探究电气工程及自动化中PLC技术的运用

2016-12-12聂宇

中国新技术新产品 2016年16期

关键词：编程电气工程电气

聂宇

（西南石油大学，四川成都 610500）

探究电气工程及自动化中PLC技术的运用

聂宇

（西南石油大学，四川成都 610500）

可编程控制器即PLC，主要以微型计算机为基础，常用于工业生产中的自动化控制，因其体积小、应用性高、工作效率高等显著特点，在许多领域如工业生产、电气自动化及食品生产与检测等都有它的身影。本文分析了PLC技术相关原理及特点，并指出其在电气工程及其自动化领域的优势与应用。

PLC技术；电气工程及自动化；运用

0.引言

随着工业生产的不断进步，现代社会的劳动力成本也随之不断上涨，精简人力资源结构，扩大机械智能化程度已成为工业发展的必然趋势。就目前而言，现代工业领域多数采用PLC技术，由于其体积小、便于安装、通用型程度高，应用程度非常之高。通过PLC技术，使用者可以自行编写程序，定制属于自己的个性化控制方式，极大地促进了电气工程及其自动化的发展，实现灵活性、适用性的特点。同时PLC的功能广泛且强大，加上具有非常突出的性价比、非常高的可靠性及低功耗等特点，在自动化控制中占据着核心地位，为我国创建电气自动化控制的自主知识产权提供了技术支撑，推进电气工程及其自动化不断发展。

1. PLC概述及其原理介绍

1.1PLC技术概述

PLC技术源于20世纪70年代，在汽车工业中初显峥嵘。随着PLC的运算算法提升、处理速度加快及各种控制功能增加，再加上商业化的不断推广，电气工程及其自动化设备中可以随处看到它的身影。在电气及自动化设备生产过程中，PLC技术的应用的控制形式主要基于DCS集散控制系统以及FCS总线控制系统。针对未来PLC技术发展趋势，将不仅仅局限于基础系统，而会是多方面分布与开放的控制系统。

1.2PLC系统工作原理

PLC系统的工作运行主要分为两个阶段，输入采样阶段和用户执行阶段。首先，PLC系统第一个阶段是输入采样阶段，扫描可编程逻辑控制器后，能够对数据及录入状态进行读取，然后做出相应的记录，把所记录的信息再存入相应的单元中，输入采样完成以后，还应该掌握好用户程序执行状况，此时会经历两个过程，输入状态的改变和相关数据的改变，而原有单元内输入好的数据并不会出现变化，保证脉冲信号的输入宽度能够在一个扫描周期内，最重要保证无论哪种状态下，都能够读取输入的脉冲信号。PLC技术研究人员在研究过程中必须要保证PLC系统的整体运行稳定，只有这样，才能保证PLC系统的控制能力最大限度发挥。

2. PLC技术特点

2.1编程、安装调试简单，通用性高

使用者需要对PLC进行编程，并不需要专门学习某一种计算机语言，因为现在大部分PLC都可以进行程序语言互译，使用者只需用自己经常使用的计算机语言编程后，再用器件自带的翻译助手进行语言翻译，即可完成PLC的编程过程，大大降低了PLC编程的门槛。同时由于PLC安装调试方便，具有的外部接线也较少，使得实际操作系统的结构进一步简化，保证了系统运行周期的缩短，大大提升了工作效率。与此同时，为了进一步推广PLC的应用价值和适用范围，PLC在全世界都采用国际标准通信协议，即使生产PLC的厂家不一样，也能实现产品的互换互通，带给PLC调试极大的便利，也使得PLC的通信开放程度大大提升。

2.2安装体积小，功耗低

PLC装置作为集成电子线路技术的重要载体，它的安装尺寸一般都在10cm以下，同时质量也在150g以下，大大方便了机电一体化的实现。而且PLC在实际使用过程中的功率消耗仅仅只有个位数，极大地减少了能源的消耗，保证了资源的有效利用。

2.3较强的抗干扰能力

PLC技术的实际应用中，都采用符合国家标准的AS一工总线、Profibus总线以及DeviceNet现场总线，这些现场总线能够保证与PLC界面有着较高的契合度，确保通信功能不受干扰。

