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【摘要】PLC的简称为可编程控制器,其主要的工作原理为通过中央处理器,将计算机以及自动控制等比较先进的技术结合发展的工业控制器,现阶段内,其所具有的特点为较广的使用面,强大的功能以及方便的操作方式,可以说现阶段内PLC已经成为了工业自动化主要的支柱之一。本文主要是对于论PLC在电气自动化控制中的应用进行研究分析。
【关键词】PLC;可编程控制器;电气自动化;应用
1、概述
1)电气自动化概念
所谓的电气自动化就是将电气工程相关的工作方式、自动化控制以及电力电子技术、信息处理、研制开发等和计算机结合在一起的一门学科。国内对于电器自动深入研究主要是在解放后其开始的,同时增设了很多本科专业,在进行电子时代之后,电子技术以及微电子技术不断发展,使得电气自动化更加多元化的发展,在结合现在网络以及通信等技术之后,电气自动化已经涉及了我们生活中各个部分。
2)电气自动化发展现状
现阶段内发展趋势为电气工业与IT技术相结合。电气自动化同时受到了客户机或者是服务体系结构、计算机网络等技术的影响。发展需要使得自动化以及IT平台不断的融合在一起。工业世界受到电气自动化的影响主要表现在两个方面:第一方面就是管理层纵向参透,企业业务数据处理系统主要是在产品生产过程中所进行的,还有一方面就是:信息技术横向扩展,逐渐的涉及到了自动化设备以及系统之内,甚至已近渗透到了产品所有的层面之中,这其中不单单有仪表以及控制器,甚至还有传感器以及执行器。不单单将现实技术虚拟化以及视频处理的使用,同时对于未来自动化产品也有很大的帮助
2、PLC
2.1概念
所谓的可编程控制器是计算机家族内的一名成员,主要是针对与工业控制应用所产生的。在最早的时期内将可编程控制器称之为可编程逻辑控制器,也就是现在PLC,那个时期主要是代替电器实现逻辑控制能力。现在科技不短发展,这样装置的功能已经超越了逻辑控制范围。所以说,现在这样的装置被称为是可编程控制器,就是PC。为了将个人计算机与其区分开,将可编程控制器称为PLC。
2.2PLC的工作原理
1)输入采样阶段
在输入采样这个阶段,PLC主要是通过扫描的方式将所有状态或者是数据输入,同时将这些数据保存在I/O映象区中。在这个过程技术后,在登入用户程序执行或者是输出刷新阶段。在这两个计算内,就会出现输入状态以及数据的变化,在I/O映象区中的数据或者是状态却不会受到影响。所以说,要是将输入比做是脉冲信号,那么脉冲信号的宽度就超多了一个扫描周期,只有在这样的情况下,才能保证输入被读入。
2)用户程序执行阶段
对于用户程序进行运行的时候,PLC不单单能够由上而下的进对于用户进行程序扫描,同时对于每一条梯形图在进行扫描的时候,也是根据先上后下或者是先左后右的逻辑所进行的运行的,也就是先扫描梯形图的左边控制线,所得到的逻辑运行结构,就会在RAM存储区内刷新出逻辑线圈,或者是在I/O映象区中对应位置上刷出输出线圈。
3)输出刷新阶段
完成扫描用户程序之后,PLC就已经开始输出刷新阶段。在这个时期中国CPU都是根据I/O映象区中对应的状态或者是数据将所有的输出锁保存在电路中,在通过输出电路中驱动相应的设备,通过这一系统的步骤,才算是完成了PLC输出任务。
2.3PLC的应用特点
1)可靠性高,抗干扰能力强
电气控制设备关键性能就是较高的可靠性。PLC主要是通过使用大规模的集成电力技术,加大生产工艺制造的监管,这样才能保证较高的可靠性。通过使用PLC控制系统,将与继电接触器的比较,电器接线或者是开关接点已经降低到了数百或者是数千分之一,这样使得故障大大降低。
2)配套齐全,功能完善,适用性强
PLC经过了这么多年的发展,直到今天已经逐渐的形成了不同规模下的产品,所涉及的领域也是各个方面。不单单ju7you一定的逻辑处理功能,PLC还有这相对比较完善的运算功能,可以说在各个数字控制领域都有所使用,加上PLC所具备的通信能力或者是人机界面技术的发展,使得PLC对于各个控制系统也是非常轻松的完成。
3)易学易用,深受工程技术人员欢迎
PLC是面向工矿企业的工控设备。它接口容易,编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近,为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。
4)系统的设计,工作量小,维护方便,容易改造
PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造的周期大为缩短,同时日常维护也变得容易起来,更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。
3、主要应用
1)PLC运用在顺序控制方面。这类应用通过自动化控制技术和手段,将传统的继电器取而代之,实现了顺序控制和逻辑控制,在自动化流水线中得到广泛应用,例如锅炉的除渣和除灰系统中都运用了顺序控制,这类运用通过自控系统设计,使操作人员在操作间通过电脑技术实现对设备的监控,减少了工作人员的数量和工人的劳动强度,有效提高了生产效率。
2)PLC运用在开关量控制方面。这类应用通过虚拟继电器代替传统的机械继电器,它的反应速度快,非常适合运用在开关量控制上。例如传统的断路继电器反应速度慢,反应时间需要一个过程,不能达到及时控制,而PLC不仅反应迅速,而且不会对设备造成损失,具有可靠性强和安全方便的优点。
3)PLC运用在闭环控制方面。这类应用通过自动启动程序,使PLC中的顺序模块累积运行时间,进行主设备的选择,根据运行时间的长短来自动决定设备的启动和关闭。还可以与常规控制系统相互配合,成为电力自动化系统运行中的主要控制方式,常规控制系统可以作为PLC的补充,当PLC发生故障时,常规控制系统可保证设备继续工作,提高了系统的可靠性,相当于给系统设备装上了双保险。
4)PLC在现实中的应用列举。PLC在中央空调的冷却系统上的运用,使得智能化程度大大提高,它的抗干扰能力强,运行稳定,使用维修方便。PLC在交通系统中交通信号灯的运用,因其具有极强的环境适应性和丰富的内部定时控制资源,它借助编程控制,实现了交通信号灯全天无人化管理,并且能做到对交通信号灯的准确控制。它还具有网络通讯功能,可实现交通信号灯的统一调度管理,根据实际情况调整信号灯的时间,使交通管理更加科学合理。
由于可编程控制器(PLC)是专为在工业环境下应用而设计的一种工业控制计算机,具有抗干扰能力强、可靠性极高、体积小、是实现机电一体化的理想控制装置等显著优点。需要注意的是,在一些电磁干扰过于强烈或者生产环境极其恶劣的环境下,PLC也有失误情况,因此还需不断提升PLC的设计和研究,使它能满足各种场合的运用要求。
参考文献
[1]周万珍,高鸿斌.PLC分析与设计应用.北京:电子工业出版社,2004,3.
[2]廖常初.PLC基础及应用.北京:机械工业出版社,2005,5.
[3]齐从谦,王士兰等.PLC技术及应用(第2版).北京:机械工业出版社,2008,4.
【关键词】PLC;可编程控制器;电气自动化;应用
1、概述
1)电气自动化概念
所谓的电气自动化就是将电气工程相关的工作方式、自动化控制以及电力电子技术、信息处理、研制开发等和计算机结合在一起的一门学科。国内对于电器自动深入研究主要是在解放后其开始的,同时增设了很多本科专业,在进行电子时代之后,电子技术以及微电子技术不断发展,使得电气自动化更加多元化的发展,在结合现在网络以及通信等技术之后,电气自动化已经涉及了我们生活中各个部分。
2)电气自动化发展现状
现阶段内发展趋势为电气工业与IT技术相结合。电气自动化同时受到了客户机或者是服务体系结构、计算机网络等技术的影响。发展需要使得自动化以及IT平台不断的融合在一起。工业世界受到电气自动化的影响主要表现在两个方面:第一方面就是管理层纵向参透,企业业务数据处理系统主要是在产品生产过程中所进行的,还有一方面就是:信息技术横向扩展,逐渐的涉及到了自动化设备以及系统之内,甚至已近渗透到了产品所有的层面之中,这其中不单单有仪表以及控制器,甚至还有传感器以及执行器。不单单将现实技术虚拟化以及视频处理的使用,同时对于未来自动化产品也有很大的帮助
2、PLC
2.1概念
所谓的可编程控制器是计算机家族内的一名成员,主要是针对与工业控制应用所产生的。在最早的时期内将可编程控制器称之为可编程逻辑控制器,也就是现在PLC,那个时期主要是代替电器实现逻辑控制能力。现在科技不短发展,这样装置的功能已经超越了逻辑控制范围。所以说,现在这样的装置被称为是可编程控制器,就是PC。为了将个人计算机与其区分开,将可编程控制器称为PLC。
2.2PLC的工作原理
1)输入采样阶段
在输入采样这个阶段,PLC主要是通过扫描的方式将所有状态或者是数据输入,同时将这些数据保存在I/O映象区中。在这个过程技术后,在登入用户程序执行或者是输出刷新阶段。在这两个计算内,就会出现输入状态以及数据的变化,在I/O映象区中的数据或者是状态却不会受到影响。所以说,要是将输入比做是脉冲信号,那么脉冲信号的宽度就超多了一个扫描周期,只有在这样的情况下,才能保证输入被读入。
