王勝卷

摘要：目前，隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，促進(jìn)著電氣自動化設(shè)備普遍應(yīng)用，國家也特別重視電氣自動化技術(shù)在企業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用，為企業(yè)發(fā)展運行帶來極大便利。PLC控制系統(tǒng)作為電氣自動化設(shè)備的核心技術(shù)，在應(yīng)用過程中有著很高的可靠性、實用性以及適應(yīng)性。PLC控制系統(tǒng)在任何設(shè)備任何領(lǐng)域間都可以靈活運用。因此重視PLC控制系統(tǒng)在電氣自動化設(shè)備中的應(yīng)用分析，對于電氣行業(yè)未來發(fā)展具有重要意義。

關(guān)鍵詞：電氣自動化設(shè)備;PLC;控制系統(tǒng);應(yīng)用分析

前言：隨著我國科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步，電氣自動化設(shè)備也得到了不錯發(fā)展，但是在電氣自動化設(shè)備運行過程中，傳統(tǒng)控制技術(shù)已經(jīng)難以滿足工業(yè)對于設(shè)備的需求，傳統(tǒng)控制技術(shù)的缺點逐漸顯露出來。為了不斷提升電氣自動化設(shè)備控制效果，PLC控制技術(shù)逐漸被人們所發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)控制技術(shù)相比，PLC控制技術(shù)在靈活性、穩(wěn)定性、可靠性等方面都略勝一籌。因此，本文對PLC控制系統(tǒng)的原理以及應(yīng)用特點進(jìn)行分析，對于PLC控制系統(tǒng)在電氣自動化設(shè)備中的應(yīng)用做具體闡述。

一、PLC控制系統(tǒng)的原理分析

PLC控制系統(tǒng)在應(yīng)用過程中分為三個階段：采樣輸入階段、指令執(zhí)行階段、輸出階段。在采樣輸入階段，利用邏輯控制系統(tǒng)對輸入信息進(jìn)行讀取且存儲，做好數(shù)據(jù)詳細(xì)記錄，完成采樣后對信息進(jìn)行規(guī)范化存儲，并檢查脈沖信號是否穩(wěn)定，保證能夠準(zhǔn)確輸入采樣[1]。在指令執(zhí)行階段，系統(tǒng)自動按照安排好的順序及線路，進(jìn)行指令操作，若系統(tǒng)自動運行完畢意味著執(zhí)行階段操作完成，進(jìn)行下一項輸出階段，作為PLC控制系統(tǒng)最后運行部分，在可編程控制器完成所有執(zhí)行命令后，自動對信息及數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、鎖存電路，從而實現(xiàn)完整的電氣自動化控制。

二、電氣自動化設(shè)備中控制系統(tǒng)PLC的特點分析

（一）實現(xiàn)迅速反應(yīng)

在PLC控制系統(tǒng)中，繼電器是其構(gòu)造中關(guān)鍵部分，繼電器直接影響著電氣自動化設(shè)備運行質(zhì)量。與傳統(tǒng)的控制技術(shù)相比，PLC控制系統(tǒng)中的繼電器不需要導(dǎo)線進(jìn)行連接，也不需要考慮不同點位間的返回系數(shù)，使得整個系統(tǒng)在運行過程中反應(yīng)更快，信息處理效率更高。

（二）操作便捷

運用PLC控制系統(tǒng)的電氣自動化設(shè)備，對于提高自動化設(shè)備管理水平、提高工作效率有著較大影響。與傳統(tǒng)控制技術(shù)相比，PLC控制技術(shù)在操作性方面更加具有優(yōu)越性，其工作指令也相對簡單、一目了然，大大降低了工作人員對于設(shè)備指令的理解難度，從而簡化設(shè)備操作難度、提高工作效率。因此在PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用過程中由于其系統(tǒng)操作便捷性，對于操作人員專業(yè)技能要求并不高，可以減輕企業(yè)人員方面運行成本[2]。

（三）安全性有保障

將PLC控制技術(shù)應(yīng)用到電氣自動化設(shè)備中，可以將其系統(tǒng)穩(wěn)定性、安全性變現(xiàn)得淋漓盡致。對于電氣自動化設(shè)備來講，安全、穩(wěn)定運行是保證工作效率的前提，應(yīng)用PLC控制技術(shù)的電氣自動化設(shè)備，對于設(shè)備的抗干擾能力有很大提升，從而保證設(shè)備安全、穩(wěn)定運行，從而提高企業(yè)生產(chǎn)效率，促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

三、電氣自動化設(shè)備中控制系統(tǒng)PLC的運用分析

（一）順序控制中控制系統(tǒng)PLC的應(yīng)用

在應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)的電氣自動化設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中，順序控制是其控制系統(tǒng)內(nèi)最關(guān)鍵也是最重要的控制方式之一。運用PLC控制系統(tǒng)可以對順序控制進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，對于控制資源消耗有著相當(dāng)重要意義，在運用過程中應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，保證順序控制可以在PLC控制系統(tǒng)中變現(xiàn)得更加協(xié)調(diào)，促進(jìn)其節(jié)約資源效果展現(xiàn)，從而提升PLC控制系統(tǒng)自身價值[3]。根據(jù)實際運行情況分析，在順序控制中應(yīng)用PLC控制技術(shù)，可以極大提升自動化設(shè)備運行能力，從而提高設(shè)備工作效率以及企業(yè)運行效益。

