電氣自動(dòng)化中PLC技術(shù)的運用與趨勢論文
在日常學(xué)習和工作中，說(shuō)到論文，大家肯定都不陌生吧，通過(guò)論文寫(xiě)作可以提高我們綜合運用所學(xué)知識的能力。如何寫(xiě)一篇有思想、有文采的論文呢？以下是小編為大家收集的電氣自動(dòng)化中PLC技術(shù)的運用與趨勢論文，歡迎閱讀與收藏。
摘要：
通過(guò)在實(shí)際工作經(jīng)驗的總結中可以發(fā)現,PLC技術(shù)在自動(dòng)化控制中的應用與普及,有效的縮短了技術(shù)人員排查故障的時(shí)間,增強了工人的工作效率,而且還大幅提高了電氣設備的自動(dòng)化程度。隨著(zhù)對PLC技術(shù)的不斷優(yōu)化與研發(fā),其在電氣工程及自動(dòng)化控制中的應用會(huì )更加廣泛。
關(guān)鍵詞：
PLC；工業(yè)；應用；自動(dòng)化控制；
引言：
自動(dòng)化應用的水平彰顯著(zhù)一個(gè)國家的科技與工業(yè)實(shí)力，PLC技術(shù)是電氣工程自動(dòng)控制中非常重要的技術(shù)，提高了自動(dòng)控制水平，而且能夠讓設備當中一些比較難處理的問(wèn)題和缺陷得到有效的解決。PLC因為其具有的比較好的可靠性與很強的適應性，在自動(dòng)化控制領(lǐng)域中得到了廣泛的應用，小到可操作一個(gè)站點(diǎn)，一個(gè)部件，一個(gè)設備；大到可操控一條生產(chǎn)線(xiàn)，多臺設備，甚至是整個(gè)工廠(chǎng)�？梢哉f(shuō)在當今的自動(dòng)控制中，幾乎是離不開(kāi)PLC技術(shù)的。本文將對PLC技術(shù)在自動(dòng)控制領(lǐng)域中的應用，進(jìn)行總結與探討。
1、PLC的概念及特點(diǎn)
1.1、PLC的基本含義
PLC的中文釋義為可編程邏輯控制器，可以將對設備的控制指令載入其內部存儲器進(jìn)行執行命令與存儲功能，其具有的微處理器功能，主要用于對自動(dòng)化控制的數字運算。PLC由電源、輸入輸出接口、數字的模擬轉換器、指令數據內存等部件組成。早期的PLC功能單一，只有邏輯控制一項功能，而且設計制造周期長(cháng)，接線(xiàn)復雜，維修困難。但隨著(zhù)后來(lái)對其不斷的優(yōu)化與改進(jìn)，當初這些簡(jiǎn)單的功能已經(jīng)擴展為集時(shí)序控制、多機通訊、模擬控制、邏輯控制等多功能于一體的控制器�，F在電氣自動(dòng)控制系統上使用的PLC已經(jīng)接近或相當于一臺微型電腦主機，其可靠性與可擴展性的優(yōu)勢，已經(jīng)被廣泛的應用在當前的多種類(lèi)的自動(dòng)控制領(lǐng)域中。
電源通過(guò)運用整流模塊將我們常用的交流電轉化為供PLC內部運行的直流電，開(kāi)關(guān)式穩壓電源的供電方式，目前在PLC電源系統中應用較廣。CPU單元（中央處理器）是PLC的大腦，也是核心元件，作用是運行和處理用戶(hù)數據，進(jìn)行數學(xué)和邏輯運算，協(xié)調整個(gè)控制系統，其性能的優(yōu)越?jīng)Q定了PLC的運行速度與處理能力。存儲器的作用是儲存用戶(hù)程序、系統程序及邏輯變量等信息。被控設備與PLC相連的稱(chēng)為輸入輸出單元，輸入單元是信號傳輸進(jìn)PLC的樞紐，可以起到接收檢測元件與主令元件傳來(lái)的信號。而輸出單元的作用是將PLC的控制指令，傳輸給被控設備。
通信聯(lián)網(wǎng)也是PLC一項極其重要的功能，可以使PLC與PLC之間、PLC與智能設備之間，PLC與計算機之間能夠交換數據信息，形成一個(gè)完整的控制系統，實(shí)現集中控制的目的。PLC和計算機一樣具有網(wǎng)絡(luò )接口，通過(guò)光纜或雙絞線(xiàn)，可以使其在較遠的范圍內交換數據信息。數據通信可以分為串行通信與并行通信兩種方式，并行是以字或字節為單位，其傳輸速度快，但所需傳輸線(xiàn)根數多成本較高，適合數據近距離傳送。串行是以二進(jìn)制為單位，每次傳輸只傳輸一位，所需傳輸線(xiàn)根數少成本較少，適合數據遠距離傳輸。
1.2、PLC技術(shù)的特點(diǎn)
簡(jiǎn)單高效：簡(jiǎn)單，我們可以理解為安裝方便、組態(tài)靈活；高效，我們可以理解為運行速度快。PLC的安裝與計算機系統的安裝相比較，對安裝環(huán)境要求不高，不需要為其專(zhuān)門(mén)設置一個(gè)機房，也不需要屏蔽措施，使用時(shí)只要把接口端子和執行與檢測機構相連接正確即可正常工作。用戶(hù)可以通過(guò)自動(dòng)控制的需要對PLC進(jìn)行不同的組合，可簡(jiǎn)單靈活的對控制系統的規模和功能進(jìn)行改變，而且PLC的編程容易上手，技術(shù)人員不需要計算機的專(zhuān)業(yè)知識，就可以編程。PLC程序控制的執行方式，會(huì )使其運行速度更快，可靠性也能得到很大的提高，這是傳統邏輯模式無(wú)法比擬的。
