王奔漢

（中車長(zhǎng)江車輛有限公司 湖北武漢 430000）

1 引言

信息技術(shù)革命對(duì)于工業(yè)、商業(yè)等社會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域都產(chǎn)生了很深刻的影響，在電氣自動(dòng)化行業(yè)，了解并應(yīng)用PLC技術(shù)無(wú)疑是實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化功能的關(guān)鍵條件。目前電氣化工程發(fā)展的主要方向是信息化、自動(dòng)化、智能化，而PLC控制技術(shù)是一種專門(mén)為工業(yè)生產(chǎn)而研發(fā)的電子操作系統(tǒng)，同時(shí)具有信息化、智能化、自動(dòng)化三個(gè)特性，有助于完成電氣自動(dòng)化的功能。

2 PLC技術(shù)概述

PLC又叫可編程控制器件，是一種可以用于編程的存儲(chǔ)器件，以數(shù)字的方式對(duì)生產(chǎn)過(guò)程或者各種設(shè)備進(jìn)行控制（如圖1）。即用戶發(fā)出指令，通過(guò)系統(tǒng)控制處理工作，然后根據(jù)PLC技術(shù)中的CPU順序處理從各個(gè)輸入點(diǎn)掃描過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，最后將相對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)傳遞到各個(gè)輸出點(diǎn)。PLC技術(shù)作為計(jì)算機(jī)技術(shù)的一部分，是一種基于微小處理器，同時(shí)結(jié)合了互聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代通訊技術(shù)、智能控制技術(shù)的工業(yè)控制裝置。相比較傳統(tǒng)的技術(shù)，PLC更加簡(jiǎn)潔，在工作過(guò)程中是以程序的形式在內(nèi)部進(jìn)行存儲(chǔ)，若在工作中需改變控制程序，直接在存儲(chǔ)器中修改成需要的控制程序即可。

3 PLC技術(shù)特點(diǎn)

（1）安全性較好。PLC技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的普遍應(yīng)用為大規(guī)模使用集成電路，使得可靠性高。以中車長(zhǎng)江車輛有限公司為例，其生產(chǎn)車間以PLC技術(shù)為主，PLC硬件具有自動(dòng)監(jiān)測(cè)功能，在發(fā)現(xiàn)故障后能夠及時(shí)報(bào)警，一定程度上減少了車間的故障現(xiàn)象，相比較冗余的CPU處理系統(tǒng)，大大提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)PLC技術(shù)在研發(fā)之初就已經(jīng)充分考慮了防干擾因素，因此PLC在電氣自動(dòng)化上的應(yīng)用能夠減輕外界干擾對(duì)電氣控制過(guò)程中的影響。

圖1 PLC控制器

（2）編程操作簡(jiǎn)單。PLC的編程語(yǔ)言采用梯形圖，作為一種工業(yè)生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)來(lái)講，其編程操作相對(duì)簡(jiǎn)單，即使是非本專業(yè)的工作人員也可以操作。再者其編程環(huán)境也很簡(jiǎn)單，用戶可以在本地計(jì)算機(jī)上完成編程操作，然后通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口發(fā)送到PLC上。

（3）維修簡(jiǎn)單。一方面PLC使系統(tǒng)硬件和軟件后期維護(hù)簡(jiǎn)單化，減少了不必要的后期維修工作，另一方面PLC控制器所用的存儲(chǔ)邏輯大大減少了該裝置的接線數(shù)量，建設(shè)時(shí)期縮短，設(shè)計(jì)難度也降低。同時(shí)PLC實(shí)現(xiàn)了在線編程，這種生產(chǎn)方式的改變使得其多適用于品種多樣、批發(fā)數(shù)量少的工業(yè)生產(chǎn)。

（4）性價(jià)比高。PLC使用效果好體現(xiàn)在功能齊全與成本較低兩方面。PLC的產(chǎn)品功能能夠很大程度上滿足工業(yè)生產(chǎn)的各種需求，其數(shù)字運(yùn)算和邏輯處理在自動(dòng)控制領(lǐng)域上得到普遍應(yīng)用。而且由于小型PLC的尺寸非常小，在能耗方面顯得比較低。

