PLC技术在工业自动化中的应用_张宾.pdf

Application 创新应用248 电子技术 第 52 卷 第 5 期（总第 558 期）2023 年 5 月子系统，将可编程的储存器应用于内部储存程序，使其执行演算、定时、计数、顺序控制等一系列指令操作，再数字或模拟输出、出入模块对机械设备的生产程序进行自动化控制。如今的PLC技术随着不断地更新与发展，已成为我国工业生产过程中不可或缺的控制装置。PLC工作原理。PLC的工作原理是当可编程控制器开始运行后，会有输入采样、执行用户程序和输出刷新三个工作阶段，三个工作阶段是一个扫描周期。可以将PLC看作是机械设备与数字信号进行互动的小型计算机。在集中采样阶段，可编程控制器通过不断循环扫描方式读取采样数据，再将所读取到的数据储存于输入、输出映像寄存器中，此时的映像寄存器将会被刷新。由于PLC不是逐个采样，而是集中采样，因此即使在程序处理过程中产生变化，映像寄存器中的内容也不会随之而生改变，需要在下一个周期的输入采样环节才会发生变化。可编程控制器是按照先上后下、先左后右的顺序，对梯形图程序进行逐句扫描并根据采样输入至映像寄存器中的结果展开逻辑运算，再将运算结果储存至相关的映像寄存器中。在此过程中，如果出现程序跳转指令，就需要根据跳转条件来对跳转地址进行决定。在输出刷新阶段，可编程控制器会在时序处理完成后进行刷新，此时所有输出映像寄存器中的各点的状态都会转存至输出锁存器之中，最后再通0 引言随着我国工业的转型升级，与工业化、自动化、信息化、智能化、数字化等先进技术的蓬勃发展，工业电气自动化技术应运而生，它的出现可以更好地满足我国的工业发展需求。PLC技术的实质是将数字计算作为电子系统的基础，目前在我国工业电气自动化领域有着广泛应用。1 研究背景工业电气自动化是电气设备或装置在无人操作的情况下，可以实现电气设备、装置自动根据事先输入的指令对工业的操作与控制，其中涉及电子技术处理、信息技术、电机电器技术以及机电一体化等多种先进技术。工业电气在医疗、服务、运输、农业以及工业等多个领域都被广泛应用。工业的电气自动化是科学技术现代化以及农业、工业实现跨越式发展的重要基础。如今的工业电气自动化使工业企业的生产过程逐渐走向科学化、信息化、自动化，工业技术的创新与自动化水平的提升使工业企业在实现高效率生产的同时降低了企业的人工成本投入，推动我国工业企业与经济社会朝着高质量、高水平、高层次迈进。可编程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是基于计算机技术、电气控制技术与通信技术而研发出的工业专用自动控制装置，也可也以将可编程控制器看作数字运算操作电作者简介：张宾，国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司，工程师；研究方向：电气工程。收稿日期：2022-08-30；修回日期：2023-05-12。摘要：阐述可编程控制器的特点，工业电气自动化系统中的PLC应用，包括PLC在传统机床系统、火电厂控制系统、数控系统、自动切换系统、工业空调系统中的应用。关键词：可编程控制器，自动化系统，数控系统，自动切换。中图分类号：TP273文章编号：1000-0755(2023)05-0248-02文献引用格式：张宾，李敏.PLC技术在工业自动化中的应用J.电子技术,2023,52(05):248-249.PLC技术在工业自动化中的应用张宾，李敏（国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司，江苏 221005）Abstract This paper describes the characteristics of programmable controller and the application of PLC in industrial electrical automation system,including the application of PLC in traditional machine tool system,thermal power plant control system,numerical control system,automatic switching system and industrial air conditioning system.Index Terms programmable controller,automation system,numerical control system,automatic switching.Application of PLC Technology in Industrial AutomationZHANG Bin,LI Min(Xuzhou Power Supply Branch of State Grid Jiangsu Electric Power Co.,Ltd.,Jiangsu 221005,China.)Application 创新应用电子技术 第 52 卷 第 5 期（总第 558 期）2023 年 5 月 249过输出端驱动外部负载。