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电气设备自动化控制中PLC技术的应用朱新路

发表时间：2020/3/3 来源：《电力设备》2019年第20期作者：朱新路

[导读] 摘要：目前，随着社会的发展，我国的电气工程自动化技术的发展也突飞猛进。

        (身份证号码：37292519920612xxxx 山东菏泽 274300)
        摘要：目前，随着社会的发展，我国的电气工程自动化技术的发展也突飞猛进。在工业自动化中，电气自动化水平对工业发展有着重要的促进作用，同时也直接影响着社会现代化的发展速度。在科学技术不断进步的影响下，使得各类先进的技术在电气自动化中得到充分的应用，例如智能控制技术，远程控制技术等等。PLC技术作为一种新型的先进职能控制技术，将其科学的应用在电气自动化中，能直接提升电气自动化设备的运行效率与质量。
        关键词：电气设备；自动化控制；PLC技术；应用
        引言
        在我国工业现代化发展浪潮中，电气自动化已被提出更高层次的要求，传统电气控制系统设备的弊端不断呈现，要在应用现代化技术过程中进行合理化改进以及强化。同时，PLC技术有着多样化的优势特征，要在剖析各方面现状基础上将PLC技术高效应用到电气自动化控制系统设备中，提高自动化水平的同时将各类故障发生的系数最小化，实现综合效益战略目标。
        1 PLC概述
        1.1含义
        PLC是ProgrammableController（可编程逻辑控制器）的简写，是一种在工业快速发展中产生的新型电子系统。它将各种命令，计算，数据等存储在可编程存储器中，然后将存储的内容以数字形式或类似的输入输出模块来控制各种设备的动作，在信息时代的背景下，PLC技术更加的成熟，它不但可以完成以往简单的逻辑控制，而且能够执行顺序、计数、计时、演算等功能，为系统控制提供了更多的便利，可以极大地帮助开发逻辑控制的智能化，收集更加科学有效的信息，为数据监控，通信，网络等提供更大的便利。
        1.2技术原理
        PLC的运行有三个阶段，在第一阶段，PLC通过扫描读取数据，从而完成采样过程，将收集的信息存储到I/O图像中，并且当输入数据时，开始执行用户提出的新指令;第二阶段中PLC由上向下的依次对用户程序进行扫描;在第三阶段，刷新所有程序，同时，系统CPU将根据I/O映像状态和前端输入数据经过一些转换方式输出到输出端子，这个过程是PLC真正完成任务的关键阶段，完成以上所述的三个阶段叫做一个扫描周期。PLC中的开关控制具有很强的灵活性，能够实现全面的自动化，通过简单的梯形图，语句，逻辑图等编程方式，使用简单的指令显示了控制技术，使现场操作清晰地反映出来。在PLC内部定制中，过去的机械触电继电器难以满足现代需求，需要引入新的PLC辅助继电器，可以用内部逻辑代替。连接导线，忽略节点的转换时间，无需担心继电器的返回系数是否达到标准。在不改变硬件状态的基础上，程序以在线形式进行校正，对操作员计算机级别的要求更严格。
        2工作原理
        (1)输入采样阶段在该阶段中PLC技术主要通过扫描的方式获取工作人员的指令，指令扫描接收完毕后由后台系统将数据保存于I/O映像区中。数据保存后，用户可登入系统执行指令或者刷新指令，在用户的操作下，输入、输出状态就会出现明显的数据变化，但是最初存在于I/O映像区的数据信息不会轻易受到影响。换言之，如果输入状态类似脉冲信号，则设备给予脉冲信号的宽度就多了一个扫描周期，为后续其他指令的操作埋下伏笔。(2)用户程序执行阶段进入程序执行阶段，PLC技术会对指令和输入信息进行全方位的扫描，与传统技术由上而下的扫描方式不同，PLC在扫描时会呈梯形图状，根据一定的逻辑顺序进行数据读取分析。对信息梯形图的扫描由左边控制线开始，逐渐在ＲAM存储区中形成数据扫描信息逻辑圈，最终在I/O的映像区对应位置刷新出新的输出线圈。(3)输出刷新阶段数据读取扫描完成后，PLC技术进入输出刷新阶段，这是大部分设备的CPU都是根据I/O映像区的对应状态将输出锁保存到电路中，并通过输出电路映射到对应的驱动设备，经过一系列连锁反应才算是PLC输出任务。