4 PLC在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

近年來(lái)隨著工業(yè)的發(fā)展，對(duì)于工業(yè)技術(shù)的要求也越來(lái)越高，很多傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)也開(kāi)始采用以PLC技術(shù)為主的工業(yè)裝置來(lái)替代，并且取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，比如中車長(zhǎng)江車輛有限公司，傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化控制設(shè)備已經(jīng)不滿足其發(fā)展水平，而PLC技術(shù)在該公司的電氣自動(dòng)化控制上主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：

4.1 電氣開(kāi)關(guān)自動(dòng)化控制上的PLC技術(shù)應(yīng)用

中車長(zhǎng)江車輛有限公司的傳統(tǒng)電氣主要是通過(guò)電磁繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)的自動(dòng)化控制的，對(duì)于傳統(tǒng)電氣自動(dòng)化控制，存在很多接觸點(diǎn)，控制開(kāi)關(guān)的接線多而復(fù)雜，交錯(cuò)在一起，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)控制受到很多外來(lái)因素的影響，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全可靠性將面臨很大的挑戰(zhàn)，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率也因此受到很大的影響。而PLC技術(shù)的應(yīng)用，以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為媒介，將繼電器與通訊技術(shù)聯(lián)系在一起，達(dá)到電氣自動(dòng)化控制的要求。因此，不僅要利用PLC技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)電氣自動(dòng)化控制進(jìn)行不斷完善，還要把自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)或者替換，比如繼電器，同時(shí)，對(duì)于出觸點(diǎn)故障的發(fā)生率也要嚴(yán)格控制在一定范圍內(nèi)。對(duì)于如何積極應(yīng)用PLC技術(shù)來(lái)說(shuō)，有很多方法，比如在運(yùn)輸控制系統(tǒng)上，四個(gè)帶式運(yùn)輸機(jī)應(yīng)該使用兩臺(tái)電壓和功率分別為660V和160kW的電動(dòng)機(jī)，在開(kāi)關(guān)啟動(dòng)過(guò)程中，先啟動(dòng)第四臺(tái)，然后按照相應(yīng)的次序啟動(dòng)機(jī)組，最后等整個(gè)運(yùn)輸結(jié)束后，利用控制開(kāi)關(guān)從前至后關(guān)停設(shè)備，這樣的做法能夠一定程度上提高整個(gè)機(jī)組的工作效率。

4.2 電氣順序自動(dòng)化控制上的PLC技術(shù)應(yīng)用

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而增加能源消耗，對(duì)于追求效益最大化的企業(yè)來(lái)講是很大的損失，而積極應(yīng)用PLC技術(shù)能夠控制電氣設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)順序，從而降低能耗，減少成本。電氣順序自動(dòng)化控制是指在控制系統(tǒng)中，各種生產(chǎn)工藝都有相應(yīng)的順序，PLC技術(shù)的介入使得在各種信號(hào)輸入后，考慮系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)和時(shí)間順序等條件，保證整個(gè)系統(tǒng)有序的進(jìn)行各種操控，自動(dòng)控制主站和開(kāi)關(guān)。利用PLC技術(shù)既能不斷優(yōu)化傳統(tǒng)繼電器調(diào)控下的順序性、靈活性，又能實(shí)現(xiàn)單獨(dú)對(duì)電氣自動(dòng)化控制這一模塊的控制，避免在生產(chǎn)中因系統(tǒng)順序紊亂而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不過(guò)關(guān)的故障，能夠很大程度上提高生產(chǎn)的效率。其中，在遠(yuǎn)程IQ站和主站之間的控制過(guò)程中，如果是人機(jī)接口，那么PLC技術(shù)可以影響現(xiàn)場(chǎng)傳感器的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化控制站點(diǎn)，加上電氣自動(dòng)化設(shè)備順序控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，提升電氣自動(dòng)化控制的效率。

4.3 電氣閉環(huán)自動(dòng)化控制上的PLC技術(shù)應(yīng)用

PLC技術(shù)可以對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)采集到的具體數(shù)據(jù)來(lái)控制輸出。如泵機(jī)的自動(dòng)啟動(dòng)，若PLC技術(shù)檢測(cè)到泵機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)良好，那么便會(huì)開(kāi)啟泵機(jī)開(kāi)關(guān)。PLC技術(shù)本身就具有極好的性能，可以應(yīng)用到多種設(shè)備的控制上，能夠根據(jù)設(shè)備的最佳狀態(tài)實(shí)行有效控制，提高閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性，并不斷改造和完善系統(tǒng)功能。

