王云海 李永海

摘 要：近年來(lái)，中國(guó)制造在全世界逐漸產(chǎn)生影響力，而電氣自動(dòng)化無(wú)疑是中國(guó)制造重要的推動(dòng)和支撐力量。在電氣自動(dòng)化的發(fā)展歷程中，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的PLC技術(shù)的應(yīng)用與普及是其發(fā)展的強(qiáng)力支撐。本文中，筆者就PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的發(fā)展應(yīng)用及前景展開(kāi)研究。

關(guān)鍵詞：PLC；電氣自動(dòng)化；應(yīng)用；發(fā)展

引言

工業(yè)發(fā)展是一個(gè)國(guó)家國(guó)力強(qiáng)盛的重要方面，工業(yè)發(fā)展水平高低也是衡量一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化水平的重要因素。強(qiáng)大的工業(yè)發(fā)展背后是許許多多技術(shù)的支撐與進(jìn)步，特別是電氣自動(dòng)化的發(fā)展進(jìn)步可以反映一個(gè)國(guó)家的工業(yè)信息化水準(zhǔn)。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，電氣自動(dòng)化領(lǐng)域也出現(xiàn)了許多新興的應(yīng)用技術(shù)，尤其是PLC技術(shù)為應(yīng)用的遠(yuǎn)程控制技術(shù)、智能控制技術(shù)和信息控制技術(shù)等已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的重要技術(shù)。

一、PLC技術(shù)與電氣自動(dòng)化概述

1.PLC技術(shù)

PLC，即可編程邏輯控制器，是一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)操作的電子控制系統(tǒng)，是一種為工業(yè)控制應(yīng)用專門設(shè)計(jì)制造的一種自動(dòng)控制器。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC技術(shù)完美解決了傳統(tǒng)電氣控制中線路復(fù)雜、可靠性差、事故率高、反應(yīng)慢等缺點(diǎn)，已經(jīng)在電氣自動(dòng)化中得到了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。

和傳統(tǒng)的電氣系統(tǒng)相比，PLC技術(shù)具有反應(yīng)快、操作簡(jiǎn)單、可靠性強(qiáng)、功能完善、耗能少等優(yōu)點(diǎn)。PLC采用先進(jìn)的梯形圖方式編程，易于電氣人員掌握，便于推廣。即使對(duì)于一些普通的技術(shù)工人也可以輕易地上手。PLC技術(shù)可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用范圍進(jìn)行容量、功能以及應(yīng)用范圍的拓展，也可以通過(guò)與集散控制系統(tǒng)（DCS）或其他上位機(jī)的通信來(lái)擴(kuò)展功能，并可以與其他系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在硬件方面，在輸入/輸出（I/O）通道采用光電隔離技術(shù)，可以有效控制外部干擾信號(hào)對(duì)于控制系統(tǒng)的影響。PLC采用濾波器相關(guān)技術(shù)，有效地增強(qiáng)了PLC對(duì)電噪聲、電源波動(dòng)、電脈沖、振動(dòng)、電磁波等的干擾，是PLC在各種高溫、高壓、高干擾的環(huán)境中穩(wěn)定地工作。在軟件方面，PLC的監(jiān)控定時(shí)器可時(shí)時(shí)監(jiān)視執(zhí)行用戶在程序出錯(cuò)和程序調(diào)試時(shí)，避免因程序錯(cuò)誤而出現(xiàn)死循環(huán)，當(dāng)CPU、電池、輸入/輸出接口、通信等出現(xiàn)異常時(shí)，PLC可以自診斷檢測(cè)到這些錯(cuò)誤，并采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，以防止出現(xiàn)事故。即使停電時(shí)，后備電池會(huì)正常工作。PLC內(nèi)部電路主要采用微電子技術(shù)控制，具有體積小、質(zhì)量輕、便于安裝和操作的特點(diǎn)。這些特點(diǎn)使它很容易與其他機(jī)械設(shè)備組裝結(jié)合，組成機(jī)電一體化的設(shè)備。

2.電氣自動(dòng)化概述

所謂電氣自動(dòng)化主要是指研究與電氣工程相關(guān)的系統(tǒng)運(yùn)行、自動(dòng)控制、電力電子技術(shù)、信息處理、實(shí)驗(yàn)分析、研制開(kāi)發(fā)以及電子和計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域的一門科學(xué)。

目前，電氣自動(dòng)化已經(jīng)運(yùn)用到國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的各個(gè)行業(yè)，并取得了很大的成績(jī)。

二、PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

PLC技術(shù)已經(jīng)電氣自動(dòng)化中得到了非常廣泛的應(yīng)用，如在中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、火電系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)、數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面，都有著非常廣泛的應(yīng)用。本文就PLC技術(shù)在這些自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的闡述和探討。

