王 亮

（山信軟件股份有限公司萊蕪自動(dòng)化分公司，山東 濟(jì)南 271104）

PLC 技術(shù)是一種創(chuàng)新型的計(jì)算機(jī)技術(shù)，這項(xiàng)全新的技術(shù)在一定程度上改變了我們的生活，利用PLC 技術(shù)對(duì)電氣儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行編程就可以讓系統(tǒng)按照既定的規(guī)律進(jìn)行程序運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的有效控制，PLC 技術(shù)因其應(yīng)用便捷、安全性能好、穩(wěn)定性高、靈活性高等特點(diǎn)廣泛的應(yīng)用在電氣工程中，隨著PLC 技術(shù)的不斷成熟，相信對(duì)電氣工程自動(dòng)化控制的有效性也會(huì)越來(lái)越強(qiáng)。

1 PLC技術(shù)概念簡(jiǎn)述

PLC 就是可編程邏輯控制器的英文縮寫(xiě)，是一種以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，PLC 技術(shù)常被應(yīng)用在工業(yè)行業(yè)的電氣工程中，它以可編程的存儲(chǔ)器為載體，將具體的規(guī)律運(yùn)算輸入到存儲(chǔ)器中，在存儲(chǔ)器中進(jìn)行一定規(guī)律的邏輯運(yùn)算，來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)、計(jì)數(shù)和順序控制等功能，在電氣工程中常被用來(lái)取代繼電器控制系統(tǒng)，另外，PLC 技術(shù)通過(guò)模擬式輸入輸出來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、流量、速度、壓力、位移等參數(shù)的控制與調(diào)節(jié)，即使是小型的PLC 技術(shù)模擬量的閉環(huán)控制系統(tǒng)也具備這樣的功能，小型機(jī)結(jié)構(gòu)圖如圖1 所示，除此之外，在數(shù)字量控制和數(shù)據(jù)采集監(jiān)控等方面也有廣泛的應(yīng)用[1]。

圖1 PLC 基本結(jié)構(gòu)圖

2 PLC技術(shù)自動(dòng)化控制的優(yōu)點(diǎn)

2.1 操作界面簡(jiǎn)單

基于PLC 技術(shù)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)不需要和被控制的電氣儀表設(shè)備進(jìn)行連接就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，而且，應(yīng)用了PLC 技術(shù)的電氣儀表自動(dòng)化控制設(shè)備都也有清晰明了的簡(jiǎn)單操作界面，有非常明確的電氣儀表的控制指令，這些特點(diǎn)都讓電氣儀表控制系統(tǒng)的安裝和操作變得更加的簡(jiǎn)單和快捷，而且也提高了電氣儀表自動(dòng)化控制的工作效率，PLC 技術(shù)電氣儀表自動(dòng)化控制設(shè)備的操作人員只需要進(jìn)行一定的培訓(xùn)和考核后，就能夠迅速的掌握電氣儀表自動(dòng)化控制設(shè)備的操作技能和方法以及流程，基于PLC 技術(shù)的應(yīng)用，可以有效降低因?yàn)槿藶橐蛩睾筒僮魇д`導(dǎo)致的設(shè)備故障問(wèn)題，與此同時(shí)，PLC 控制系統(tǒng)還有故障提醒功能，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出警報(bào)，通過(guò)控制模塊調(diào)整就可以有效的解除設(shè)備故障，讓自動(dòng)化電氣儀表恢復(fù)良好的工作狀態(tài)，有效的降低了設(shè)備故障帶來(lái)的影響，也極大的提高了設(shè)備維修工作的質(zhì)量和效率。

2.2 穩(wěn)定可靠性強(qiáng)

PLC 技術(shù)的應(yīng)用往往都是依托大型的集成電路，這種大型的集成電路本身就具有較高的穩(wěn)定性，另外，電氣儀表設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中大多都經(jīng)過(guò)了抗干擾處理工藝，利用這樣的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)出來(lái)的電氣儀表設(shè)備本身也就具備了一定的的抗干擾能力，以此同時(shí)，基于PLC 技術(shù)的電氣儀表自動(dòng)化控制設(shè)備的輸入電源和電路以及輸出端都是獨(dú)立的接口，這樣可以很好的隔絕電路之間的相互干擾，在現(xiàn)代先進(jìn)的自動(dòng)化電氣儀表內(nèi)部通常還會(huì)進(jìn)行穩(wěn)壓和屏蔽干擾等措施，綜合以上方面的闡述，可以得知PLC 技術(shù)的穩(wěn)定性和可靠性不是單憑一點(diǎn)或幾點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而是一個(gè)多方面綜合作用的情況下讓電氣儀表設(shè)備的內(nèi)部具有較強(qiáng)的抗干擾特性，同時(shí)，對(duì)于PLC 技術(shù)控制系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行了密封和加固防震外殼等處理，極大程度的降低了惡劣工作環(huán)境對(duì)電氣儀表設(shè)備所產(chǎn)生的影響，內(nèi)外結(jié)合，極大程度的提高了電氣儀表自動(dòng)化控制設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性以及適應(yīng)性。