實(shí)用性強：由于PLC技術(shù)適合各種應用場(chǎng)合，并且其可變性與編程簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，使其具有很強的實(shí)用性。PLC的控制功能好、可靠性強，可以根據自動(dòng)控制系統的要求進(jìn)行擴展，體積小、功耗小、集成化高非常適用于各行各業(yè)的自動(dòng)控制中�，F在大多數PLC在系統設計上采用的是集成化程度高的單片微型計算機，片內面向測控系統的外圍電路的增強，使PLC技術(shù)可以方便靈活的應用于復雜的自動(dòng)控制系統及設備，如工業(yè)過(guò)程控制、工業(yè)控制器、過(guò)程檢測及電氣自動(dòng)化控制系統等，大多都是以PLC技術(shù)為核心的多極網(wǎng)絡(luò )系統。
抗干擾能力強：通過(guò)運用隔離與屏蔽的方式有效地提高了PLC技術(shù)的抗干擾能力。PLC的控制電源正常是由電網(wǎng)提供，但電網(wǎng)電源易受到干擾，如大型設備的啟停、整流器故障、電網(wǎng)短路等會(huì )對PLC的供電產(chǎn)生影響，可能會(huì )造成PLC的運算錯誤或程序錯誤，這將會(huì )導致自動(dòng)控制設備的誤動(dòng)作和失控現象的發(fā)生。對PLC的核心部件要采用集成電壓調整器分級濾波處理。要完善PLC的接地系統，一方面可以提高其安全性，避免電網(wǎng)中過(guò)電壓、過(guò)電流的危害，另一方面會(huì )抑制電磁干擾。在實(shí)際應用中，PLC所采用的都是一點(diǎn)接地方式，將相近接地點(diǎn)以及所有地線(xiàn)端子通過(guò)一點(diǎn)連接，以提高抗干擾能力。
2、PLC技術(shù)是如何在電氣自動(dòng)化中應用的
2.1、開(kāi)關(guān)量控制
開(kāi)關(guān)量控制是PLC技術(shù)中最基本的應用。開(kāi)關(guān)量控制的目的是根據開(kāi)關(guān)量歷史的輸入組合與當前的輸入順序，使PLC產(chǎn)生對應的開(kāi)關(guān)量的輸出，來(lái)達到系統按照給定的邏輯順序工作。PLC在電氣控制電路中比較常見(jiàn)的，可以提供開(kāi)關(guān)量信號開(kāi)關(guān)類(lèi)元件有溫度開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、按鈕等。行程開(kāi)關(guān)的作用可以用來(lái)反饋運行位置，在電氣設備指定的位置上安裝一個(gè)行程開(kāi)關(guān)，行程開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)接到PLC的輸入點(diǎn)，PLC程序就通過(guò)此輸入點(diǎn)的接通與斷開(kāi)狀態(tài)，進(jìn)行相應的輸出。我們要電氣設備完成某一項或某一系列動(dòng)作，就要通過(guò)按鈕來(lái)傳輸信號給PLC完成指令操作。溫度開(kāi)關(guān)給出的信號也是開(kāi)關(guān)量，為了讓控制系統簡(jiǎn)單化，將不是開(kāi)關(guān)量的溫度信號處理成了開(kāi)關(guān)量，當達到設置溫度時(shí)，溫度開(kāi)關(guān)內的繼電器就會(huì )接通，從而會(huì )給PLC發(fā)出信號，PLC根據接收到的信號在決定是否執行命令。
2.2、順序控制
順序控制應用在電氣工程中，如果將一個(gè)控制系統分解為幾個(gè)相互之間獨立的控制動(dòng)作，且為了保證生產(chǎn)的運行正常，各獨立控制動(dòng)作能不出差錯的按照給定的先后順序依次的執行任務(wù)。實(shí)現PLC邏輯控制的三個(gè)必備要素是工作任務(wù)、轉移目標和轉移條件，三者缺一不可，缺少一個(gè)，順序控制功能都無(wú)法實(shí)現，通過(guò)對三個(gè)條件的完善與優(yōu)化，可以有效提升自動(dòng)控制系統的穩定性與效率。實(shí)現按給定的順序執行是順序控制系統的最基本特征，可以將順序控制細分為邏輯順序、條件順序與時(shí)間順序。邏輯順序即按照預先給定的條件，按順序依次的執行命令。條件順序即執行條件是否能滿(mǎn)足邏輯控制要求。時(shí)間順序即執行時(shí)間，什么時(shí)間開(kāi)始執行命令，什么時(shí)間停止執行命令。順序控制提升了工業(yè)領(lǐng)域中自動(dòng)控制水平，順序控制是在工業(yè)的自動(dòng)控制系統中一種比較典型的控制方式，應用廣泛，如在交通領(lǐng)域中對信號燈的控制，對商品包裝的生產(chǎn)線(xiàn)控制等。