1.PLC在中央空調(diào)上的應(yīng)用

中央空調(diào)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中扮演著重要的角色，是一種非常重要的的工業(yè)系統(tǒng)。例如，在電子行業(yè)中，有些電子組件的生產(chǎn)需要一種穩(wěn)定的溫度條件，一般需要借助中央空調(diào)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。在寫(xiě)字樓，大型的商業(yè)樓以及居民樓中，都需要用中央空調(diào)技術(shù)來(lái)控制室內(nèi)溫度。目前，中央空調(diào)冷凍系統(tǒng)的控制方式主要有早期的繼電器控制系統(tǒng)、直接數(shù)字式控制器和先進(jìn)的可編過(guò)程控制器（PLC）控制系統(tǒng)。其中，PLC控制系統(tǒng)憑借良好的智能化控制水平、優(yōu)越的抗干擾能力、可靠的運(yùn)行模式，已經(jīng)成為運(yùn)用最廣泛的中央空調(diào)控制系統(tǒng)。

2.PLC在公路交通系統(tǒng)上的應(yīng)用

隨著國(guó)家城市化的不斷推進(jìn)，公路交通系統(tǒng)已經(jīng)成為制約城市化水平發(fā)展的重要因素。很多城市都存在交通混亂、堵車嚴(yán)重等問(wèn)題。傳統(tǒng)的交通信號(hào)燈控制技術(shù)，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了公路交通系統(tǒng)的需要。因此，很多城市已經(jīng)將PLC技術(shù)應(yīng)用到交通信號(hào)燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，研發(fā)了PLC型交通信號(hào)燈控制器，這種技術(shù)使對(duì)交通信號(hào)燈的控制能力大大提高，使其對(duì)城市交通的適應(yīng)力能力大大增強(qiáng)。目前，國(guó)內(nèi)使用的PLC交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)在已經(jīng)可以對(duì)交通信號(hào)進(jìn)行全天候的無(wú)人管理。并且依靠PLC控制器良好的聯(lián)網(wǎng)通訊的功能，交通部門對(duì)各個(gè)信號(hào)燈統(tǒng)一調(diào)度和管理的能力大大增強(qiáng)，縮小了車輛信號(hào)燈的等候時(shí)間，加強(qiáng)了對(duì)城市交通的科學(xué)管理。

3.PLC在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化水平的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中一種必不可少的技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的數(shù)控系統(tǒng)有點(diǎn)位控制系統(tǒng)、直線控制系統(tǒng)和連續(xù)控制系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)主要通過(guò)全功能數(shù)控裝置和單板機(jī)控制，這兩種控制系

統(tǒng)都應(yīng)用了PLC技術(shù)，只不過(guò)在功能和應(yīng)用范圍上存在差異。全功能數(shù)控裝置的功能特別強(qiáng)大，價(jià)格非常昂貴。而基于PLC的單板機(jī)數(shù)據(jù)系統(tǒng)，價(jià)格便宜，一方面解決了傳統(tǒng)單片機(jī)中存在的設(shè)計(jì)硬件電路、接口電路、驅(qū)動(dòng)電路和抗干擾問(wèn)題，另一方面還能根據(jù)技術(shù)進(jìn)步對(duì)機(jī)床功能進(jìn)行升級(jí)，滿足了中小企業(yè)的發(fā)展需求，增加了企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的靈活性。

三、PLC技術(shù)的發(fā)展

隨著信息技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用將更加廣泛。下面主要分析一下PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化中應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)。

1.增強(qiáng)可靠性以及抗干擾能力

PLC技術(shù)一種專業(yè)化的自動(dòng)控制技術(shù)，是專門為工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)而進(jìn)行設(shè)計(jì)的，雖然PLC的適應(yīng)能力特別強(qiáng)。但是，如果生產(chǎn)環(huán)境過(guò)于惡劣，電磁的干擾性非常強(qiáng)，或者是使用方式不恰當(dāng)，就會(huì)容易出現(xiàn)運(yùn)算錯(cuò)誤或者是程序錯(cuò)誤等問(wèn)題，進(jìn)而引發(fā)錯(cuò)誤輸出，最終導(dǎo)致PLC設(shè)備的失誤與失控。因此，增強(qiáng)PLC的可靠性以及抗干擾能力是PLC技術(shù)的發(fā)展方向。

2.加強(qiáng)數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)化

目前發(fā)電廠中應(yīng)用比較廣泛的集散型控制系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)了30年左右的發(fā)展，雖然技術(shù)上已經(jīng)比較成熟，而且有很豐富的經(jīng)驗(yàn)，但是DCS的發(fā)展已經(jīng)出現(xiàn)了衰落的趨勢(shì)。因此，只有將PLC融入其中，利用信息化平臺(tái)，才能促進(jìn)其發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及各種科技技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，PLC技術(shù)的應(yīng)用前景將會(huì)更加廣闊，產(chǎn)品更加豐富，規(guī)格也會(huì)更加齊全，其對(duì)工業(yè)自動(dòng)化水平的提升將起到巨大的推動(dòng)作用。因此，國(guó)家要加大對(duì)該P(yáng)LC系統(tǒng)的科研以及人才投入力度，使更多的先進(jìn)技術(shù)能夠應(yīng)用于電氣自動(dòng)化中，為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供更加先進(jìn)的電氣自動(dòng)化控制設(shè)備。

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[3]袁鈞.PLC在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景概述[J].科技與生活，2015（3）

（作者單位：沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司）