工程師評職論文PLC在電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　PLC電氣控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)繼電器電氣控制系統(tǒng)的共通點(diǎn)在于二者都由三部分組成，分別是控制端、輸入端和輸出端。本文是一篇工程師評職論文范文，主要論述了PLC在電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。
　　【摘 要】PLC(Programmable Logic Controller)，即可編程邏輯控制器。電氣控制系統(tǒng)中PLC技術(shù)的應(yīng)用逐漸替代繼電器控制系統(tǒng)而占據(jù)主流，本文通過比較分析兩個系統(tǒng)的共通點(diǎn)與差異深化對PLC電氣控制系統(tǒng)的認(rèn)識，并通過其重要組成即邏輯控制的應(yīng)用實(shí)例枚舉，對PLC在電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用做分析和展望。最后，提出對于PLC電氣控制系統(tǒng)應(yīng)用的幾點(diǎn)建議。

　　【關(guān)鍵詞】PLC系統(tǒng),繼電器,邏輯控制,數(shù)據(jù)庫

　　1 PLC電氣控制系統(tǒng)的工作原理

　　PLC電氣控制系統(tǒng)性能和工作原理的差異主要源于控制端，PLC系統(tǒng)以PLC可編程控制器為控制端核心?？删幊痰谋举|(zhì)一方面保證了其對傳統(tǒng)系統(tǒng)所具備功能的保留，另一方面預(yù)留了改善和增加邏輯控制、適應(yīng)新的生產(chǎn)需求的可能性，真正做到了靈活機(jī)動和可持續(xù)發(fā)展。

　　其中，表1中提到了二者工作原理的差異，也是PLC電氣控制系統(tǒng)的特點(diǎn)與優(yōu)勢所在。為了保證機(jī)械生產(chǎn)的合理成本以及安全可靠等基本性能，在系統(tǒng)設(shè)計時需要對硬件設(shè)計進(jìn)行成本、數(shù)量、性能等要素的協(xié)調(diào)控制，在軟件設(shè)計方面則需要工程師就實(shí)際生產(chǎn)需求編寫相應(yīng)的應(yīng)用程序，并努力做到以最少的指令條數(shù)、工作路徑達(dá)到要求指標(biāo)。

　　2 PLC不同類型邏輯控制下的應(yīng)用實(shí)例

　　在以上硬件與軟件的聯(lián)合作用下，PLC系統(tǒng)在實(shí)際工作過程中首先運(yùn)行預(yù)先編輯好的程序，分析、判斷并收集數(shù)據(jù)，接著根據(jù)用戶指令全面掃描，并就特定功能運(yùn)行預(yù)先編輯好的指令，做出邏輯運(yùn)算。最后將其結(jié)果輸出到控制主機(jī)，等待主機(jī)回復(fù)相應(yīng)信號而控制設(shè)備的運(yùn)行。輸入、邏輯控制和運(yùn)算、輸出這三個工作流程分別由前述的輸出端、控制端、輸出端完成，每完成一次定義為一個工作周期。一項(xiàng)生產(chǎn)工作的完成往往需要多個設(shè)備運(yùn)行若干周期。

　　下面將以實(shí)例解說目前控制端已投入運(yùn)用的主要的三種邏輯控制方式，幫助啟發(fā)更多的編程可能。

　　2.1開關(guān)量邏輯控制

　　開關(guān)量邏輯控制是最初原型，是對繼電器電氣控制系統(tǒng)的直接取代，因而得到了最廣泛的應(yīng)用。自然，PLC系統(tǒng)在多方面都做了顯著提升，如對多臺設(shè)備進(jìn)行自動化控制，常應(yīng)用于印刷機(jī)、組合機(jī)床、流水線等。其中尤以組合機(jī)床的應(yīng)用最為突出。PLC系統(tǒng)的運(yùn)用為其低成本、高效率、靈活機(jī)動的優(yōu)點(diǎn)添磚加瓦，使其可以組合更多的可能，應(yīng)用于更大量的生產(chǎn)，甚至可以組成可自由調(diào)控的自動生產(chǎn)線。這種組合機(jī)床的PLC系統(tǒng)設(shè)計一般分為幾個階段：需求分析、可行性研究、工藝研討、圖紙繪制、安裝配置、現(xiàn)場調(diào)試以及驗(yàn)收評估。

　　2.2過程控制

　　過程控制是指對各模擬量的閉環(huán)控制，目前常應(yīng)用于化工及熱處理等產(chǎn)業(yè)。這里舉一個較新的立體倉庫的案例以啟發(fā)PLC系統(tǒng)對于提升物流、倉儲管理等學(xué)科的實(shí)際應(yīng)用前景。立體倉庫主要由PLC、計算機(jī)、運(yùn)送機(jī)、貨架等部分組成。其中PLC系統(tǒng)的一個工作周期主要由數(shù)字信號完成，將高速計數(shù)器的反饋轉(zhuǎn)數(shù)及時輸入PLC，并實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。這種簡練的操作方式大大提高出入庫效率，降低出錯概率，有效改善原有倉儲管理模式。

