)展與進(jìn)步貢獻(xiàn)了力量，計(jì)算機(jī)技術(shù)的使用，使得電氣自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)了對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程控制。對(duì)于相關(guān)的工作人員來(lái)說(shuō)，他們應(yīng)當(dāng)學(xué)會(huì)并且熟練的使用該項(xiàng)技術(shù)，使得PLC技術(shù)更好地運(yùn)用到電氣自動(dòng)化當(dāng)中，對(duì)于在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中可能存在的問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行解決，提出合理的解決方案，促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展與進(jìn)步。

1 PLC技術(shù)的特點(diǎn)

PLC技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)中的重要部分，它可以有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)地過(guò)程控制，促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的有序進(jìn)行。PLC技術(shù)的特點(diǎn)主要包括三個(gè)方面，第一，PLC技術(shù)的抗干擾能力強(qiáng)，并且具有自我診斷的功能，對(duì)于出現(xiàn)的錯(cuò)誤信息能夠及時(shí)進(jìn)行識(shí)別，同時(shí)可以通過(guò)濾波、隔離以及故障檢測(cè)等軟件對(duì)錯(cuò)誤信息進(jìn)行診斷，進(jìn)行信息的恢復(fù)與保護(hù)，PLC技術(shù)穩(wěn)定性高、可靠性高，適宜復(fù)雜的工作環(huán)境。第二，PLC具有完備的系統(tǒng)功能，同時(shí)它還具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，可以實(shí)現(xiàn)與工業(yè)生產(chǎn)之間的有機(jī)融合，滿足復(fù)雜工業(yè)環(huán)境的需要，對(duì)于擴(kuò)展系統(tǒng)功能、改變控制程序、簡(jiǎn)化管理程序具有重要作用。第三，PLC技術(shù)使用的是梯形圖編程的方法，這種方式較為直觀與清晰，相關(guān)的工作人員可以在短時(shí)間內(nèi)掌握對(duì)該技術(shù)的操作方法。而且繼電器被軟件所取代，減少了接線的工作量，同時(shí)還不需要考慮節(jié)點(diǎn)的變位問(wèn)題，對(duì)于一些所需要修改的程序，直接在硬件與軟件上即可修改。軟件具有耗損低、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，即使工作人員缺乏一些計(jì)算機(jī)的知識(shí)，也可以進(jìn)行常規(guī)的操作[1]。

2 PLC技術(shù)的工作原理

2.1 循環(huán)掃描

PLC的運(yùn)作方式是不同于其他微型電腦的，它采取的方式是循環(huán)掃描的方式，PLC整個(gè)用戶運(yùn)行程序的時(shí)間，也就是它的掃描周期，應(yīng)當(dāng)小于100ms。

2.2 建立I/O映像區(qū)

定時(shí)采樣與定時(shí)輸出是PLC在輸入輸出操作中主要采取的方式，對(duì)所有輸入點(diǎn)進(jìn)行采樣的時(shí)間段一般是在掃描周期的開始或者結(jié)束。對(duì)于所取得的采樣結(jié)果輸入到RAM區(qū)域，這樣有利于之后的執(zhí)行過(guò)程中獲取所需要的字段信息，并且無(wú)需在現(xiàn)場(chǎng)直接采樣。同樣，控制信息的輸出也不采取逐個(gè)產(chǎn)生輸出的方法，而是將控制信息存儲(chǔ)在圖像區(qū)域中，掃描周期元素后集中輸出圖像區(qū)域中的控制信息。通過(guò)I/O圖像區(qū)域的建立，PLC已經(jīng)成為一個(gè)真正的數(shù)字采樣系統(tǒng)。即使PLC在任何時(shí)候都不能實(shí)時(shí)輸入和輸出，目前的數(shù)字采樣系統(tǒng)已經(jīng)適合工業(yè)生產(chǎn)的需求。為了采樣的結(jié)果足夠精準(zhǔn)，相關(guān)工作人員需要控制較短的采樣周期，同時(shí)采樣的頻率相對(duì)較高，才能更好地推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。

