电气工程控制系统中PLC关键技术的有效运用探究 刘化普

发表时间:2018/9/17   来源:《基层建设》2018年第20期   作者:刘化普
[导读] 摘要:在如今的信息时代之下,电气工程控制系统中的PLC关键技术应用越来越重要,PLC技术的引入,使得电气工程控制系统在传统的控制系统中进行优化,在自动化的控制层面取得大突破,本文从PLC关键技术出发,对电气工程控制系统做有效的运用探究。
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        摘要:在如今的信息时代之下,电气工程控制系统中的PLC关键技术应用越来越重要,PLC技术的引入,使得电气工程控制系统在传统的控制系统中进行优化,在自动化的控制层面取得大突破,本文从PLC关键技术出发,对电气工程控制系统做有效的运用探究。
        关键词:电气工程;控制系统;PLC技术;运用
        PLC技术一门新兴的信息化技术,它在现场总线技术快速发展的条件下应运而生。电气工程系统主要通过自身系统顺序控制、信息加工处理、闭环过程控制这三个方面来进实现改进和优化,使得电气工程产品的自动化水平得到提升,并且满足大部分工业要求。随着科技信息技术的不断发展,在相关工作人员不断努力的探究之下,我相信PLC技术会发展的越来越好。
        1.PLC关键技术
        1.1 PLC 技术发展
        PLC技术以顺序控制功能为主,在美国发起并于20世纪60年代投入生产之中。在不断的改进和发展过程中,该技术被日本、德国等更多的国家借鉴,直到80年代,PLC技术得到了质的飞跃,逐步实现对高数技术和函数运算等技术的运用。PLC技术的多功能使得其能够渗透入更多的行业领域中带动发展,比如能源、化工、信息等领域【1】。
        1.2 PLC技术结构
        PLC技术主要由I/O模块、储存器、CPU模板和电源组成。电源是PLC中不可或缺的部分,没有电源供电,PLC无法工作;CPU主要担负其扫描收发数据的重任,然后将数据存入I/O映像区;储存器顾名思义,主要是用来进行储存的设备,在电气工程控制系统中储存器主要用于存放软件和系统程序储存;在PLC技术机构中,通过传感器接收相关指令,中央模拟器CPU进行读取和运算,将结果传输到执行器,执行器便开始执行任务,在执行器进行工作的同时CPU会促使程序进行循环。
        2.PLC功能特点
        2.1编程简单,使用方便
        PLC技术的编程相对来说比较简单,采用各种需要进行编程,不需要运用计算机专业知识,所以在编程上花费时间比较少,因此,电气工程控制系统在开发时仅仅需要短时间就能完成,并且可以在现场根据需求进行调控。除此之外,PLC还可以在不拆动硬件的条件之下,根据需要修改程序改变其控制方案,体现出了灵活多变,使用便捷的功能优势【2】。
        2.2功能强,性价比高
        PLC的强大功能是基于其内部编程原件上,无论多大的PLC其内部的编程原件都会非常多,可以灵活的提供给客户使用的,能够实现复杂的控制功能。与其他的相同或是类似功能的系统相比,PLC的性价比很高,其强大的功能在互联网的条件控制下,能够在集中管理之下进行分散控制。
        2.3硬件配套齐全,使用方便
        在不断的发展之下,PLC产品结合用户使用要求,逐步实现了系列化、模块化和标准化。其硬件配套非常齐全,用户可以根据自己需求,对配件进行选择,组装,形成满足需求的功能仪器【3】。在对于用户而言,PLC有两大优势,一是安装接口方便,一般情况下,接口有着固定了接线端便捷的与外部进行连接。二是带负载能力特别强大,运用小型交流接触器和电磁阀可以直接驱动。总的来说,PLC产品硬件配套满足了客户的需求,便捷的适用于各种工艺条件,适应性非常强。
        2.4可靠性强,抗干扰能力强
        很多继电器用于控制系统中都会因为接触不良问题导致故障,而PLC技术使用的多个软件和抗干扰的方法,提升了抗干扰能力,比如时间继电器和中间继电器使用了PLC编写软件代替,线路减少,使线路故障大大减少。
        3.PLC关键技术在电气工程控制系统中的应用
        3.1 PLC控制系统设计
        电气工程控制系统的核心就是PLC技术,其控制器的设计质量是整个系统运行的关键。PLC控制系统设计可以分为以下三个原则:一是控制设计成本。对于企业来说,成本的高低和经济效益有关,控制好成本企业的经济效益会比较高,更近一步来说,成本使用低,预留的后期系统维护经费就会比较多。二是保证系统安全运行。控制系统设计的首要任务就是保证系统的安全运行,系统在有安全保障之下,才能后发挥其强大的功能进行工作。三是使在控制系统条件下产品质量符合要求。

