劉愛(ài)強(qiáng)

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

傳統(tǒng)的繼電器由于長(zhǎng)時(shí)間處在超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致繼電器損壞率較高，嚴(yán)重制約了生產(chǎn)進(jìn)度，而且繼電器能耗高、安裝工序繁瑣、調(diào)試時(shí)間長(zhǎng)，無(wú)形當(dāng)中增加了企業(yè)的投入成本。而PLC系統(tǒng)體積小、功能強(qiáng)大、適應(yīng)性好，為工業(yè)電氣自動(dòng)化生產(chǎn)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐，因此，PLC 技術(shù)也必將成為推動(dòng)工業(yè)現(xiàn)代化、智能化、自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)程的主導(dǎo)技術(shù)。

1 PLC 系統(tǒng)的工作原理與應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1 工作原理

PLC 系統(tǒng)是應(yīng)用數(shù)字技術(shù)與程序輸入的方式發(fā)出執(zhí)行指令，該系統(tǒng)主要包括六個(gè)部分，即中央處理器、電源、保存裝置、輸入輸出接口、功能模板與通信裝置。工作原理是通過(guò)輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新來(lái)完成對(duì)生產(chǎn)工序的操作和控制。輸入采樣階段是將產(chǎn)品的相關(guān)技術(shù)參數(shù)以記憶掃描的方式存儲(chǔ)在I/O 映象區(qū)，然后對(duì)各種信息數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，刷新邏輯線圈在系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)域中對(duì)應(yīng)位置的狀態(tài)，或者確定是否執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊指令。當(dāng)程序執(zhí)行環(huán)節(jié)結(jié)束后，CPU 按照I/O 映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)與數(shù)據(jù)刷新輸出鎖存電路，再通過(guò)輸出電路的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，支配外部設(shè)備完成整個(gè)生產(chǎn)流程[1]。

1.2 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

PLC 取代了傳統(tǒng)的中間繼電器、時(shí)間繼電器以及計(jì)數(shù)器等組件，使得接線工作大幅減少，同時(shí)PLC 的用戶執(zhí)行程序完全可以在實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中模擬調(diào)試完成，如果在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障，可以通過(guò)修改程序指令的方法，快速排除故障隱患，節(jié)省了大量的系統(tǒng)調(diào)試時(shí)間。同時(shí)，PLC 系統(tǒng)具有故障自行診斷與顯示功能，因此，發(fā)生故障的幾率相對(duì)較小，這就減少了系統(tǒng)維修工作量，節(jié)約了維修成本。此外，PLC 系統(tǒng)雖然體積小，但是功能齊全，內(nèi)部可供用戶選擇的編程元件多達(dá)上千種，能夠?qū)I(yè)生產(chǎn)全過(guò)程進(jìn)行分散控制、集中管理。

2 PLC 技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的實(shí)際應(yīng)用

2.1 在煤礦系統(tǒng)中的應(yīng)用

煤炭行業(yè)屬于高危行業(yè)，發(fā)生安全事故的幾率較大，而應(yīng)用PLC 技術(shù)后，煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的功能性日漸強(qiáng)大，能夠有效監(jiān)控井下的通風(fēng)狀態(tài)與瓦斯?jié)舛?，隨時(shí)獲取井下作業(yè)人員的生產(chǎn)工作狀態(tài)。同時(shí)，監(jiān)控設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，由于發(fā)生故障而喪失監(jiān)控功能時(shí)，PLC 技術(shù)能夠快速確定故障位置，對(duì)故障原因進(jìn)行有效檢測(cè)，并及時(shí)發(fā)生故障預(yù)警，為檢修人員爭(zhēng)取了大量的維修時(shí)間。另外，在井下裝運(yùn)系統(tǒng)中，應(yīng)用PLC 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化裝運(yùn)，精準(zhǔn)控制閘門、確定倉(cāng)位、記錄詳實(shí)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，終端操作人員只需要借助于操控界面，就能夠?qū)ιa(chǎn)全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督、控制與管理，在保證井下作業(yè)安全的前提下，使煤礦產(chǎn)能得到大幅提升。