（二）開關(guān)量控制中控制系統(tǒng)PLC的應(yīng)用

在自動化設(shè)備運行過程中，除了順序控制，開關(guān)量控制有著相當(dāng)重要的地位[4]。運用PLC控制系統(tǒng)的開關(guān)量控制技術(shù)，可以對設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)且高效控制，從而促進(jìn)電氣自動化設(shè)備穩(wěn)定運行，避免一系列由于管理不當(dāng)所導(dǎo)致的安全事故發(fā)生。在將PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用在開關(guān)量控制中時，首要需要考慮開關(guān)使用量控制，合理控制開關(guān)使用量可以極大程度地促進(jìn)信息資源整合，使開關(guān)量控制發(fā)揮其實際應(yīng)用效益，從而保證對系統(tǒng)內(nèi)安全隱患有效處理，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，提高自動化設(shè)備運行效率，促進(jìn)企業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展。

（三）閉環(huán)控制中控制系統(tǒng)PLC的應(yīng)用

閉環(huán)控制不僅是電氣自動化設(shè)備中的關(guān)鍵組成，還是應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)的目的之一。因此，閉環(huán)控制在電氣行業(yè)很多設(shè)備運行過程中其作用都不容忽視[5]。在閉環(huán)控制中應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)，不僅可以提高電氣自動化設(shè)備管理能力，還可以引導(dǎo)電氣自動化設(shè)備發(fā)展方向。例如：在電氣行業(yè)，在對泵類設(shè)備啟動管理過程中，傳統(tǒng)泵類啟動方式需要進(jìn)行人工啟動與設(shè)備自動啟動相結(jié)合方式才可對設(shè)備進(jìn)行有效啟動。在對閉環(huán)系統(tǒng)應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)之后，可以與設(shè)備形成高度匹配性，避免自動化設(shè)備由于其控制系統(tǒng)自身矛盾，出現(xiàn)故障。在閉環(huán)控制中融入PLC控制系統(tǒng)，可以對電氣自動化設(shè)備運行進(jìn)行相應(yīng)優(yōu)化改善，提高設(shè)備運行效率，將開關(guān)量控制與閉環(huán)控制相結(jié)合，可以進(jìn)一步提升設(shè)備穩(wěn)定性，保證企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

（四）西門子S7-1200 PLC在工廠監(jiān)控過程中的應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下：

基于廠內(nèi)的工業(yè)以態(tài)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)平臺，采用集散型控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)Ethernet和Modbus工業(yè)現(xiàn)場總線組網(wǎng)，是典型的三級控制系統(tǒng)，即現(xiàn)場設(shè)備層、現(xiàn)場控制層、中央控制層。

現(xiàn)場設(shè)備層： 分為現(xiàn)場傳感器或設(shè)備控制器和現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)兩部分?，F(xiàn)場傳感器或控制器負(fù)責(zé)對特殊專用設(shè)備的控制和數(shù)據(jù)采集;現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)將采集到的數(shù)據(jù)匯總到現(xiàn)場控制層的PLC。此網(wǎng)絡(luò)是RS485 Modbus現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)。

現(xiàn)場控制層：以西門子PLC S7-1200為控制核心（實驗室站點帶有觸摸屏人機(jī)界面），自動和手動控制各個站點具體的電氣設(shè)備，監(jiān)視設(shè)備的運行狀況，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行參數(shù)設(shè)定（觸摸屏具備設(shè)備檢修狀態(tài)設(shè)定功能，被設(shè)定為檢修狀態(tài)的設(shè)備自動禁止投入運行），有實時報警顯示和歷史報警記錄;同時對現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，用以態(tài)網(wǎng)的方式傳輸?shù)街醒肟刂茖?。在中央控制層通訊發(fā)生故障時，現(xiàn)場控制層能連續(xù)獨立地控制和其有關(guān)的設(shè)備（各分站都處于各分站PLC自控狀態(tài)下）;同時故障區(qū)域控制層的分站控制層通過其自身自動化信息監(jiān)控系統(tǒng)獨立工作;當(dāng)分站控制層發(fā)生通訊故障時，不影響上層通訊界面的通訊，分站通過其自動控制系統(tǒng)獨立控制。如下圖

中央控制層：以數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、歷史存儲和網(wǎng)絡(luò)發(fā)布服務(wù)器、操作員站和工程師站以及西門子軟件Wincc7.4、Wincc History歸檔變量，組成雙機(jī)冗余中央監(jiān)控系統(tǒng)，實時精確的監(jiān)控設(shè)備動態(tài)運行情況，提供各種參數(shù)，方便操作人員進(jìn)行查閱，并對其分析、處理、調(diào)整?，F(xiàn)場控制器以相關(guān)參數(shù)自動控制相關(guān)設(shè)備，來達(dá)到控制目的。整體結(jié)構(gòu)如圖

結(jié)束語：綜上所述，經(jīng)過細(xì)致分析發(fā)現(xiàn)，PLC控制技術(shù)應(yīng)用在電氣自動化設(shè)備中，對于電子自動化設(shè)備的運行質(zhì)量以及發(fā)展都有著深遠(yuǎn)影響。利用閉環(huán)控制、開關(guān)量控制、順序控制等方式提高電氣自動化設(shè)備運行能力，使得電氣自動化設(shè)備擁有更多創(chuàng)新點，促進(jìn)PLC控制技術(shù)在電氣自動化設(shè)備中得以更好發(fā)展，從而在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推進(jìn)下，進(jìn)一步提高電氣行業(yè)綜合水平。

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