2.3、閉環(huán)控制
在傳統的電氣工程領(lǐng)域，自動(dòng)化普及應用程度并不高，更多是利用人工的方式來(lái)啟停電氣設備，這樣會(huì )使得設備的安全性與可靠性得不到保障，而且還降低了工作效率，但是PLC在模擬量閉環(huán)控制中的應用，有效的解決了這樣的問(wèn)題。在工業(yè)生產(chǎn)以及日常生活的應用中，閉環(huán)控制被廣泛的應用在自動(dòng)控制系統中，如對運行中的電機進(jìn)行自動(dòng)控制，又如在電動(dòng)機轉速控制系統，流量、液位、溫度、壓力等的控制系統等等，都是采用了閉環(huán)控制系統。閉環(huán)控制可以分為單閉環(huán)控制與多閉環(huán)控制系統。對于控制兩個(gè)過(guò)程變量比例比控制它們之間的絕對值更重要的系統來(lái)說(shuō)，例如控制兩臺需要同步的設備的速度，就可以采用單閉環(huán)控制系統。而多閉環(huán)控制系統是將兩個(gè)過(guò)程數據變量之比保持為一個(gè)常數，如在對電氣設備自動(dòng)調溫系統的控制等。在對閉環(huán)控制系統的選擇上，要根據需要擇優(yōu)進(jìn)行選擇。
3、電氣自動(dòng)控制系統中PLC技術(shù)的應用發(fā)展方向
目前，隨著(zhù)大規模集成電路等微電子的發(fā)展，PLC技術(shù)已經(jīng)非常成熟，不僅可靠性得到了提高，成本下降，控制功能得到了增強，功耗和體積減小，而且隨著(zhù)圖像顯示、通信網(wǎng)絡(luò )、數據處理的發(fā)展，使PLC向連續生產(chǎn)過(guò)程控制的方向發(fā)展。一方面為適應自動(dòng)控制系統向小型化發(fā)展的需要，要大力發(fā)展性?xún)r(jià)比更高、速度更快、小型的PLC。另一方面，向速度更快、容量更大、技術(shù)更加完善的大型PLC方向發(fā)展。隨著(zhù)電氣自動(dòng)化向著(zhù)更復雜化控制系統方向的發(fā)展，人們對PLC的數據信息的傳輸與處理能力也提出了更高的要求，要求其存儲器的容量也越來(lái)越大。
為滿(mǎn)足自動(dòng)化控制領(lǐng)域中各種自動(dòng)控制需要，近年來(lái)，開(kāi)發(fā)了許多新模塊和新器件應用在了PLC技術(shù)當中，如智能輸入輸出模塊、用于排除PLC故障的智能檢測模塊以及溫度控制模塊等，這些新型模塊的應用和開(kāi)發(fā)增強了PLC的使用功能，擴展了其應用范圍，還提高了自動(dòng)化系統的穩定性。未來(lái)PLC軟件技術(shù)的發(fā)展趨勢，會(huì )向著(zhù)多種編程語(yǔ)言的共存與互補的方向開(kāi)拓，PLC的編程語(yǔ)言在順序功能語(yǔ)言、指令語(yǔ)言、梯形圖語(yǔ)言的基礎上會(huì )不斷的豐富與擴展，并向著(zhù)更高的層次發(fā)展。
隨著(zhù)相關(guān)的軟硬件技術(shù)、商業(yè)模式和社會(huì )價(jià)值的發(fā)展成熟，PLC會(huì )向著(zhù)虛擬化的方向發(fā)展。PLC虛擬化是利用通用標準硬件模塊和軟件的方法，模擬或仿真出行為上類(lèi)似于特定的PLC硬件系統。PLC虛擬化的發(fā)展，會(huì )使任意個(gè)人和組織避免重復制造，使服務(wù)和軟件構建各個(gè)環(huán)節的效率得到提高，加速了各類(lèi)應用的架構和落地，而且PLC虛擬化的應用會(huì )從根本上改變現有的自動(dòng)控制系統中的安全治理模式和安全架構。
4、結束語(yǔ)
PLC技術(shù)因為其自身?yè)碛械奶攸c(diǎn)與優(yōu)勢在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中發(fā)揮著(zhù)及其重要的作用，保證了電氣自動(dòng)化系統的安全與可靠，提升了自動(dòng)化程度與工作效率，而且隨著(zhù)PLC技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng )新，也會(huì )使電氣自動(dòng)化的應用得到非常廣闊的發(fā)展空間。本文對PLC的基本含義、特點(diǎn)以及發(fā)展前景做了簡(jiǎn)要概述，闡述了PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中的應用，以供相互學(xué)習之用。
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