2.3 特殊功能模板

盡管PLC技術(shù)限制了用戶程序的長(zhǎng)度，但是在工業(yè)生產(chǎn)中的大部分?jǐn)?shù)字量也是適宜PLC技術(shù)。在工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，往往會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，這也就對(duì)PLC提出了更多的要求，比如網(wǎng)絡(luò)通信、模擬量處理、閉環(huán)控制等。對(duì)于模擬量的輸入輸出和簡(jiǎn)單的控制，不僅需要PLC的主CPU和部分硬件作為支撐，同時(shí)還需要通過(guò)相應(yīng)的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于一些特殊的情況，比如涉及計(jì)算量、CPU運(yùn)行時(shí)間、PLC程序的一些限制時(shí)，往往是使用較為獨(dú)立的CPU模板以及相應(yīng)的系統(tǒng)軟件來(lái)完成控制任務(wù)。利用總線接口連接的方式，促進(jìn)模板與PLC主CPU之間的協(xié)調(diào)工作。主CPU定期對(duì)模板發(fā)送命令，模板也定期對(duì)主CPU發(fā)送自己的狀態(tài)[2]。

3 PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的運(yùn)用

3.1 在公路交通系統(tǒng)中的應(yīng)用

在公路交通系統(tǒng)中運(yùn)用PLC技術(shù)，一方面是它所具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，另一方面是它具有豐富的定時(shí)器資源，可以有效地應(yīng)用在交通燈的控制當(dāng)中。而且PLC技術(shù)中自帶通信聯(lián)網(wǎng)的功能，可以有效地控制區(qū)域內(nèi)的信號(hào)燈組合，實(shí)現(xiàn)全天無(wú)人的控制。通過(guò)統(tǒng)一管理和控制，有效縮短行車等待時(shí)間，提高交通控制水平。此外，傳統(tǒng)公路收費(fèi)站不同車道機(jī)電設(shè)備配置存在明顯差異。這些設(shè)備控制的主機(jī)維護(hù)性差，通用性差，不便于維護(hù)和使用。它有自己的上位機(jī)和時(shí)鐘功能接口，通過(guò)相關(guān)的軟件編程等，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)霧燈和棚燈的智能化、無(wú)人化控制，還可以組合解碼其他指令，數(shù)據(jù)可以有效地轉(zhuǎn)換并傳輸?shù)絃ED數(shù)碼管。用PLC開發(fā)的車道控制器具有很強(qiáng)的維護(hù)性和通用性，設(shè)備的穩(wěn)定性和使用壽命得到了顯著提高。

3.2 在智能化中央空調(diào)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的繼電保護(hù)電路不具有復(fù)雜的邏輯功能，進(jìn)行一般的數(shù)字控制也是較為困難的。同時(shí)對(duì)于以往的繼電保護(hù)電路，創(chuàng)建適宜的邏輯控制的設(shè)計(jì)難度較大，相應(yīng)的維護(hù)也相對(duì)復(fù)雜，在實(shí)際運(yùn)行中容易出現(xiàn)問(wèn)題。隨著PLC技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，傳統(tǒng)的繼電器逐漸被淘汰，PLC技術(shù)具有自診斷和聯(lián)網(wǎng)功能，控制系統(tǒng)使用維護(hù)方便，抗干擾能力強(qiáng)，能有效適應(yīng)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并能在中央空調(diào)制冷系統(tǒng)中取得很好的應(yīng)用效果。在智能中央空調(diào)中，上位機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)行需要執(zhí)行過(guò)程參數(shù)檢測(cè)、數(shù)據(jù)分析等功能。因此在智能中央空調(diào)領(lǐng)域有著非常廣闊的發(fā)展前景[3]。

3.3 在皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC技術(shù)在皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中的運(yùn)用，主要適用于煤礦企業(yè)。它的操作方式與傳統(tǒng)的繼電器方式不同，更為人性化。主要為手動(dòng)操作以及自動(dòng)操作，兩種操作方式可以實(shí)現(xiàn)自由切換，不需要其他的輔助條件。它還可以高效地控制設(shè)備的運(yùn)行，有效地掌控系統(tǒng)中各設(shè)備的開關(guān)，相關(guān)的工作人員可以根據(jù)實(shí)際的需要，對(duì)設(shè)備實(shí)現(xiàn)有選擇的管理。同時(shí)在出現(xiàn)一些故障時(shí)，它還可以實(shí)現(xiàn)自我診斷，及時(shí)預(yù)警，這也是PLC技術(shù)越來(lái)越受到更多企業(yè)青睞的原因。