同时，PLC装置的制造工艺与电路排版都为了实现抗干扰而特别设计，能够实现在正常运行时对电磁及电路干扰实现防御，可靠性大大提升，也为保障PLC系统之间的通信不受干扰做出巨大贡献。目前，多重抗干扰技术在PLC装置中的运用也能够看见，促使PLC的工作能力进一步提升，哪怕是在极其恶劣的环境下，也能实现稳定运行。

3. PLC技术在电气工程及其自动化中的优势与应用

3.1PLC技术在电气工程及其自动化中的优势

PLC技术的优势随着近年来不断地发展，加上电气自动化水平上升，渐渐展露锋芒，而且PLC在制作与设计中运用了许多时下新型的计算机技术。由于PLC主要在电气设备自动化控制领域中大量使用，在获得广泛使用的情况后，直接使得电气设备产品的存储量直线飙升，而且由于计算机硬件水平的提高，处理速度更快，使得PLC技术的优势更加明显。相信在以后的电气工程及其自动化中，控制设备的生产优势将更加明朗，而且与实际生活的贴合度将不断提升，进一步完善人机之间的操作与被操作关系。只有不断推进PLC技术的应用及发展，才能满足日新月异的电气自动化控制设备的发展要求。随着PLC应用领域的不断扩张，电气设备自动化控制不再只是PLC应用的唯一点，其他方面也都可以采用PLC技术，例如计算机散热控制系统采用PLC进行散热控制。因为PLC处理速度快、网络分布宽泛、智能化密度高以及集成密度大等巨大优势，保证了电气设备自动化控制实现的基础条件。

3.2PLC技术在电气工程及其自动化中的应用

3.2.1PLC技术应用于顺序控制

许多企业采用PLC技术实现顺序控制，例如顺序控制使用于火力发电厂的除灰工作。发电厂发电过程中，电气工程及其自动化设备的质量直接影响着生产发电效率。而生产发电效率是考核发电厂企业经营状况的一个重要指标，为了实现发电厂发电生产效率的提升，必须提高PLC使用技术，PLC技术在这一点上的优势充分体现出来。一旦采用PLC技术。企业在经营成本上将无需付出太多，降低人工使用成本，而且操作人员可以直接在监控室实现生产监控，大大提升了操作人员的工作效率，进一步提高企业的运行效率。

3.2.2PLC技术应用于开关量控制

PLC技术的实质其实就是将其变为虚拟继电器，取代传统的机械实体继电器，来运用到电气自动化的控制当中。由于虚拟继电器本身具有反应时间十分短暂的特点，其反应时间可以直接忽略，所以开关量控制采用PLC技术具有十分明显的优势。传统的断路器采用机械继电器进行控制，反应时间较长，难以实现断路控制的快速进行，运用了PLC技术以后，可以改进反应时间缓慢的缺点，提高反应效率。

3.2.3PLC技术应用于数据控制

在电气工程及其自动化控制中，数据控制是一种非常根本的控制方式，经常可以见到的是统计控制和数学控制，采用PLC技术以后，可以满足数据控制的高处理速度要求。利用PLC编程以后，可以处理电气自动化中的数据，并且进行分析，能够让PLC按照电气自动化系统的要求对数据采取控制，实现一系列的电气自动化口令。

3.2.4PLC技术应用于分散控制

PLC技术应用于分散控制主要是指在分散系统中单独设置PLC装置，这种控制方式在电气工程及其自动化的流水线上非常常见。比如在生产流水线上，PLC装置在每个生产环节都设置，对生产进行控制，并且每个环节的生产控制只在该环节中起作用，而不对其他环节产生影响，这就是分散控制的应用体现，使得PLC即使独立性发挥出来，采用这样的控制方式能够大大保障企业效益。

3.2.5PLC技术应用于集中控制

PLC技术应用于集中控制与分散控制，采用集中式的控制方式，将所有的电气工程及其自动化控制设备都囊括到一个统一的控制系统中。然后利用电气控制的相互关系，使集中控制得以实现。在集中能够控制系统中，还可以利用PLC技术加载监控系统，在相同环境下运用监控系统，可以根据实际情况调节控制因素。