李華

（湛江中心人民醫(yī)院 廣東湛江 524000）

PLC 技術(shù)為電氣工程的常用技術(shù)，其應(yīng)用優(yōu)勢突出，因而需考慮到PLC技術(shù)應(yīng)用的重要性、PLC技術(shù)特點(diǎn)，選擇適合的方法，進(jìn)行電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試，然后將該項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用到電氣自動化控制中，發(fā)揮其最大的應(yīng)用價(jià)值。

1 PLC技術(shù)、電氣自動化基本情況分析

1.1 PLC技術(shù)情況分析

PLC 技術(shù)也可以叫作編輯控制器，可經(jīng)程序編寫完成對設(shè)備自動化操作。PLC技術(shù)，反應(yīng)速度非?？?，在內(nèi)部輔助繼電器、促使忽略節(jié)點(diǎn)——實(shí)踐轉(zhuǎn)變，不用返回系統(tǒng)就能夠達(dá)到快速處理信息的效果。除此之外，安全系數(shù)較高，PLC 技術(shù)在抗干擾的同時(shí)，還能在復(fù)雜情況下穩(wěn)定進(jìn)行，采用安全技術(shù)處理，為生產(chǎn)提供良好的支持［1］。當(dāng)前，在PLC技術(shù)的不斷發(fā)展下，裝置設(shè)備的安全性能提升，功能不斷改進(jìn)，且PLC技術(shù)操作簡便、界面比較簡單、功能較多，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用和自動化控制聯(lián)系起來，可以使得自動化控制水平得到有效控制，工作人員也能很好地掌握，這對維護(hù)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1.2 電氣自動化情況分析

現(xiàn)代發(fā)展下，電氣自動化水平提高，電氣自動化涉及自動控制、信息處理及電子操作等。當(dāng)前，電子自動化向智能、自動、微型等方向轉(zhuǎn)變，能有效發(fā)揮出電氣自動化在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用價(jià)值。自動化控制水平不斷優(yōu)化，不但可提高產(chǎn)品的質(zhì)量，而且可以確保產(chǎn)品質(zhì)量檢測結(jié)果的可信度，滿足信息傳輸?shù)南嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)，降低人工工作量、資金投入。

2 電氣自動化控制中PLC 技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值及PLC技術(shù)特點(diǎn)

2.1 PLC技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

2.1.1 有助于促進(jìn)自動化控制智能發(fā)展

PLC 技術(shù)的應(yīng)用可以加強(qiáng)自動化控制效率，發(fā)展前景較好，該項(xiàng)技術(shù)與自動化控制系統(tǒng)融合，可以使得自動化控制系統(tǒng)朝著智能化的方向發(fā)展。同時(shí)，PLC技術(shù)的應(yīng)用可以簡化自動化控制系統(tǒng)操作，提高靈敏性，保證操作的簡便性，對自動化設(shè)備生產(chǎn)管理的整個(gè)過程加以管控，設(shè)備運(yùn)行生產(chǎn)更加安全。

2.1.2 有助于加大自動化設(shè)備儲存量

電氣自動化控制中數(shù)據(jù)參數(shù)調(diào)整，有效保證了工作準(zhǔn)確性、系統(tǒng)運(yùn)行效率，自動化控制系統(tǒng)調(diào)整，便于在PLC 控制系統(tǒng)上發(fā)揮出存儲模塊的作用，加大設(shè)備存儲量［2］。如此一來，信息數(shù)據(jù)得到很好的存儲，自動化控制設(shè)備運(yùn)行期間發(fā)生故障情況前提下，檢修人員、技術(shù)人員可以在第一時(shí)間實(shí)行信息分析，明確故障點(diǎn)，并做好故障排除方面工作。

2.2 PLC技術(shù)的主要特點(diǎn)

2.2.1 功能較強(qiáng)，適應(yīng)面廣

PLC技術(shù)在邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、技術(shù)及順序控制等方面功能較強(qiáng)，而且可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字輸入和輸出、模擬量輸入及輸出，以及功率驅(qū)動、通信、記錄等效果，對1臺生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備、1 條生產(chǎn)線、整個(gè)生產(chǎn)的過程，均能夠加以嚴(yán)格控制。

2.2.2 通用性強(qiáng)

