电气设备自动化控制中PLC技术研究与发展

李安平

（南京市质检院，江苏南京，210019）

电气设备自动化控制中PLC技术研究与发展

李安平

（南京市质检院，江苏南京，210019）

工业革命以来，电气自动化控制不断引领前沿工业生产的技术发展，其中PLC（可编程控制器）集合现代通信技术和计算机技术，以其安全、高效、可靠等性能占据现代工业发展重要地位。本文通过分析研究PLC技术的组成以及在电气自动化控制应用中的核心作用，进一步探讨其对现代工业的发展趋势。

PLC；自动化；控制；发展

0 引言

所谓的PLC，主要是指可编程控制器，即Prog-rammable Logic Controller的英文缩写。在这种可编程控制器的应用中，其既包括了计算机技术的应用，也涉及了电气自动化控制技术以及通讯技术的使用，可见其应用价值还是比较高的，尤其是在相关工业生产中，这种PLC的应用更是极为重要。

1 PLC技术的基本组成

新一代的整体式PLC 主要包括 CPU、主板、显示屏、内存和电源等。 PLC技术在工业生产电气设备自动化控制中，常见如：取件机械臂、配装车间自动化平台等，在由计算机全过程控制的工业领域，高效的PLC模块设计能给工程操作过程带来极大便利，保证技术维护和保护作业安全可靠，提升工业生产效率。为了保证整体PLC运作的过程的稳定，PLC的供电是核心操作技术，其稳定性要求至关重要。与传统自动化控制中PLC技术对比，当前对电气自动化研究焦点在于PLC控制系统技术，主要是运用数字计算机和数字通信实现更新和发展开放型平台。

2 PLC技术的应用

2.1 PLC技术定义和特征

PLC技术是一种融合了计算机的可编程控制技术，是传统控制器的升级版，在PLC技术运行过程中，主要分为三个步骤。

第一步：采样数据。在技术的实际输出阶段，PLC技术要借助数据扫描装置对数据进行一次性读取，保证数据处于输入状态，集中存储在可编程控制器的I/O映像区域内部。第二步：用户程序执行阶段。扫描器要对用户程序进行全面扫描，呈现出梯形图，并进行集中的逻辑运算。特别要注意的是，运算完毕后的结果要在系统的RAM存储系统模块中寻找对应位置。第三步：输出刷新阶段。主要依托的是系统中的CPU，在向系统发出指令后，将I/O映像区内的数据和基本数据状态进行输出。

2.2 PLC模糊控制系统

将PLC技术和模糊控制器结合在一起形成系统结构，主要是将较为复杂的模糊推理交与计算机进行操作，从而有效的输出模糊控制器量表，再利用系统的调试和修改，建立完整的数据模块，直接存储在PLC的内存模块里，实现子程序的直接管理。

另外，在对模糊化进行运算的过程中，要着重对输出量、尺度变化、论域方位参数等信息进行分析，并借助模糊集合进行处理，而通常系统在进行运算时主要采取以下几种模型：其一，单数值模糊点。参数要求模糊集合O对于支撑子集x是具有较为单一性的单数值模糊点，则对系统中的任何一点存在x=x0，并且有建立μA(x)=0的要求，则隶属函数曲线为匀速稳定增长状态；其二，三角形模糊方式，基本的函数解析式为：

其基本的函数结构为匀速上升到匀速下降的三角形[1]；其三，高斯型模糊参数结构。基本的函数关系式为：

其函数曲线呈现如图2所示。

图1 PLC技术与模糊控制器构造图

图2 高斯型模糊参数曲线

3 PLC在电气自动化控制应用中的要点

PLC应用过程中应该重点关注以下几个方面的内容。

(1)应用PLC在电气自动化控制受湿度影响，对要求稳定的PLC应用程序来讲,这个湿度因素是非常重要的。由于PLC相关设备在使用过程中需要保证其具备较好的绝缘性，所以，如果湿度过高必然会影响到PLC绝缘效果。一般来说，需要控制PLC环境相对湿度在85%以下。

(2)应用PLC在工业自动化控制还应把重点放在震动这个影响因素上，震动会对PLC产生更多不良的影响,这个影响主要反映在某些特定频率的干扰上,分析了目前的状况,该种不良的现状在PLC运用过程中，应当严格控制10Hz-55Hz之间。

(3)应用PLC在电气自动化控制生产中，应该也采取严格的温度控制范围，温度差太高，直接影响电气自动化控制PLC性能的正常发挥，易于出现电气故障。因此，电气自动化控制PLC应该集中建立一个相对地舒适的工作温度环境。一般来说，在0℃-55℃区间，PLC的性能发挥出最佳效能。所以，在工作区域必须采取对应的对抗措施确保温度不成为影响因素。

(4)PLC控制技术应用于工业自动化之中的重要基础是支持其正常运作的电源。据有关PLC的研究结果表明,适合PLC工作的交流电只适用50Hz、220V，PLC控制设备的电线基本具备抗干扰能力。针对一些更高的要求，为有效减少电源线的干扰，可使用安装有屏蔽层的电源线来。除此之外，对于输入和输出两端电压不一致的情况，建议选择直流稳压式的电源。

4 PLC技术发展趋势

随着市场经济以及科学技术的发展，PLC作为一种新兴技术，现代化PLC 技术趋势是:(1)类型的丰富化是最典型的一个发展趋势，尤其是随着PLC的不断发展以及市场需求的不断提升，这种类型的多样化也是极为必要的。(2)对于具体运算能力的提升越来越明显，这也是未来PLC发展的一个重要方向，其必然能够更大程度上体现出PLC的应用价值。(3)高度集合、智能化发展，PLC技术在与其他工业控制计算机网络组成的更强大电气设备系统中，将充分体现出PLC技术快速的反应速度、智力、及优势兼容能力。

5 结语

PLC技术实现了与现代通信技术、数字技术、计算机控制技术的有效融合。基于当前电气自动化控制系统的研究和探索，在以集中控制方面，PLC有较好的作用和价值。

[1]杨维.基于PLC的教学用自动装配生产线研究与开发[D].硕士论文,2016.

Electrical equipment of PLC in automatic control technology research and development

Li Anping
(Nanjing Institute of Product Quality Inspection，Nanjing Jiangsu,210019)

Since the industrial revolution, The development of cutting-edge industrial production technology, including PLC (programmable controller) collection of modern communication technology and computer technology, with the composition of PLC technology and the core role in the application of electrical automation control

PLC ;automation ;control; development