2.3 預(yù)防故障發(fā)生

基于PLC 技術(shù)的電氣儀表自動(dòng)化控制設(shè)備不管是在生產(chǎn)階段還是在工作階段都是有可能會(huì)發(fā)生一定的故障事件，基于這樣的情況，故障檢測(cè)和預(yù)防的工作就顯得格外的重要，自動(dòng)化電氣儀表設(shè)備對(duì)工作環(huán)境是有一定的要求的，工作環(huán)境的溫度和濕度變化都會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生一定的影響，甚至?xí)?dǎo)致其故障的發(fā)生，PLC 技術(shù)通過(guò)有效的數(shù)據(jù)變化分析可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)故障可能發(fā)生的部位，以及故障產(chǎn)生的原因，但是，PLC 技術(shù)也不是萬(wàn)能的，對(duì)于故障的預(yù)測(cè)也不是很全面，因此還需要加強(qiáng)電氣儀表設(shè)備的日常維護(hù)和保養(yǎng)工作，對(duì)于設(shè)備的工作環(huán)境和供應(yīng)電源線(xiàn)路的監(jiān)測(cè)力度也要加強(qiáng)，對(duì)于設(shè)備一定要按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行定期的保養(yǎng)和檢測(cè)，及時(shí)解決故障隱患，爭(zhēng)取做到防患于未然。

3 PLC技術(shù)對(duì)電氣儀表進(jìn)行自動(dòng)化控制的有效措施

3.1 對(duì)電氣儀表參數(shù)進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)

基于PLC 技術(shù)的電氣儀表自動(dòng)控制設(shè)備可以對(duì)周?chē)沫h(huán)境進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)的采集，這是PLC 技術(shù)自動(dòng)化控制電氣儀表的一項(xiàng)重要功能，電氣工程企業(yè)在產(chǎn)品線(xiàn)正式運(yùn)行前，都要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的采集和測(cè)量，以前都是利用信號(hào)燈的變化來(lái)觀測(cè)電氣儀表設(shè)備的運(yùn)行情況，這樣的方法只能知道設(shè)備運(yùn)行情況是否正常，但是分析不出來(lái)具體的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，一旦出現(xiàn)異常不能夠及時(shí)的分析出設(shè)備異常的具體原因，而PLC 技術(shù)的應(yīng)用讓電氣儀表設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)測(cè)工作變得更加的自動(dòng)化和智能化，通過(guò)對(duì)電氣儀表的相關(guān)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行有效的設(shè)定，輸入控制系統(tǒng)中，就可以準(zhǔn)確的分析出設(shè)備的具體運(yùn)行狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣儀表設(shè)備的自動(dòng)化控制，PLC 技術(shù)有很強(qiáng)的敏感性，可以快速的采集電氣儀表運(yùn)行數(shù)據(jù)，將設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的壓力和溫度等數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)律進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)換，同時(shí)上傳到PLC 控制系統(tǒng)中，電氣儀表設(shè)備的部分運(yùn)行參數(shù)如表1 所示，通過(guò)這些參數(shù)的分析和監(jiān)測(cè)，能夠有效的分析出電氣儀表設(shè)備的工作狀態(tài)和運(yùn)行趨勢(shì)[2]。

表1 電氣儀表部分運(yùn)行參數(shù)

3.2 對(duì)電氣儀表的故障進(jìn)行有效預(yù)測(cè)

電氣儀表自動(dòng)化設(shè)備在研發(fā)設(shè)計(jì)中和使用中，都需要電源進(jìn)行長(zhǎng)期供應(yīng)，而這種超負(fù)荷的持續(xù)供電，使電源線(xiàn)路的散熱功能逐漸下降，就可能會(huì)導(dǎo)致故障的發(fā)生，通過(guò)優(yōu)化總線(xiàn)設(shè)計(jì)，可以有效的降低故障發(fā)生，電氣儀表主電路中的繼電器和接觸器是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的重要電子元件，這兩個(gè)元件是構(gòu)成控制邏輯的主要部分，利用其功能實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣儀表的自動(dòng)控制，因需要控制的電氣儀表設(shè)備較多，且現(xiàn)場(chǎng)控制和集中控制的方法有一定的區(qū)別，這種傳統(tǒng)的控制方法對(duì)操作技術(shù)人員的專(zhuān)業(yè)水平要求較高，致使這種方法有一定的局限性，為了有效降低電氣儀表自動(dòng)化控制設(shè)備故障的發(fā)生率，利用PLC 技術(shù)對(duì)電氣儀表自動(dòng)化控制設(shè)備的故障發(fā)生進(jìn)行提前干預(yù)，應(yīng)用在故障預(yù)測(cè)中，利用PLC 技術(shù)對(duì)電氣儀表運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集和分析，找到故障隱患，利用線(xiàn)性校正原理來(lái)調(diào)整設(shè)備運(yùn)行誤差，在校正的過(guò)程中，還要對(duì)電氣儀表進(jìn)行安全測(cè)試。