PLC特点。（1）可编程控制器最为明显也是最重要的特点就是具有极强的抗干扰能力。可编程控制器可以利用自身的自我检测能力对于外部的变化进行接收，从而对信息进行自动保护与修复，极大程度提升程序整体的抗干扰能力与稳定性。（2）可编程控制器功能十分强大，除计算、运算、控制操作以外，还可以实现智能化自我检测与人机交互功能化。不仅可以应用于独立的机械控制，还可以控制企业的整条生产线。使用者可以根据自身的实际需求对系统进行改装设计，从而满足实际生产需求。（3）可编程控制器的编程十分简单，极易被理解和掌握。梯形图是如今的可编程控制器较多采用的编程方法，梯形图的图线线路十分清晰，企业的技术人员稍加学习就可以轻松理解和掌握PLC技术，还可以对程序编程与控制进行操作。（4）可编程控制器十分轻便，体积较小，并且使用功率低，可以有效节省占地空间，并且安装过程十分简便，还易于挪动，在使用过程中的消耗的功率与能源也很低。2 工业电气自动化系统中的PLC应用PLC在传统机床系统中的应用。工业企业中传统机床依靠电气控制模式而运行，但存在线路老化和触头接触不良的弊端，并且传统机床不仅工作效率低，还会消耗大量的能源，为工业企业的正常运转与生产造成了极大的负面影响。当应用PLC控制对机床电气部分的硬件与软件进行改造，可以大幅提升机床的自动化效果。通过PLC系统对编程进行控制，将机床设备从电气控制模式转变为了逻辑控制与数字控制，实现了对运行状态的实时监控与控制，不仅将系统运行变得更为稳定，还可以降低日常维护成本与能耗。将以往的液压与气动系统转变为PLC技术，可以在简化机床机械结构的同时使控制系统更为稳定，从而提升了机械的加工精细度以及生产效率。PLC在发电厂控制系统中的应用。随着人们节能减排意识的大幅提升，提升效益而降低能耗成为发电厂生产运营的最终目标。发电厂是十分庞大且复杂的生产热能与电能的工厂，其中有五香系统，有燃料系统、燃烧系统、汽水系统、电气系统与控制系统，此外还有大量的辅助控制系统，例如除灰系统、除渣系统、输煤系统与水处理系统等等，以上这些系统的正常运行离不开大量的顺序与开关控制。将PLC技术应用其中，可以帮助发电厂通过全厂数据通信实现对所有辅助控制系统运行情况的监控与控制，从而使发电厂有序生产。通常情况下除灰系统和输煤系统对PLC技术的应用更为深入，除灰系统的主要控制对象是输送风机、收灰风机和气化风机，PLC的控制功能主要体现在自动切换系统和断路器控制，只要选用型号与其相适配的PLC对控制程序进行编制，就可以将变电所中断路器的信号以及控制进行显示，极大程度降低维护与检修的工作量。PLC在数控系统中的应用。可编程控制系统在数控技术中也得以广泛应用。数控系统的主要功能可以体现在机械加工方面，可以将较为常见的数控控制系统分为点位控制系统、直线控制系统以及连续控制系统，将点位控制系统应用于孔加工机床，可以实现加工过程中每点之间移动的精确性。如今的数控系统大多借助于单板机控制系统与全功能数控装置，这两种控制方法虽然都应用了可编程控制器系统，但二者的使用功能以及应用范围都大不相同。单板机控制系统可以解决硬件电路、驱动电路和抗干扰问题，应用单板机技术能以实际生产需要来调整、升级机床功能，更适合应用于普通企业的生产中。尽管全功能数控装置的功能十分完善，但价格较为昂贵，性价比不高，所以通常普通企业不会选择。PLC在自动切换系统中的应用。为提升火电企业供电的可靠性，可编程控制器应用于备用电源自动投入装置中可以实现连续供电。通过不同运行方式的编程将所采集的设备运行信号作为备用电源气动或关闭的依据，借助于控制系统中的数据处理与逻辑判断功能，在发挥抗干扰作用的同时进行备用电源自投，使得接线更为简便，系统的调试操作也更加方便。PLC在工业空调系统中的应用。中央空调系统作为工业企业的日常生产过程中不可或缺的工业系统，特别是对于生产环境温度有特殊要求的生产企业，中央空调是生产车间内调节温度必不可少的大型设备。目前中央空调的冷冻系统控制方式可以氛围继电器控制系统、数字式控制器与可编程控制器系统，其中的可编程控制器系统就是PLC技术，其智能化与自动化水平较高，具有强大的抗干扰能力，并且对结构没有特殊要求，在运行过程中可以展现出较好的稳定性。值得一提的是，可编程控制器控制系统无论是操作还是维护的十分简便，因此在中央空调控制系统中得到了广泛应用。3 结语随着工业电子自动化技术的不断发展，PLC技术在工业电气自动化中的应用也愈发广泛，在工业电气自动化控制中的表现十分优异，为我国工业经济稳定增长提供了有力的技术支持，成为工业自动化发展的重要标志。参考文献1 石胜利.PLC在工业电气自动化中的应用研究J.电子元器件与信息技术,2022,6(04):198-201.