PLC 不同硬件裝置能滿足控制系統(tǒng)的要求，用戶不需自行設(shè)計(jì)、制作硬件裝置，只需確定硬件，對生產(chǎn)工藝流程改變、生產(chǎn)設(shè)備更新，改變程序，即可滿足具體需要，在單機(jī)控制中、工廠自動化中應(yīng)用均能獲得較好的效果。

2.2.3 可靠性高

自動化系統(tǒng)中使用PLC技術(shù)，處于強(qiáng)電電路、強(qiáng)電設(shè)備形成不良電磁環(huán)境中，PLC 會為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計(jì)控制裝置，設(shè)計(jì)并制造的整個(gè)過程均可以使用抗干擾對策、元件，所以，即便在不良工業(yè)環(huán)境下，同樣能運(yùn)行穩(wěn)定。

2.2.4 體積小重量低

PLC 可將微電子技術(shù)運(yùn)用到工業(yè)設(shè)備的產(chǎn)品，具有體積小、重量低的特點(diǎn)，功能消耗不會很大，而且PLC抗干擾方面能力較強(qiáng)，能夠在設(shè)備內(nèi)部裝入，滿足機(jī)電一體化相關(guān)要求，對設(shè)備加以有效控制。

2.2.5 編程簡單

PLC 技術(shù)使用繼電控制梯形圖編程，能保證傳統(tǒng)控制路線的清晰性?？紤]到工廠企業(yè)電氣技術(shù)人員讀圖、編程水平相關(guān)情況，需要注意的是，梯形圖語言編程元件可滿足符號、表達(dá)方式、繼電器控制電路原理等要求，經(jīng)閱讀PLC用戶手冊，電氣技術(shù)人員即可以很好地掌握梯形圖編制控制程序，發(fā)揮出功能圖、語句編程語言的功能［3］。

3 電氣自動化控制設(shè)備可靠性測試方法研究

3.1 實(shí)驗(yàn)室測試方法

實(shí)驗(yàn)室測試，即對實(shí)驗(yàn)室電氣自動化控制設(shè)備運(yùn)行環(huán)境模擬（見圖1），然后對產(chǎn)品是否可靠作以測試。通過研究發(fā)現(xiàn)，這種測試方法會對實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)條件加以控制，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。其不足之處：無法模擬真實(shí)電氣自動化控制環(huán)境，因此使得應(yīng)用存在一定的局限。

圖1 電氣自動化實(shí)驗(yàn)室

3.2 保證性測試

電氣自動化控制設(shè)備經(jīng)工廠發(fā)出后會接受保證性測試，電氣自動化控制系統(tǒng)組成復(fù)雜、元件數(shù)量較多，隨著元件數(shù)量不斷增長，故障發(fā)生率隨之增長，工件出廠時(shí)，應(yīng)對所有零部件實(shí)行測試。保證性測試的不足之處：花費(fèi)時(shí)間長，測試復(fù)雜，同時(shí)，所有部件出廠產(chǎn)品均需進(jìn)行該方面的測試，部件保證性測試周期較長，故此不建議在大型產(chǎn)品中運(yùn)用。

3.3 現(xiàn)場測試方法方法

該種測試為測試電氣自動化控制設(shè)備的常用手段，可通過現(xiàn)場試驗(yàn)獲得試驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、處理?，F(xiàn)場測試方法的應(yīng)用不但能減少試驗(yàn)設(shè)備數(shù)量、試驗(yàn)投入資金，并且能夠提供良好的工作環(huán)境，對產(chǎn)品的可靠性進(jìn)行準(zhǔn)確測試。

4 PLC技術(shù)發(fā)展、研究現(xiàn)狀

PLC技術(shù)在工業(yè)控制自動化領(lǐng)域中運(yùn)用效果較好，不同的自動化控制設(shè)備控制方案的形成，為促進(jìn)DCS、工業(yè)PC提供了良好的支持。然而，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用過程中容易受到其他技術(shù)影響，會為工業(yè)PC帶來的沖擊。全世界PLC 生產(chǎn)廠家數(shù)量較多，而且生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量和類型較多。我國PLC 市場主要以國外產(chǎn)品為主，通過數(shù)年的研究、發(fā)展，我國PLC生產(chǎn)廠家有30家左右，但是未達(dá)到制造產(chǎn)業(yè)化的效果。聯(lián)系我國PLC應(yīng)用情況來看，在行業(yè)中運(yùn)用良好，2005年，PLC 國內(nèi)市場銷量約為30萬套，每年以10%的速度不斷增長。