在閉環(huán)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制上，我們可以以在火力發(fā)電廠上的應(yīng)用為例，來(lái)增強(qiáng)理解。火力發(fā)電廠泵啟動(dòng)方式可分為自動(dòng)啟動(dòng)、現(xiàn)場(chǎng)控制箱啟動(dòng)和手動(dòng)啟動(dòng)三種。從自動(dòng)啟泵來(lái)看，PLC是通過(guò)控制內(nèi)部的順控模塊來(lái)控制水泵的啟動(dòng)，計(jì)算泵運(yùn)行時(shí)間來(lái)選取主次備用泵；從手動(dòng)起泵來(lái)看，先是開(kāi)閉現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)，然后操作人員人工計(jì)算泵運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)確定主次泵的啟停?？偟膩?lái)說(shuō)，在對(duì)泵的控制上，是以PLC控制技術(shù)和常規(guī)控制兩種方式為主，而且我們可以看出，PLC控制技術(shù)占據(jù)著主要地位，常規(guī)控制一般服從于PLC，如果PLC控制技術(shù)發(fā)生問(wèn)題不能及時(shí)進(jìn)行控制，常規(guī)控制的存在也能保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，避免出現(xiàn)不必要的故障，促進(jìn)電力事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

5 PLC技術(shù)發(fā)展前景

以近年來(lái)PLC技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，該技術(shù)廣泛應(yīng)用于電氣化自動(dòng)控制領(lǐng)域，并且為企業(yè)帶來(lái)足夠大的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于中車長(zhǎng)江車輛有限公司來(lái)講，PLC技術(shù)的應(yīng)用，使得該公司車間生產(chǎn)效率得到了很大的提高，也節(jié)省了一定的人力、財(cái)力、物力成本。但是PLC技術(shù)仍存在一些尚不完善的地方，面對(duì)快速發(fā)展的市場(chǎng)環(huán)境，PLC的生產(chǎn)條件逐漸變差，在生產(chǎn)過(guò)程中常常受到別的因素的影響，導(dǎo)致生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品難以滿足市面上的要求。為此應(yīng)該創(chuàng)造一個(gè)合適的生產(chǎn)環(huán)境，改善現(xiàn)有的惡劣條件，提高車間的生產(chǎn)效率。隨著社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)有的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下已然為PLC技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了一個(gè)機(jī)會(huì)，不僅是對(duì)于中車長(zhǎng)江車輛有限公司，更是對(duì)整個(gè)電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域，都要抓住這個(gè)機(jī)遇。相信在未來(lái)的電氣設(shè)備自動(dòng)化控制方面會(huì)發(fā)展的越來(lái)越好，不斷向人工智能化發(fā)展。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，PLC技術(shù)相比較于傳統(tǒng)電氣自動(dòng)化控制模式來(lái)講，具有安全性更高、性能更好、操作更加簡(jiǎn)單、維修更簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域也被越來(lái)越多的部門(mén)采用，盡管仍然存在不足之處，但給企業(yè)所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益是毋庸置疑的。如今PLC技術(shù)逐漸成為電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛且最為重要的控制技術(shù)之一，也在慢慢取代傳統(tǒng)電氣自動(dòng)化控制模式，我們也應(yīng)該在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大背景下不斷改進(jìn)和完善PLC技術(shù)，使其順應(yīng)工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，生產(chǎn)出更符合消費(fèi)者需求的產(chǎn)品，在未來(lái)PLC技術(shù)的功能及其對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的適應(yīng)能力也將越來(lái)越強(qiáng)大。

[1]朱周春.電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的PLC技術(shù)的應(yīng)用探討[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2016（09）：17.

[2]劉馭舟.PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展探討[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2016（08）.

[3]袁文選，張萬(wàn)山.關(guān)于電氣自動(dòng)化控制中的PLC技術(shù)應(yīng)用的探討[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2017（09）.