在设计中,要对控制系统进行详细的设计,首先要做客户需求分析,根据需求分析结果选择适合的CPU,确定输入和输出设备。
        3.2闭环过程控制
        闭环控制系统在电气工程控制中起到重要作用,电气工程控制系统用于对温度、压力等相关模拟量的测量,在测量中采用闭环的控制方式,对模拟量进行持续不间断的测量,通过I/O模块进行控制,以此来实现模拟量对数字量的转化。
        3.3信息加工处理
        随着信息科技时代的发展,越来越多的电气工程被广泛使用,这也增大对电力能源需求的需求。因此,在对于电气工程控制设计过程中,对信息数据需求更加多,如果忍让采用传统的控制技术,那么控制系统制造成本将会上升,更坏的情况是成本提高后质量还是不能满足需求。数据处理的不可靠会导致电气工程无法正常的开展工作。但是采用PLC技术,在中央模拟器CPU的帮助之下,能够自动的对信息数据进行加工处理,为整个系统提供参考数据。使用PLC对信息加工处理,既能满足了控制系统中信息处理的需求,又能够在不提升成本的情况之下提升控制系统的质量【4】。
        3.4系统顺序控制
        运用PLC技术,可以通过信息模块的控制对单个工艺流程实现了顺序控制,也可以将模块的连接到通讯总线,实现企业和生产车间之间的协调生产。相比于以往所用的继电器,PLC技术的顺序控制功能有着更为显著的优点,提高了使用效率的同时减少了能量的损耗。顺序系统控制作为PLC关键技术控制系统的主要功能,充分的将其有效利用发挥出来,让电气工程控制系统能够给企业带来更大的经济效益,满足市场的需求。
        4.PLC关键技术的发展的优化
        随着电气工程相关工作人员的不断努力探究之下,各种各样的新型电气工程产品会不断出现在大众的视野中。PLC关键技术是电气工程控制系统在电气产品中的发展的关键,在这样的趋势下,我认为有必要对PLC关键技术进行进一步优化,具体的优化建议如下:
        4.1提高技术的网络数字化
        新时代的到来,信息技术也跟着不断的发展,数字信息化已经深入了人们的生活和工业发展之中,要不断的优化PLC技术,就需要紧跟着时代发展需求,实现PLC编程控制优势,使其体现出更明显的数字化特点,能够应用于更多的领域之中,满足市场发展的需求。比如目前PLC技术中的工业以太网(Ethernet)和EtherCAT总线技术的应用,就是适应当前市场广泛需求的MES系统(制造企业生产过程执行管理系统)对PLC的网络化和实时性的控制要求。技术的网络数字化带来的很大的便利,我们应该在这方面下功夫,进一步提升PLC技术的数字网络化。
        4.2改善运用环境
        PLC技术虽然有着很多的应用优势,但是也还存在一定的不足之处,即其使用的温度环境要求很高。在电气工程控制系统中PLC系统工作的温度环境在0-55℃,每个有着PLC技术的电气工程产品都有特定温度环境的要求,这就使得电气工程产品在使用中要严格控制温度,给产品的使用带去了不便。为了能够让PLC产品能够更加灵活的投入使用,应该改善其运用环境,优化其外界温度。
        4.3增强抗干扰性能
        PLC技术的抗干扰能力关系着电气工程控制系统的质量,应该要增强PLC关键技术的抗干扰能力。比如。控制产品的接地系统,接地点要均匀分布,增强抗电磁干扰能力。同时,为了避免产生电网引入感染,可以通过在电源处接入虑波电路,或是安装隔离变压器,保障控制系统的安全性。
        5.小结
        PLC关键技术是一项先进并且功能强大技术,在电气工程控制系统中有着不可取代的重要地位,在改善了电气工程控制系统的不足之处的同时提升其质量。本文通过对电气工程系统中PLC技术的有限运用探究,认为相关的工作人员应该进一步的优化PLC技术,使其能在电气工程控制系统中发挥更大的作用。
        参考文献
        [1]廖山河.电气工程控制系统中PLC关键技术的有效运用探析[J].信息记录材料,2018,19(01):30-31.
        [2]刘君.探究电气工程及自动化的控制系统的应用 [J]. 科技风,2015.
        [3] 张振国 .PLC 技术在电气工程自动化控制中的应用 [J]. 电子技术与软件工程,2015.
        [4]陈海棠.PLC关键技术在电气工程控制系统中的有效运用[J].电子世界,2015(24):110-111.
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