1、引言

現(xiàn)場總線技術(shù)的快速發(fā)展產(chǎn)生了PLC技術(shù)，是一種新興技術(shù)，這種技術(shù)結(jié)合了控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等。電氣工程控制的逐步改進(jìn)和優(yōu)化是借助本身的系統(tǒng)順序控制、信息加工處理、閉環(huán)過程控制等來實(shí)現(xiàn)的。以此來使控制系統(tǒng)的自動(dòng)化水平得到提高，滿足大部分工業(yè)生產(chǎn)的需求。另外，這種技術(shù)還可以提升效率和質(zhì)量，并為工業(yè)生產(chǎn)提供基礎(chǔ)保障。隨著社會(huì)科技和工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，PLC關(guān)鍵技術(shù)肯定會(huì)發(fā)展越來越好。

2、PLC概述

2.1概述

PLC技術(shù)最初起源于美國，并在20世紀(jì)60年代被應(yīng)用于商業(yè)生產(chǎn)之中。該技術(shù)最為核心的功能為順序控制，其在一些制造業(yè)大國得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，并在20世紀(jì)80年代實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍——在控制功能中逐漸融入了高數(shù)技術(shù)和函數(shù)運(yùn)算等相關(guān)內(nèi)容。此外，該技術(shù)的核心控制功能已經(jīng)被越來越廣泛地應(yīng)用于各種電氣工程領(lǐng)域之中。PLC關(guān)鍵技術(shù)主要由I/O模塊、CPU模塊、存儲(chǔ)介質(zhì)以及電源系統(tǒng)構(gòu)成，借助傳感器完成對(duì)相關(guān)指令的接收，并將所接收到的指令需求存入控制器中，進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的獲取和處理，最終將所得到的處理結(jié)果輸入給執(zhí)行器，通過執(zhí)行器實(shí)施控制工作。在實(shí)際運(yùn)行過程中,CP模塊能推動(dòng)程序的循環(huán)運(yùn)行。

2.2PLC技術(shù)發(fā)展

PLC(ProgrammableLogicController)技術(shù)起源于美國，開始投入生產(chǎn)是在20世紀(jì)60年代，順序控制是其核心功能，隨著時(shí)間推移越來越多的國家將該項(xiàng)技術(shù)借鑒于工業(yè)生產(chǎn)，直到80年代這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)飛速發(fā)展，功能更加齊全，包括函數(shù)運(yùn)算、高數(shù)技術(shù)等。PLC關(guān)鍵技術(shù)，主要是其核心控制功能，慢慢廣泛應(yīng)用于越來越多的領(lǐng)域。

2.3PLC技術(shù)的結(jié)構(gòu)

可編程邏輯控制器，其實(shí)質(zhì)是一種專門用在工業(yè)控制領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)，它的主要結(jié)構(gòu)與微型計(jì)算機(jī)基本相同，PLC技術(shù)的結(jié)構(gòu)為：電源，PLC的電源對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的正常工作起著非常重要的作用。假如沒有可靠、良好的電源為其供電，PLC是無法工作的，因此制造商是非常重視對(duì)可編程邏輯控制器的電源的設(shè)計(jì)制作;中央處理單元(CPU)，中央處理單元(CPU)是PLC的控制中心，主要是以掃描的方式收發(fā)現(xiàn)場各輸入設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，然后分別存入I/O映象區(qū)，再讀取程序進(jìn)而控制相應(yīng)設(shè)備;存儲(chǔ)器，主要分為存放系統(tǒng)軟件的系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和存放應(yīng)用軟件的用戶程序存儲(chǔ)器;輸入輸出接口電路，輸入接口電路用于連接PLC與現(xiàn)場控制的接口界面，輸出接口電路集成了選通電路、數(shù)據(jù)寄存器和中斷請求電路;功能模塊，如計(jì)數(shù)、定位等;通信模塊。

3、PLC的功能特點(diǎn)

3.1編程簡單，使用方便

使用各種編程語言，如語句表、梯形圖和邏輯圖等，不需要計(jì)算機(jī)知識(shí)，所以整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)時(shí)間短，容易在現(xiàn)場調(diào)試。此外，可以在不拆動(dòng)硬件的情況下，實(shí)時(shí)改變控制方案，現(xiàn)場修改程序。

3.2功能強(qiáng)，性價(jià)比高

無論多大的PLC，內(nèi)部都有非常多的編程元件，可供用戶使用，具有很強(qiáng)的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)相當(dāng)復(fù)雜的控制功能。相同功能的繼電器和PLC相比，PLC性價(jià)比很高。PLC在通過通信聯(lián)網(wǎng)的控制條件下能夠?qū)崿F(xiàn)分散控制，集中管理。

3.3硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)

PLC產(chǎn)品逐漸系列化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，并結(jié)合各種各樣的供用戶選用的硬件裝置，用戶可靈活方便地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行配置，組裝成不同型號(hào)、不同功能的系統(tǒng)。PLC的安裝接口也十分方便，一般接口都有固定的接線端子可與外部連接。PLC的帶負(fù)載能力特別強(qiáng)大，一般的小型交流接觸器和電磁閥可被直接驅(qū)動(dòng)。在確定硬件配置后，可以通過修改程序方便快捷地適用各種工藝條件。