3.4 在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著中國(guó)節(jié)能減排工作的不斷深入，高產(chǎn)電力企業(yè)的目標(biāo)是提高效率，減少資源浪費(fèi)，對(duì)輔助自動(dòng)控制水域的要求非常嚴(yán)格。許多大型電力企業(yè)采用PLC技術(shù)代替以往的繼電控制，借助信息模塊，控制器可以實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程的獨(dú)立控制和生產(chǎn)的有效協(xié)調(diào)。PLC技術(shù)可以運(yùn)用在除灰系統(tǒng)中，比如輸送風(fēng)機(jī)、加熱器等，可以有效提升電力系統(tǒng)的除灰水平，進(jìn)而提高整個(gè)系統(tǒng)的工作效率[4]。

3.5 在火電廠中的應(yīng)用

PLC技術(shù)在火電廠的應(yīng)用包括順序控制、開關(guān)控制、調(diào)速器控制和閉環(huán)控制。首先，在順序控制的應(yīng)用中，順序控制和開關(guān)控制在火力發(fā)電系統(tǒng)輔機(jī)系統(tǒng)的流程中得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在節(jié)能要求不斷提高的情況下，一方面利于企業(yè)的發(fā)展，另一方面也在最大限度地減少能耗。在生產(chǎn)過(guò)程中，車間的自動(dòng)化控制水平越來(lái)越嚴(yán)格。許多大型火電企業(yè)的PLC控制系統(tǒng)有著非常廣泛的應(yīng)用，可以有效地替代以往的繼電控制。隨著技術(shù)水平的不斷發(fā)展和提高，PLC控制系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中可以獨(dú)立控制工藝流程，也可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)工作的有效協(xié)調(diào)。其次，在開關(guān)量控制的應(yīng)用中，一般情況下是采用電磁繼電器。由于系統(tǒng)中較多的電磁元件，無(wú)法有效保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。同時(shí)，由于復(fù)雜的布線和維護(hù)困難等因素，PLC的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，能夠有效地保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在實(shí)際應(yīng)用中，系統(tǒng)能結(jié)合具體的運(yùn)行情況發(fā)出正確的信號(hào)，并在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)啟閉。PLC系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中也可以簡(jiǎn)化二次接線。為了進(jìn)一步提高供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還可以采用PLC作為備用電源。通過(guò)編程可以進(jìn)行多樣的運(yùn)行方式，而且它不僅具有高可靠性，同時(shí)接線簡(jiǎn)單，成本較低。再次，在調(diào)速器控制的應(yīng)用中，目前的調(diào)速器已逐步發(fā)展到計(jì)算機(jī)調(diào)速器階段。PLC控制系統(tǒng)包括不同的單元，如緩沖調(diào)節(jié)單元和速度控制單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)速器調(diào)節(jié)和速度測(cè)量的控制。最后，在閉環(huán)控制的應(yīng)用中，火電廠的水泵的數(shù)量不斷增加。由于PLC技術(shù)在火電廠中的運(yùn)用，泵的連續(xù)運(yùn)行實(shí)踐可以根據(jù)PLC順序控制模塊分為主泵與備用泵?；痣姀S的水泵控制一般包括常規(guī)控制和PLC控制兩種方式，以保持水泵的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行?？偟膩?lái)說(shuō)，PLC技術(shù)的使用對(duì)于火電廠來(lái)說(shuō)是十分有利的。

4 結(jié)束語(yǔ)

PLC技術(shù)的多優(yōu)點(diǎn)是它成為電氣自動(dòng)化重要部分的主要原因，與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)技術(shù)相比，其控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，可以應(yīng)用于不同復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境，在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。為了更好地促進(jìn)PLC技術(shù)的發(fā)展，需要進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)與完善。而且相關(guān)的工作人員有必要不斷地學(xué)習(xí)以及研究PLC技術(shù)，促進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的運(yùn)用，同時(shí)通過(guò)PLC技術(shù)與工業(yè)生產(chǎn)間的有機(jī)融合，促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展與進(jìn)步。

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