本站原创【摘 要】电气自动化在国民经济发展中占有基础性地位,在经济发展中发辉着重要作用.在电气自动化控制方面PLC的应用较为广泛,而且所发挥的作用也极大,它是种类繁多的自动化控制设备的基础,能够为它们提供可靠的控制应用解决方案,它不仅具有编程简单、组合灵活、维修方面等多种优点,能够满足自动化电气等企业的需要,而且其成本较低,随着科技的不断发展其应用范围也逐渐扩大,具有很好的应用前景.
【关 键 词】PLC,电气自动化,应用,前景
1.概念及原理
1.1电气自动化概念
电气自动化是研究与电气工程相关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、实验分析、研制开发以及电子与计算机等领域的一门科学.
在我国解放后便开始对电气自动化进行深入研究,并且开始设立本科专业.进入新世纪随着电力电子技术、微电子技术的迅猛发展.使其发展日趋多元化.尤其是结合了目前嵌入式、网络、通信等技术后电气自动化已出现在我们身边的各个领域.
1.2PLC即可编程控制器原理
其原理主要是采用可编程序的存储器,不仅能够为其内部存储执行顺序控制、逻辑运算、计数、定时、运算等操作指令,还能够通过模拟式和数字式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程.在工业自动化控制方面应用PLC技术设计时,需要符合易于与工业系统联成整体、易于扩充功能的原则.我国的PLC技术还不算强大,但我国的PLC应用范围较广,而且应用的种类也较多涵盖了世界的所有PLC品牌.我国的PLC可以分为巨型、大型、中型、小型、微型几个级别.
1.LC工作原理
1.3.1循环扫描
PLC采用了一种不同于普通微型电脑的运行方式――循环扫描方式.PLC运行整个用户程序的时间――扫描周期――小于100ms.
1.3.2建立I/O映像区
PLC在输入输出操作上采用定时采样、定时输出的方式.即在一个扫描周期的固定时刻（一般在扫描周期的开始或结束）采样所有的输入点,采样结果存入RAM中一个区域（输入映像区）.这样在执行程序时,所需的现场信息全部从输入映像区中取用,不直接从现场取样.同样控制信息输出也不是采取生成一个就输出一个的方法,而是先将它们存放在RAM中的一个区域（输出映像区）,扫描周期结束时再将输出映像区中控制信息集中输出.通过建立I/O映像区,使PLC成为一个真正的数字采样控制系统,虽然PLC不可能随时根据现场输入实时控制现场输出状态,但只要采样周期足够短,即采样频率足够高,这样的采样系统应该完全符合实际系统的需要.
1.3.3特殊功能模板
由于PLC在扫描周期方面限制了用户程序的长度,这对于一般的数字量控制应该不成问题.但实际的生产过程对PLC提出了更多得要求：模拟量处理、闭环控制、网络通信、高速I/O等.对于模拟量输入输出以及简单的控制,一般是利用PLC的主CPU和一定的硬件支持,通过相应的软件来实现,其它情况由于牵涉到比较的计算量和CPU运算时间,以及PLC扫描周期的限制,一般采用自带CPU的专用模板,由模板系统软件完成相应的控制任务.这样,这些模板与PLC主CPU并行工作,两者之间通过总线接口进行联,主CPU定期向模板发送命令,模板也定期将自身的状态信息发送给主CPU.
2.应用
生产现场的单机设备上,其种类繁多.由于PLC在设计中采用了抗干扰和精选元件措施,使其适应能力较强,能够适应工业中的恶劣环境,而且还具其可靠性高、稳定性强,所以在工业中应用时不需要采取其它特殊的保护措施.其主要应用于电气控制设备中,原因在于PLC内部采取的抗干扰技术较为先进,其生产工艺严格而且采用现代大规模集成电路技术,使其具有较高的可靠性,而电气控制设备的关键性能要求高可靠性.而且,PLC还具有自我检测硬件故障的功能,当硬件出现故障时能够及时的通过警报来传达故障信息.为了提高整个系统的可靠性,应用者还可以编入有关器件的故障自诊断程序,使PLC外的设备、电路也受到保护.
（1）通信及联网
对于通信它既包括PLC与其它智能设备间的通信也包括PLC间的通信,随着自动化网络的快速发展,PLC的通信功能备受重视,新型PLC都具有通信接口,为信息的传输提供了很大的方便.
（2）运动控制
可以在直线运动和圆周运动中应用PLC进行控制.它其中包含专用的运动控制模块,大多数PLC都有运动控制功能,其应用包括机床、电梯、机器人等.
（3）PLC在公路交通系统中的应用
PLC型交通灯控制器将PLC用于对交通信号灯的控制,主要是考虑其具有对使用环境适应性强的特性,同时其内部定时器资源十分丰富,可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制,特别对多岔路口的控制可方便的实现.目前大多品牌的PLC内部均配有实时时钟,通过编程控制可对信号灯实施全天候无人化管理.由于PLC本身具有通讯联网功能.将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管理,从而缩短车辆通行等候时间,实现科学化交通管理.
其实在电气自动化控制中,PLC应用无处不在,它的实用性决定了了它不会被淘汰,只会广阔的发展以及应用,这里不再一一赘述.
3.前景
增强抗干扰性.如生产环境过于恶劣,或是电磁干扰异常强烈则也可造成PLC控制系统的运算或是控制错误,导致在某些生产环节出现错误而不能保证正常的生产运行,因此,提高PLC的可靠性是其未来发展的主要方向.
电气自动化的发展趋势应该是分布式、开放化和信息化.分布式的结构是一种能确保网络中每个智能的模块能够独立的工作的网络,达到系统危险分散的概念,开放化则是系统结构具有与外界的借口,实现系统与外界网络的连接,信息化则是使系统信息能够进行综合处理能力,与网络技术结合实现网络自动化和管控―体化.
总而言之,随着我国工业化、电气化的不断发展壮大,PLC的应用前景必然会越来越广阔.为了充分发挥出PLC的功能和作用,各生产厂商应当不断提高PLC系统的可靠性以及抗干扰性,这也是广大用户对PLC提出的基本要求.PLC系统势必会在工厂的生产中得到更为广泛的应用.
4.结语
为了能够更广泛的适应未来各种工业生产过程中控制场所的需要,PLC控制系统作为自动化控制网络和国际通用网络的重要部分其产品将会更加丰富,规格也会更加齐全,并将在人类电气自动化发展过程中发挥更加广泛的作用.