2)用户程序执行阶段
对于用户程序进行运行的时候,PLC不单单能够由上而下的进对于用户进行程序扫描,同时对于每一条梯形图在进行扫描的时候,也是根据先上后下或者是先左后右的逻辑所进行的运行的,也就是先扫描梯形图的左边控制线,所得到的逻辑运行结构,就会在RAM存储区内刷新出逻辑线圈,或者是在I/O映象区中对应位置上刷出输出线圈。
3)输出刷新阶段
完成扫描用户程序之后,PLC就已经开始输出刷新阶段。在这个时期中国CPU都是根据I/O映象区中对应的状态或者是数据将所有的输出锁保存在电路中,在通过输出电路中驱动相应的设备,通过这一系统的步骤,才算是完成了PLC输出任务。
2.3PLC的应用特点
1)可靠性高,抗干扰能力强
电气控制设备关键性能就是较高的可靠性。PLC主要是通过使用大规模的集成电力技术,加大生产工艺制造的监管,这样才能保证较高的可靠性。通过使用PLC控制系统,将与继电接触器的比较,电器接线或者是开关接点已经降低到了数百或者是数千分之一,这样使得故障大大降低。
2)配套齐全,功能完善,适用性强
PLC经过了这么多年的发展,直到今天已经逐渐的形成了不同规模下的产品,所涉及的领域也是各个方面。不单单ju7you一定的逻辑处理功能,PLC还有这相对比较完善的运算功能,可以说在各个数字控制领域都有所使用,加上PLC所具备的通信能力或者是人机界面技术的发展,使得PLC对于各个控制系统也是非常轻松的完成。
3)易学易用,深受工程技术人员欢迎
PLC是面向工矿企业的工控设备。它接口容易,编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近,为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。
4)系统的设计,工作量小,维护方便,容易改造
PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造的周期大为缩短,同时日常维护也变得容易起来,更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。
3、主要应用
1)PLC运用在顺序控制方面。这类应用通过自动化控制技术和手段,将传统的继电器取而代之,实现了顺序控制和逻辑控制,在自动化流水线中得到广泛应用,例如锅炉的除渣和除灰系统中都运用了顺序控制,这类运用通过自控系统设计,使操作人员在操作间通过电脑技术实现对设备的监控,减少了工作人员的数量和工人的劳动强度,有效提高了生产效率。
2)PLC运用在开关量控制方面。这类应用通过虚拟继电器代替传统的机械继电器,它的反应速度快,非常适合运用在开关量控制上。例如传统的断路继电器反应速度慢,反应时间需要一个过程,不能达到及时控制,而PLC不仅反应迅速,而且不会对设备造成损失,具有可靠性强和安全方便的优点。
3)PLC运用在闭环控制方面。这类应用通过自动启动程序,使PLC中的顺序模块累积运行时间,进行主设备的选择,根据运行时间的长短来自动决定设备的启动和关闭。还可以与常规控制系统相互配合,成为电力自动化系统运行中的主要控制方式,常规控制系统可以作为PLC的补充,当PLC发生故障时,常规控制系统可保证设备继续工作,提高了系统的可靠性,相当于给系统设备装上了双保险。
4)PLC在现实中的应用列举。PLC在中央空调的冷却系统上的运用,使得智能化程度大大提高,它的抗干扰能力强,运行稳定,使用维修方便。PLC在交通系统中交通信号灯的运用,因其具有极强的环境适应性和丰富的内部定时控制资源,它借助编程控制,实现了交通信号灯全天无人化管理,并且能做到对交通信号灯的准确控制。它还具有网络通讯功能,可实现交通信号灯的统一调度管理,根据实际情况调整信号灯的时间,使交通管理更加科学合理。
由于可编程控制器(PLC)是专为在工业环境下应用而设计的一种工业控制计算机,具有抗干扰能力强、可靠性极高、体积小、是实现机电一体化的理想控制装置等显著优点。需要注意的是,在一些电磁干扰过于强烈或者生产环境极其恶劣的环境下,PLC也有失误情况,因此还需不断提升PLC的设计和研究,使它能满足各种场合的运用要求。
参考文献
[1]周万珍,高鸿斌.PLC分析与设计应用.北京:电子工业出版社,2004,3.
[2]廖常初.PLC基础及应用.北京:机械工业出版社,2005,5.
[3]齐从谦,王士兰等.PLC技术及应用(第2版).北京:机械工业出版社,2008,4.