張宏

摘要：為了實現(xiàn)對自動化機械設備的靈活控制，降低自動化機械設備的控制要求和生產(chǎn)成本，提高機械設備運行可靠性，技術人員研發(fā)了PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)是將計算機技術與機械技術相結合，運用計算機編程實現(xiàn)對機械設備的自動化控制。它具有體積小、可靠性高、模塊化組合靈活、功能強大、編程方便、適應工業(yè)環(huán)境、安裝維護簡單以及運行速度快等特點，應用越來越廣泛，已經(jīng)被稱為現(xiàn)代工業(yè)的三大支柱（即PLC、機器人和CAD/CAM）之一。本文就PLC控制系統(tǒng)的運用與實現(xiàn)加以探討和分析。

關鍵詞：PLC控制系統(tǒng);電氣自動化設備;運用;

一、PLC技術的概述

所謂PLC（Programmable Logic Controller）主要是指可編程控制器。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。計算機技術以及自動化技術兩者的融合，就能形成PLC技術。PLC的主要硬件構成要素分別是CPU、存儲器、編程器、數(shù)據(jù)接口這四個重要構成部分。利用PLC技術不但能提升機械設備的自動化程度，同時也能提升其應用效率和可靠性。

二、電氣自動化設備中PLC控制系統(tǒng)的功能及特點

1、編程相對簡單，使用方便。PLC系統(tǒng)編程簡單容易上手，甚至不需要掌握計算機知識，只是采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言即可完成編程，因此系統(tǒng)開發(fā)只需要很短的周期，容易進行現(xiàn)場調(diào)試，另外PLC還可以在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件。

2、PLC功能強大，性價比高。PLC內(nèi)有大量且完備的可供用戶使用的編程擴展模塊，可以實現(xiàn)非常復雜的控制功能。它與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，具有很高的性價比。PLC可以通過通信聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)分散控制，集中管理。

3、硬件配套完備，用戶使用方便，適應性強。PLC產(chǎn)品已經(jīng)標準化、系列化、模塊化，配備品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線即可。PLC有較強的帶負載能力，可以直接驅(qū)動一般的電磁閥和小型交流接觸器。硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應工藝條件的變化。

4、可靠性高，抗干擾能力強。傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)使用了大量的中間繼電器、時間繼電器，一旦觸點接觸不良，容易出現(xiàn)故障。PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關的少量硬件元件來實現(xiàn)系統(tǒng)運行，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1%-10%，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強的抗干擾能力。

5、系統(tǒng)的設計、安裝、調(diào)試工作量少。PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，使控制柜的設計、安裝、接線工作量大大減少。PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設計法來設計。對于復雜的控制系統(tǒng)，設計梯形圖的時間比設計相同功能的繼電器系統(tǒng)電路圖的時間要少得多。PLC的用戶程序可以在實驗室模擬調(diào)試，輸入信號用小開關來模擬，通過PLC上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號的狀態(tài)。現(xiàn)場安裝調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通過修改程序就可以解決，大幅減少系統(tǒng)的調(diào)試時間。

6、維修工作量小，維修方便。PLC的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。PLC或外部的輸入裝置和執(zhí)行機構發(fā)生故障時，可以根據(jù)PLC上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故。

三、電氣自動化設備中PLC控制系統(tǒng)的運用及實現(xiàn)

1、利用順序操控，提高工作效率

在電氣自動化設備運行時，隨著使用年限的增加，能耗和電氣故障率增加，維護維修成本增加，導致企業(yè)生產(chǎn)成本投入增加，效益降低。PLC控制系統(tǒng)的運用，可以將此弊端進行優(yōu)化，也可以降低電能消耗，起到節(jié)省能源的效果，給企業(yè)帶來更好的效益。并且，PLC控制系統(tǒng)自身具備良好的安全性能，可以結合系統(tǒng)設定流程來對設備實施管控，由于使用邏輯語言編程，可有效避免手動操作的不穩(wěn)定性。PLC控制系統(tǒng)流程管控方式，可以對電氣自動化設備開關量加以管控，同時把電氣自動化設備各個運行環(huán)節(jié)實施監(jiān)控，讓設備操作更加簡便可靠，當其中一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障時，會自動報警或者停機，確保電氣自動化設備的運行安全，減少設備事故發(fā)生概率。

2、用于閉環(huán)控制，簡化操作方法

PLC控制系統(tǒng)能夠運用在閉環(huán)控制中，簡化電氣自動化設備操作方式，提升整體工作效率。電氣自動化設備中閉環(huán)控制系統(tǒng)，一般以溫度、壓力、流量、轉速類控制集中運用為主，結合各種不同的工作需求和標準，選擇合理的PLC控制系統(tǒng)，可以讓電氣自動化設備處于科學運作狀態(tài)。PLC控制系統(tǒng)由于在閉環(huán)控制方面具備強大的的技術優(yōu)勢，可以運用于各個種類的電氣自動化設備中，將原始的閉環(huán)管控方式加以優(yōu)化，提升閉環(huán)控制的便捷性，并且確保電氣自動化設備運行安全。

3、控制開關量，增加安全性

電氣自動化設備中的開關量一般對磁性繼電器實施管控，管控方式較為繁瑣，故障較多，降低設備應用的可靠性和安全性。然而，把PLC控制系統(tǒng)運用到開關量管控中，可以避免上述問題，不但推動了新型繼電器的研發(fā)，而且對實現(xiàn)智能制造奠定了一定的工業(yè)應用基礎。另外，采用PLC進行開關量控制，不需要對磁性因素加以探究，讓開關量管控按照程序的邏輯關系結合開關位置相關流程來實現(xiàn)操作，確保了控制可靠性和安全性。

四、電氣自動化控制中PLC的應用趨勢

PLC控制系統(tǒng)操作簡便， PLC系統(tǒng)應用于電氣自動化控制，系統(tǒng)傳遞的指令都相對比較簡單，因而能夠方便工作人員理解，進而在一定程度上降低了操作和維護難度。如此一來，就能在確保整個電氣自動化的設備能夠工作正常，且沒有任何安全事故的前提下，不需要去特別尋找技術能力較高的工作人員，這不僅提高了工作效率，也降低了用人成本，對于整個企業(yè)的發(fā)展有著極大的幫助。由于其本身有著諸多的優(yōu)點，（如可靠性強、體積小，重量輕，能耗低以及響應迅速）等，隨著經(jīng)濟的回暖和國家政策的推動，基于對更高自動化程度和更高能效的自動化產(chǎn)品的需求，制造業(yè)會越來越多地應用PLC，這給PLC的創(chuàng)新與發(fā)展提供了不竭的動力。

結束語

綜上所述，現(xiàn)階段電氣自動化設備發(fā)展十分迅速，但是其仍然存在著許多缺陷。PLC控制技術的應用，能夠大大改善此類問題，不僅能夠保證設備安全穩(wěn)定的運轉，而且還大幅提高了控制的效率。在未來，PLC技術還會有著更大的發(fā)展空間以及應用領域，電氣自動化在現(xiàn)代科技的運用越來越廣泛，對于我們國家的科技與經(jīng)濟都有著十分重要的影響。因此需要結合應用領域繼續(xù)對其研究，提升工業(yè)自動化控制水平。

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