微型化、網(wǎng)絡(luò)化、PC化、開放化等作為PLC未來發(fā)展的基本方向。早期的PLC 自動化體積較大、價(jià)格較高，但隨著微型PLC產(chǎn)品的價(jià)格越來越合理，在軟PLC控制組態(tài)軟件的優(yōu)化和發(fā)展下，PLC組態(tài)軟件安裝、控制市場份額增加。過程控制中，技術(shù)擴(kuò)展為主要趨勢，近年來，PLC 供應(yīng)商提供了jemet 接口，PLC 可朝著開放式控制系統(tǒng)的方向發(fā)展，特別是工業(yè)PC控制系統(tǒng)發(fā)展前景較好［4］。

5 軟PLC 技術(shù)體系結(jié)構(gòu)及PLC 關(guān)鍵技術(shù)解決方法、產(chǎn)品相關(guān)情況

以往的PLC 控制技術(shù)主要經(jīng)現(xiàn)場總線連接PLC，上位機(jī)對不同PLC 狀態(tài)加以監(jiān)督、控制、分析等，在此之后，將信息反饋于管理層，如此一來，不但耗時(shí)過長，而且通信便捷性會受到不良影響。軟PLC技術(shù)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能達(dá)到工廠設(shè)備、管理層通信的目的，不僅操作簡便、可靠，并且利于促使企業(yè)管理、控制信息集成。Web服務(wù)器、FTP 服務(wù)器能進(jìn)行PLC 程序更新、維護(hù)、工作狀態(tài)分析等，TCP/IP 通信協(xié)議組件管理SoftPLC、Internet連接，C/C++程序組件、Java 程序組件處理接收PLC 指令，然后實(shí)行具體解析，經(jīng)I/O接口、設(shè)備接口，對I/O設(shè)備、接口卡、其他設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格控制。

Windows NT 在軟實(shí)時(shí)控制中應(yīng)用效果尚可，但在硬實(shí)時(shí)控制中使用效果不理想，為促使軟PLC 技術(shù)在工業(yè)控制中發(fā)揮出最大的作用，可通過以下幾種方案處理。（1）PLC 系統(tǒng)運(yùn)行擴(kuò)展Windows NT 系統(tǒng)，在此之上，開發(fā)實(shí)時(shí)內(nèi)核、硬實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。（2）促使Windows NT 操作系統(tǒng)和實(shí)時(shí)內(nèi)核融合，即為將Windows NT 操作系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)時(shí)內(nèi)核服務(wù)，使得控制、實(shí)時(shí)功能均較Windows NT操作系統(tǒng)應(yīng)用程序等級優(yōu)先。（3）PLC系統(tǒng)運(yùn)行到嵌入式操作系統(tǒng)中。需要注意的是，工業(yè)控制領(lǐng)域中，運(yùn)行SoftPLC 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，主要依賴Windows NT操作系統(tǒng)、獨(dú)立NT操作系統(tǒng)兩類。

6 電氣自動化控制中PLC技術(shù)的運(yùn)用舉措

6.1 PLC技術(shù)在順序控制中的應(yīng)用要點(diǎn)

PLC 控制系統(tǒng)為順序控制器、電氣領(lǐng)域中的工序控制模式常用的類型，在較多電氣工程中得到了很好的運(yùn)用。電氣工程控制系統(tǒng)中采用PLC 技術(shù)處理，使用分層控制系統(tǒng)，經(jīng)主站控制模塊、傳感器及配套制動控制模塊等，實(shí)現(xiàn)各模塊協(xié)調(diào)運(yùn)行的效果、電氣工程自動化控制最佳效果。近年來，越來越多火電發(fā)電廠中使用了這一技術(shù)處理，能對生產(chǎn)整個(gè)過程加以順序控制，及時(shí)清理發(fā)電期間產(chǎn)生的飛灰、爐渣。在這個(gè)過程中，需加強(qiáng)對主站層、遠(yuǎn)程、現(xiàn)場傳感器方面控制聯(lián)動的重視，主要的目的為實(shí)行遠(yuǎn)程一體化控制，降低電氣工程運(yùn)行階段相關(guān)控制需要，促使電氣工程自動化控制工作質(zhì)量、安全得到保證。