另外，電氣儀表設(shè)備在運(yùn)行中，對(duì)外界環(huán)境要求較高，需要在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境中進(jìn)行工作，因此，需要加強(qiáng)對(duì)工作環(huán)境的監(jiān)控工作，并對(duì)電氣儀表設(shè)備進(jìn)行定期的維護(hù)和保養(yǎng)，其次，對(duì)于傳感器等硬件的配置一定要合理，才能更好的保障設(shè)備故障預(yù)測(cè)工作的質(zhì)量和效率，最后就是對(duì)PLC 技術(shù)的應(yīng)用范圍要控制在合理范圍內(nèi)，避免因?yàn)槊つ繑U(kuò)大，而造成了人力資源和成本的增加[3]。

3.3 對(duì)電氣儀表進(jìn)行自動(dòng)化控制

經(jīng)過(guò)PLC 技術(shù)校正的電氣儀表設(shè)備相關(guān)的一些運(yùn)行參數(shù)，會(huì)自動(dòng)儲(chǔ)存在控制系統(tǒng)中，同時(shí)也會(huì)被傳送到相關(guān)的工作端口，再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器將校正信息參數(shù)傳輸?shù)骄钟蚓W(wǎng)內(nèi)，可以方便操作人員查看，基于PLC 技術(shù)的電氣儀表自動(dòng)化控制設(shè)備是一個(gè)復(fù)雜的綜合型系統(tǒng)設(shè)備，由很多部分協(xié)同工作共同組成，其中的電子元器件是PLC 技術(shù)電氣儀表自動(dòng)化控制設(shè)備中最重要的組成部件，自動(dòng)化電子元件的性能直接決定了PLC 技術(shù)的電氣儀表自動(dòng)化控制性能，因此，只有正確的、合理的選擇電子元器件才能保障自動(dòng)化控制系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行，與此同時(shí)，需要對(duì)電子元器件的穩(wěn)定性和可靠性進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并實(shí)時(shí)傳送所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，以便系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)的校正和設(shè)定，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣儀表更加持久穩(wěn)定的進(jìn)行自動(dòng)化控制。

基于PLC 技術(shù)的電氣儀表自動(dòng)化控制主要是通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控的動(dòng)態(tài)圖形界面和報(bào)警音效等方式對(duì)電氣儀表進(jìn)行自動(dòng)化控制管理的，PLC 技術(shù)儲(chǔ)存設(shè)備可以實(shí)時(shí)接收自動(dòng)化電氣儀表控制設(shè)備上傳回來(lái)的數(shù)據(jù)和信息，其中包含各環(huán)節(jié)流程的各項(xiàng)參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和異常數(shù)據(jù)，然后通過(guò)操作人員通過(guò)人機(jī)對(duì)話(huà)模式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣儀表參數(shù)遠(yuǎn)程調(diào)整和設(shè)定，遠(yuǎn)程監(jiān)控的界面可以顯示具體某個(gè)電氣儀表或機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的參數(shù)圖表，通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行繪制趨勢(shì)曲線(xiàn)圖，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，而其中數(shù)據(jù)采集的模擬量值只接受一個(gè)既定的數(shù)據(jù)變化區(qū)域值，對(duì)電氣儀表控制系統(tǒng)產(chǎn)生的連續(xù)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的掃描和處理，通過(guò)曲線(xiàn)對(duì)模擬量的變化速率進(jìn)行高低對(duì)比，當(dāng)參數(shù)超出既定范圍時(shí)，就會(huì)觸動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，這時(shí)就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，但是這種模擬量變化速率是可以通過(guò)操作人員進(jìn)行人為設(shè)定的，操作人員可以在限定的時(shí)間和范圍內(nèi)觀察數(shù)據(jù)參數(shù)的變化，根據(jù)實(shí)際情況可以隨時(shí)通過(guò)控制器進(jìn)行調(diào)節(jié)和設(shè)定，從而實(shí)現(xiàn)利用PLC 技術(shù)對(duì)電氣儀表設(shè)備的自動(dòng)化控制。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著PLC 技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，我們也將對(duì)基于PLC 技術(shù)的電氣儀表自動(dòng)化控制有更加深入的了解和認(rèn)知，目前，PLC技術(shù)憑借其良好的穩(wěn)定性和可靠性被廣泛應(yīng)用在電氣儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，對(duì)設(shè)備故障的預(yù)測(cè)和干預(yù)起著非常重要的作用，另外，就是相關(guān)企業(yè)要重視對(duì)電氣儀表的日常維修和保養(yǎng)工作，延長(zhǎng)電氣儀表的使用壽命。