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        3电气设备自动化控制中PLC技术的应用
        3.1在集中性控制系统中的具体应用分析
        电气自动化控制体系是由多台控制机中众多控制单元充分融合而形成的。为此，只有确保多台控制单元的控制操作数据的一致性，才能有效避免控制乱码的产生，确保电气自动化控制系统的有效运转。利用PLC技术的构建工作简单便捷，维护难度低等特点，使原有的接线逻辑成功被PLC的存储逻辑所取代，从而降低外部实际接线数量，直接将实际建造周期进行了合理的缩短，同时使得后期维护成本得到科学的控制。此外，PLC技术还具有体积小，能耗低等优点，利用PLC技术的综合控制系统，并通过建立生产顺序或者时间顺序，充分结合设计编写的系统程序，能达到对系统开关的科学控制，并且还能将传统电气控制模式中存在的相关问题进行有效的解决，提升电气自动化的运行效率。
        3.2模拟量的控制应用
        由于工业生产涉及方面、工序等比较多，应用到生产实践中的电气自动化系统以及设备繁杂化，电气自动化参数大都有着较多的模拟量，体现在不同层面，能够客观呈现工业生产中相关系统以及设备旋转速率、压力、速度、温度等动态变化情况，这就需要对这些模拟量进行科学化控制。在此过程中，企业可以将PLC技术灵活、有效应用其中，实时展现其功能多样、高适用性等特点，借助PLC技术作用下的FROM指令、TO指令，科学设置各类模拟量控制的具体单元，合理编写对应的代码，针对系统设备的电流、电压等输出情况，高效控制系统设备运行中模拟量的动态变化。与此同时，PLC技术应用到模拟量控制层面可以实现数字化的控制，确保系统设备运行中模拟量的控制更加精准，和生产工序实际情况吻合。
        3.3在顺序控制中的应用
        在国家节能减排政策的背景下，越来越多的高能耗设备采用PLC系统取代以前的继电器控制器，PLC系统本身已经成熟，不仅可以控制单个过程，还可以利用信息化模块、通信总线等控制和协调整个工厂的生产工作。以景电管理局泵站为例，泵站水泵系统包含大量的组成部件，利用PLC技术建立远程IO站，现场控制站，再把现场和远程IO站进行通信连接，这样就把现场传感器搜集的信号传送到了IO站。这样，操作人员在控制室内就可以开停机，并且掌握设备的工作状态，平时的检修维护工作，只需更换不良的传感器等元配件就可以了，不但提高了生产效率，减少了工人的工作量，更重要的是有效避免了恶劣的工作环境对人身的伤害。
        3.4数据处理的控制应用
        在新形势下，各类新的技术、设备等不断应用到工业生产中，电气自动化层面的信息数据大幅度增加，做好数据处理工作至关重要，在关键性的电气自动化数据挖掘、提取、剖析中明确生产中系统设备呈现的问题，深化检查、检修、管理等环节的同时加强对重要生产环节的控制，从根本上实现电气自动化的控制目标。在此过程中，企业可以将PLC技术灵活应用到基于电气自动化的各方面数据处理环节，体现在数据传输、比较、运算、转换等指令方面，以指令为切入点，实时、高效传输电气自动化生产中产生的海量信息数据，在对比、剖析的基础上对其进行规范化运算、转换等，促使处理之后的各方面信息数据更加的准确、完整，能够客观折射电气自动化系统以及设备运行状态，明确生产中呈现的各类隐患问题，在针对性处理基础上深化开展的管理工作，在高质量的电气自动化过程中提升生产经济效益。
        结语
        电气自动化关乎百姓生产生活，PLC技术独特的优势与电气自动化相结合可提高各方面对设备和机械的控制能力。随着技术的进步，电气工程行业必须不断保持先进性，树立正确的应用价值观，正确审视PLC的技术标准，将其的优点渗透到电气工程的各个领域，以此提高电气工程的自动化控制问题，为促进电气工程行业的可持续发展，企业应以效益发挥为主导，对各方面设备进行优化设计，利用PLC技术的集中性减少外部接线的数量，缩减建造周期，不断进行优化设计，处理好各方之间的应用沟通问题，将PLC技术的实效价值发挥到极致，不断加速我国电气自动化控制应用的发展。
        参考文献：
        [1]戴胜龙.PLC技术在电气自动化控制中的应用研究[J].科技传播,2015,7(24):50+53.
        [2]刘强,李国虎,邓勇.工业电气自动化控制中变频调速技术的整合应用分析[J].山东工业技术,2019(18):131.