3.4可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)

很多的繼電器被應(yīng)用于繼電器控制系統(tǒng)，接觸不良容易導(dǎo)致故障的發(fā)生。時(shí)間繼電器、中間繼電器被PLC編寫軟件代替，只剩下關(guān)鍵的輸入和輸出硬件，線路減少，使線路故障大大減少。PLC使用了系列軟件和硬件抗干擾方法，抗干擾能力非常強(qiáng)，平均無故障時(shí)間相對(duì)延長，可用于干擾強(qiáng)烈的工業(yè)現(xiàn)場。

4、PLC關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

4.1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電氣工程控制系統(tǒng)的核心是可編程邏輯控制器，控制器的設(shè)計(jì)質(zhì)量關(guān)系著整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行了。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要注意以下三個(gè)原則：控制設(shè)計(jì)成本。成本的高低和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益直接掛鉤，合理控制成本不僅能夠提升效益，同時(shí)也可預(yù)留后期系統(tǒng)維護(hù)的資金。為系統(tǒng)的升級(jí)與研發(fā)預(yù)留資金。保證系統(tǒng)安全運(yùn)行，這是設(shè)計(jì)的首要任務(wù)?？刂菩矢?，使在控制系統(tǒng)下的產(chǎn)品質(zhì)量符合要求。在按照設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)地對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。做需求分析，選擇CPU，確定輸入與輸出設(shè)備。分別設(shè)計(jì)I/O模塊和CPU模塊，繪制原理圖。最后，編寫控制程序，調(diào)試、測試、完善功能。

4.2閉環(huán)過程控制

電氣工程控制系統(tǒng)主要測量的相關(guān)模擬量包括溫度、壓力、流量等，主要采用的方式是閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)持續(xù)不間斷對(duì)此類模擬量的控制，以此達(dá)到模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量。使用PLC技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)內(nèi)容的轉(zhuǎn)化是通過I/O模塊進(jìn)行控制的。

4.3信息加工處理

隨著社會(huì)科技的不斷發(fā)展，越來越多電器設(shè)備被人們所應(yīng)用，也增大了對(duì)電力能源的需求。所以，在進(jìn)行電氣工程控制過程中，所需要的數(shù)據(jù)信息也逐漸增加，這種情況下，如果仍然采用傳統(tǒng)的控制技術(shù)，則將會(huì)導(dǎo)致每個(gè)環(huán)節(jié)的成本增加，甚至導(dǎo)致最后的控制結(jié)果變差，處理數(shù)據(jù)也不可靠，最終使電氣工程無法正常開展。但是采用PLC技術(shù)，在CPU模塊的幫助下，自動(dòng)處理控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而處理分析各種數(shù)據(jù)，為整個(gè)系統(tǒng)控制提供參考數(shù)據(jù)。

4.4系統(tǒng)順序控制

和以往的繼電器設(shè)備控制相比，PLC關(guān)鍵技術(shù)其優(yōu)勢特點(diǎn)相當(dāng)突出，主要體現(xiàn)在系統(tǒng)的運(yùn)行效率得到明顯提升，以及系統(tǒng)損耗大大降低。借助于PLC關(guān)鍵技術(shù)，可有效控制系統(tǒng)單個(gè)工藝流程，這是依靠信息存儲(chǔ)模塊實(shí)現(xiàn)的。而且，把此模塊與通信總線連接，可協(xié)調(diào)生產(chǎn)車間的各種功能.

5、PLC關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展趨勢

今后，各種各樣的新式的電氣工程產(chǎn)品將被制造出來，這需要符合具體的設(shè)計(jì)要求，優(yōu)化人機(jī)界面，這樣可以很好地發(fā)揮PLC在電氣工程控制中的作用?？梢哉f，PLC這一新型技術(shù)是電氣控制工程發(fā)展的必然趨勢，主要用于大型的PLC電氣控制體系，實(shí)現(xiàn)和其他控制系統(tǒng)的連接.

結(jié)束語

總而言之，PLC關(guān)鍵技術(shù)是一項(xiàng)非常先進(jìn)的技術(shù)，對(duì)日前的電氣工程控制系統(tǒng)來說。該技術(shù)可大大降低傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的不足，將整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量效率明顯提升。因此，將其運(yùn)用在電氣工程控制系統(tǒng)中,可極大地發(fā)揮它的作用和功能。所以，對(duì)電氣控制工程廠商而言，發(fā)展PLC技術(shù)是非常重要的一項(xiàng)工作。

 （任金偉 河南省洛陽正骨醫(yī)院(河南省骨科醫(yī)院)  河南省洛陽市471010) 

參考文獻(xiàn):

[1]陳海棠.PLC關(guān)鍵技術(shù)在電氣工程控制系統(tǒng)中的有效運(yùn)用[J].電子世界,2015,24:110-111.

[2]趙玥，任海燕.PLC關(guān)鍵技術(shù)在電氣工程控制系統(tǒng)中的有效運(yùn)用[J].科技術(shù)與創(chuàng)新，2016,13:156.

[3]談文鑒.PLC關(guān)鍵技術(shù)在電氣工程控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2013,08:7.

[4]羅正延.試論P(yáng)LC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程,2015,11:174.