2.2 在火力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用

火力發(fā)電系統(tǒng)牽涉到的運(yùn)行程序較多，包括煤炭傳輸系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、煤渣清理回收系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)借助于PLC 的通訊模塊，能夠支配系統(tǒng)的正常運(yùn)行，確保程序銜接順暢無(wú)阻。比如煤炭傳輸系統(tǒng)包括主站層、遠(yuǎn)程IO 站以及現(xiàn)場(chǎng)傳感器，其中，主站層由人機(jī)接口與PLC 系統(tǒng)構(gòu)成，PLC 系統(tǒng)主要設(shè)置在集控室當(dāng)中，遠(yuǎn)程IO 站的設(shè)備元件通過(guò)光纖通訊總線與主站層之間建立直接聯(lián)系，并通過(guò)主站層中的集控室對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有效控制。由于集控室當(dāng)中安裝了應(yīng)急啟動(dòng)與停止按鈕，煤炭傳輸系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，可以按照PLC 系統(tǒng)中的程序指令，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行故障時(shí)，就可以操控應(yīng)急停止按鈕，避免發(fā)生安全事故。

除塵系統(tǒng)則主要由傳感器、主控柜、PLV 以及儀器儀表組成，而PLC 系統(tǒng)能夠?qū)饣L(fēng)機(jī)、輸送風(fēng)機(jī)、加熱器、除塵裝置、卸灰設(shè)備進(jìn)行控制。在系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，操作人員通過(guò)終端操控界面，能夠?qū)Τ龎m過(guò)程與除塵效果進(jìn)行監(jiān)督控制，而無(wú)需在生產(chǎn)一線進(jìn)行指揮作業(yè)，這不僅減少了操作人員的工作量，提高了生產(chǎn)效率，而且也為企業(yè)節(jié)省了大量的投入資金[2]。

2.3 在傳統(tǒng)機(jī)床中的應(yīng)用

對(duì)于機(jī)械制造行業(yè)來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)機(jī)床的使用頻率相對(duì)較高，在實(shí)際操作過(guò)程中，由于機(jī)床的觸頭間易產(chǎn)生電弧，繼而造成導(dǎo)電不良、線路損壞，同時(shí)，傳統(tǒng)機(jī)床單位時(shí)間內(nèi)的能源消耗量較大，生產(chǎn)效率較低，當(dāng)機(jī)床出現(xiàn)運(yùn)行故障時(shí)，對(duì)生產(chǎn)進(jìn)度將造成嚴(yán)重影響。而PLC 系統(tǒng)在傳統(tǒng)機(jī)床中的實(shí)際應(yīng)用，可以通過(guò)程序修改、參數(shù)調(diào)整的方式對(duì)機(jī)床進(jìn)行集中管控，不同的程序執(zhí)行模塊，能夠?qū)嚧?、銑床、鉆床、鏜床、磨床等不同類型的機(jī)床進(jìn)行有效控制，使機(jī)床的故障率大幅下降，生產(chǎn)精度大幅提高。另外，在機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，借助于PLC 系統(tǒng)的強(qiáng)大功能，能夠隨時(shí)檢測(cè)出機(jī)床的各種故障類型，當(dāng)終端操作人員接收到故障預(yù)警反饋信息后，可以第一時(shí)間通知檢修人員到達(dá)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，及時(shí)排除故障隱患，使機(jī)床能夠始終保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

3 結(jié)束語(yǔ)

PLC 技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化生產(chǎn)當(dāng)中已經(jīng)得到全面推廣和普及應(yīng)用，傳統(tǒng)的繼電器也逐步退出歷史舞臺(tái)，因此，在新時(shí)代、新形勢(shì)下，工業(yè)生產(chǎn)型企業(yè)應(yīng)當(dāng)不斷借鑒先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，利用PLC 技術(shù)的諸多應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，為工業(yè)生產(chǎn)注入更多的高科技元素，在保證產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率的同時(shí)，逐步拉近與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的距離，助推我國(guó)的工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。