　　2.3通信控制

　　通信控制分為兩類，PLC模塊間的以及與其他設(shè)備間通信控制。這種邏輯控制常常和數(shù)據(jù)處理能力結(jié)合應(yīng)用于大型工業(yè)生產(chǎn)。以紡紗系統(tǒng)為例，PLC首先需要接收各類其他電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)，并作出及時反饋，其次，要采集各個紗錠控制器的數(shù)據(jù)，及時輸入人機(jī)界面以供操作人員判斷。這種情況下，PLC編制了一個完整的通信管理系統(tǒng)，相較傳統(tǒng)電氣系統(tǒng)，可以額外承擔(dān)統(tǒng)計、檢測等功能，易于管理和維護(hù)。也從而帶來了低成本、高精度、少能耗等優(yōu)點(diǎn)。

　　3 對于PLC電氣控制系統(tǒng)研究的幾點(diǎn)建議

　　PLC系統(tǒng)現(xiàn)今的發(fā)展軌跡還遺留有原有思維模式，因此在互聯(lián)網(wǎng)和計算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展和廣泛使用的今天，弊端日益顯現(xiàn)。

　　3.1安全可靠性的進(jìn)一步加強(qiáng)

　　任何系統(tǒng)都應(yīng)以安全、可靠地運(yùn)行為前提，PLC系統(tǒng)雖然為電氣控制帶來了高效的福音，但也同時埋下了軟件方面故障、軟件損害的新種子。對此，需要做兩手準(zhǔn)備，首先對于所有硬件保持原有的監(jiān)管力度，確保其可靠性和耐用性，盡可能杜絕信號故障等硬件問題的產(chǎn)生。其次，對程序做適當(dāng)保護(hù)，防止人為修改和損害的可能，完善預(yù)警系統(tǒng)。在投入使用前充分試用，防止預(yù)先設(shè)計的編程出錯而導(dǎo)致項(xiàng)目失敗。

　　3.2數(shù)據(jù)庫的建立和更新

　　PLC系統(tǒng)意味著控制端不再只是系統(tǒng)中的一個環(huán)節(jié)，而是提升到了總體控制和聯(lián)網(wǎng)的高度。這種全新的控制方式給我們帶來了全新的生產(chǎn)力和效率。控制端成了系統(tǒng)中價值最高、重要性最大的部分。學(xué)者、專家應(yīng)當(dāng)在注重版權(quán)的同時充分發(fā)揮該系統(tǒng)與新時代的特色，建立有償信息共享平臺，確保一個編程不僅應(yīng)用于固定的生產(chǎn)，也可以被同類業(yè)主采用。

　　3.3維護(hù)和使用方式的簡化

　　PLC系統(tǒng)使用的誤區(qū)即認(rèn)為其維護(hù)和改造十分簡便，其實(shí)不然。在實(shí)際應(yīng)用中，對系統(tǒng)的改善和維護(hù)不僅需要電氣系統(tǒng)方面的知識，更需要對硬件結(jié)構(gòu)、編程語言等有統(tǒng)籌認(rèn)識，否則容易使問題復(fù)雜化(以冗雜的指令達(dá)成簡單運(yùn)行)或是遺留實(shí)際運(yùn)行中的盲點(diǎn)，而到導(dǎo)致生產(chǎn)失誤的發(fā)生、精度的下降。未來的系統(tǒng)可以結(jié)合數(shù)據(jù)庫的平臺保證軟件方面的維護(hù)，而減少其過程中對于專業(yè)性的要求，降低維修成本。

　　4 結(jié)語

　　PLC系統(tǒng)充分運(yùn)用硬件設(shè)計和軟件設(shè)計的結(jié)合。因此，對于PLC系統(tǒng)的提升也可由這兩方面切入，尤其對于軟件的設(shè)計因保有大量的未知與可能，而令人期待。通過比較分析與邏輯控制實(shí)例枚舉，筆者鼓勵構(gòu)想屬于PLC系統(tǒng)獨(dú)特的發(fā)展模式，進(jìn)一步加強(qiáng)安全可靠性的同時，建立和更新軟件設(shè)計數(shù)據(jù)庫，并及時簡化維護(hù)和使用方式，大大提升其實(shí)際應(yīng)用空間和效果。

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　　工程師評職論文發(fā)表期刊推薦《現(xiàn)代建筑電氣》（月刊）創(chuàng)刊于2010年，是由上海電器科學(xué)研究所（集團(tuán)）有限公司主辦。辦刊宗旨：以現(xiàn)代信息技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)和智能建筑技術(shù)為引導(dǎo)，引領(lǐng)建筑電氣技術(shù)不斷開拓自主知識創(chuàng)新，向著高效、節(jié)能和綠色的目標(biāo)和方向發(fā)展。及時、全面的報導(dǎo)國內(nèi)外建筑電氣最新研究成果和行業(yè)信息，為建筑電氣的研究與開發(fā)、產(chǎn)品制造與應(yīng)用、工程設(shè)計等領(lǐng)域打造一流的技術(shù)交流和信息傳遞平臺。

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