6.2 PLC技術(shù)在閉環(huán)控制中的應(yīng)用要點(diǎn)

電氣工程中的泵類電氣設(shè)備運(yùn)用PLC技術(shù)對電機(jī)啟動，可達(dá)到閉環(huán)控制的效果，使用PLC 技術(shù)，加強(qiáng)對電機(jī)模板智能化方向控制，便于對電機(jī)設(shè)備開啟加以合理調(diào)節(jié)，獲得電氣主設(shè)備泵智能化開啟、關(guān)閉的理想效果。這時(shí)，在加強(qiáng)電氣工程整體生產(chǎn)工作效率的同時(shí)，還能促進(jìn)電氣工程自動化控制，因而建議在電氣自動化控制閉環(huán)控制中運(yùn)用PLC 技術(shù)，從而切實(shí)提升電氣工程的生產(chǎn)效率及安全性。

6.3 PLC技術(shù)在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用要點(diǎn)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，系統(tǒng)、相關(guān)設(shè)備能獲得技術(shù)方面的支持，在電氣自動化控制中得到很好的應(yīng)用。數(shù)控系統(tǒng)類型較多，同時(shí)涉及專業(yè)領(lǐng)域非常多，點(diǎn)位型應(yīng)用層中常會應(yīng)用到PLC 技術(shù)，點(diǎn)位型數(shù)控系統(tǒng)無法移動，站在生產(chǎn)運(yùn)行角度看，這個(gè)過程應(yīng)獲得單板機(jī)、全功能數(shù)控裝置的支持。采取PLC技術(shù)處理，可以發(fā)揮出上述裝置的作用，保證其整體工作質(zhì)量，并為提高生產(chǎn)效率打下良好基礎(chǔ)。

6.4 PLC技術(shù)在開關(guān)量控制中的應(yīng)用要點(diǎn)

以往，電氣工程自動化控制中會采用機(jī)械繼電器控制開關(guān)量。然而，需要注意的是，機(jī)械繼電器缺乏繼電保護(hù)反饋時(shí)長，運(yùn)行速度不會很快，此時(shí)無疑會對電氣工程自動化控制埋下一定的安全隱患，無法提高電氣工程整體生產(chǎn)質(zhì)量。針對于此，可將PLC 技術(shù)當(dāng)作虛擬繼電器在電氣工程開關(guān)量控制中加以運(yùn)用，目的是加強(qiáng)開關(guān)量控制反應(yīng)，將數(shù)據(jù)存儲、智能化控制整合起來，在這個(gè)過程中，若是發(fā)現(xiàn)異常，便于及時(shí)處理，符合自動化系統(tǒng)對開關(guān)量控制方面的要求。

6.5 PLC技術(shù)在公路交通系統(tǒng)中的應(yīng)用要點(diǎn)

PLC 技術(shù)抗干擾性能較強(qiáng)，能確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定及可靠，在公路交通系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，特別為復(fù)雜交通要道使用這一技術(shù)處理，能夠達(dá)到控制交通信號燈、無人管理的效果。其應(yīng)用優(yōu)勢在于：節(jié)省人力、物力資源，在公路收費(fèi)口應(yīng)用智能化控制，效果理想。近年來，我國交通道路發(fā)展前景較好，收費(fèi)站工作量較大，實(shí)行傳統(tǒng)控制要求時(shí)實(shí)行維護(hù)，這時(shí)必然會加大工作量、公路工作壓力。因而，建議把PLC技術(shù)用于公路交通系統(tǒng)中，旨在轉(zhuǎn)變工作模式，降低工作量，促使交通系統(tǒng)滿足方便、靈活的要求［5］。

6.6 PLC技術(shù)在開關(guān)系統(tǒng)控制中的應(yīng)用要點(diǎn)

電氣工程自動化控制期間，設(shè)備使用開關(guān)系統(tǒng)容易受到外界因素影響，趨于該種狀態(tài)下，則會引發(fā)短路問題。通過使用PLC技術(shù)，利于規(guī)避上述問題的出現(xiàn)。開關(guān)控制中應(yīng)用PLC技術(shù)，在實(shí)行電氣操作、編輯信息的同時(shí)，能夠有效改善控制條件，使得系統(tǒng)的安全系數(shù)得到提高。PLC 技術(shù)處理速度較快，主要體現(xiàn)在能夠縮短控制繼電器響時(shí)間，而且對促使資源得到合理的利用有積極的作用。選用PLC技術(shù)處理防止發(fā)生短路現(xiàn)象的同時(shí)，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)設(shè)備可正常應(yīng)用。電氣工程自動化控制時(shí)，PLC技術(shù)的應(yīng)用同樣有一定的不足，這就要求聯(lián)系技術(shù)特點(diǎn)，進(jìn)行各方面的分析、研究，進(jìn)而使得PLC 技術(shù)的應(yīng)用作用發(fā)揮到最大，從根本上確保開關(guān)系統(tǒng)的整體控制效果。采用PLC技術(shù)對數(shù)控機(jī)床加以控制，會將原加工方法集成為系統(tǒng)，在保證整體加工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，很好地彌補(bǔ)以往機(jī)床的不足，簡化機(jī)床控制操作。此外，通過使用該項(xiàng)技術(shù)機(jī)器，能對液壓機(jī)械功能加以控制。

6.7 PLC 技術(shù)在空氣壓縮環(huán)節(jié)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用要點(diǎn)

電氣傳動系統(tǒng)中，空氣壓縮環(huán)節(jié)為重點(diǎn)部分。之前，空氣壓縮會使用單片機(jī)完成，這個(gè)過程時(shí)間較短，獲取數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確度欠佳。如果受到外界因素影響，監(jiān)控問題則會暴露出來。PLC 技術(shù)屬于電氣壓縮監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分，能夠有效處理上述問題。例如，采礦時(shí)，電氣設(shè)備需實(shí)行操作監(jiān)控，使用PLC 技術(shù)處理，在空氣壓縮時(shí)，對選型、技術(shù)情況加以全面監(jiān)控，以此在第一時(shí)間找到存在的問題，進(jìn)行溫度、壓力變化數(shù)據(jù)收集相關(guān)工作，提高空氣壓縮操作的有效性［6］。

6.8 PLC技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用的要點(diǎn)及效果

（1）PLC技術(shù)在順序控制中應(yīng)用，可降低電氣自動化系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)間；（2）PLC 技術(shù)在交通系統(tǒng)中應(yīng)用，能實(shí)現(xiàn)無人管控、信號燈自動運(yùn)行的效果；（3）PLC 技術(shù)在機(jī)械電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用，能夠提高控制準(zhǔn)確性，減少故障問題發(fā)生率；（4）PLC技術(shù)在空氣壓縮環(huán)節(jié)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用，利于保證收集故障數(shù)據(jù)的真實(shí)性、完整性；（5）PLC 技術(shù)在中央空調(diào)中應(yīng)用，空調(diào)制冷故障問題發(fā)生率會得到有效控制；（6）PLC技術(shù)在電池生產(chǎn)中應(yīng)用，生產(chǎn)流程控制精細(xì)管理效果較佳［7］；（7）PLC 技術(shù)在運(yùn)動控制中應(yīng)用，在圓周運(yùn)動/直線運(yùn)動控制中應(yīng)用，站在控制機(jī)構(gòu)配置的角度來看，采用的為專業(yè)運(yùn)動控制模塊，驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)/伺服電機(jī)單軸或是多軸位置控制模塊，PLC廠家產(chǎn)品均具備運(yùn)動控制功能，在不同類型機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人和電梯等中運(yùn)用的效果均較好；（8）PLC 技術(shù)在數(shù)據(jù)處理和通信、聯(lián)網(wǎng)控制中應(yīng)用，現(xiàn)代PLC在數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，以及排序、查表和微操作方面功能均具備，所以能夠很好地采集、分析并處理數(shù)據(jù)信息。除此之外，數(shù)據(jù)與存儲于存儲器中的參考值相比，控制操作時(shí)可以發(fā)揮出通信功能，將通信數(shù)據(jù)傳輸至智能裝置中。數(shù)據(jù)處理在大型控制系統(tǒng)如柔性制造系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)、食品工業(yè)系統(tǒng)、冶金系統(tǒng)等中應(yīng)用，均可獲得不錯(cuò)的效果。PLC通信涉及PLC間通信、PLC和其他智能設(shè)備間通信，計(jì)算機(jī)控制發(fā)展過程中工廠自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的速度非常快，不同PLC廠商能關(guān)注到PLC通信功能，生產(chǎn)出網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，且PLC均存在通信接口，從而可以為正常通信奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)［8-9］。

7 結(jié)語

PLC 技術(shù)作為新興技術(shù)，在電氣自動化控制中能夠發(fā)揮重要的作用，如順序控制、空氣壓縮環(huán)節(jié)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、公路交通系統(tǒng)等，因而建議在電氣自動化控制中廣泛應(yīng)用、推廣。