自动化电气控制中PLC的应用与技术分析 粱晓卫 冯军伟

发表时间:2020/6/30   来源:《当代电力学文化》2020年5期   作者:粱晓卫 冯军伟
[导读] 当前随着工业自动化技术的革命及发展,PLC技术做作为自动化电气
        摘要:当前随着工业自动化技术的革命及发展,PLC技术做作为自动化电气控制系统中的核心技术被广大技术人员应用和研究。基于这样的背景,进行PLC在电气自动化电气控制系统中的融合与相应的研究就显得十分重要和必要,通过PLC的有效应用,尽量提高自动化电气控制系统的适应性与可靠性。本文在已有成果的基础上,讨论了PLC技术在自动化电气控制系统中的融合与运用方法,希望这些方法的提出能够给广大的工程技术人员带来帮助。
        关键词:PLC;自动化电气控制;控制系统;措施
引言
        PLC是一种新兴的电气电子技术,随着科学技术迅速发展,PLC技术不断成熟、完善,并在电气控制领域得到了十分广泛的应用,为实现电气自动化控制作出了重要的贡献。随着我国工业技术的不断发展,PLC技术已经被广大技术人员所关注和重视,而对PLC技术在自动控制系统中的应用进行相应的研究,也成为当前工程技术员研究的热点。而在整个自动控制系统中能否有效稳定的运行直接关系到电气控制系统功能的有效实现。本文在这样的背景下,浅析了PLC技术在自动化电气控制系统中的融合与运用的方法,为后续PLC技术在自动化电气控制系统中的应用理清了思路,起到了举一反三的积极作用。
1自动控制系统中PLC技术的概述
1.1 PLC技术概述
        PLC技术在电气自动化控制系统中的应用十分广泛,其主要表现在两个方面,首先在自动化系统的控制系统设计中PLC实现了相关硬件设备的有效连接,完成了对设备的有效控制,在保证设备的正常稳定运行,的同时提高了工作效率。其次,PLC在自动化控制系统中的应用,提高了工人的工作效率,降低了工人的劳动强度,提高了工作环境的安全性,通过对自动化系统的调节与控制,有利于技术人员对控制方案的调整与调度。
1.2 PLC的优势
        PLC指的是可编程控制器,是依托计算机、控制技术以及电子通讯技术等产生的一种由数字运算控制的电子系统,是有机结合计算机与继电接触控制的技术产物。当前PLC技术被广泛应用于工业自动化控制的各个场合,其特点主要包括以下几个方面。
        1)易于编程。
        PLC的编程不需要工程技术人员具有较高的专业知识就能够掌握,因此在进行编程的过程中降低了编程的难度,提高了编程的操作性,而梯形图具有直观生动的特点,利于初学者在短时间内掌握。
        2)可靠性较强。
        PLC具有相应的保护和抗干扰电路,因此在控制过程中提高了控制的可靠性,同时PLC自身具有自诊断功能,使其具有良好的控制性能。
        3)便于安装。
        PLC的体积相对较小,便于在设备中的安装,且不需要专门的机房和严格的屏蔽措施就能够正常使用,大大提高了PLC的使用范围。
        4)组态方式灵活。
        随着PLC技术的成熟和不断发展,当前的PLC能够根据工程实际的需要进行相应模块的扩展,大大增强了PLC的适用性。
1.4 PLC的发展
        PLC具有结构可靠,控制过程简单,编程方法易学,灵敏度高等特点,这些特点使PLC具有了较广的适用范围,可以应对较为复杂的控制环境。同时,随计算机技术、控制技术、电子通信技术的进一步发展,使PLC更加趋于智能化,且自动化的程度更高,进一步提高了PLC的适用性,逐渐出现了开放式、分布式、高效的电气控制系统。除此之外,将PLC技术与计算机技术,数字通信技术,智能传感技术进行有效结合,使PLC的功能更加完善,使自动化电气控制系统变得更加有效、可靠、安全。


2 自动化电气控制中PLC的应用
        2.1 顺序控制中PLC的应用
        在PLC控制系统中顺序控制作为一种常见且有效的控制方式,被逐渐应用于电气控制系统中,其控制原理是将整个控制流程分解为若干个独立的顺序控制环节,且以一定顺序将这些环节独立环节进行连接,进而达到先后顺序控制的目的,通过顺序控制保证了整个控制流程的有序、可靠,帮助工程技术人员理清了思路,提高了程序设计的可靠性和有效性。在顺序控制中主要采取了逻辑控制的方法,具体步骤是根据不同的逻辑变量,进行输入、输出的有效分配,同时列出状态表,并以状态表为依据写出了逻辑函数,最后通过对函数的简化绘制梯形图,并进行升级调试。若PLC的输出信号存在时间的顺序变化,则可以借助时序图的方式来进行程序设计,在进行设计的过程中,可以将控制过程分解为多个时间区段,并确定每一个区段的时长,找到每个区段间的信号转移条件和分界点,最后将其进行PIC的I/O分配并绘制其梯形图。
        2.2组态软件中PLC的应用
        在自动控制系统中,PLC技术被广泛的应用于控制过程中,而在复杂的控制系统中,设备的运行需要进行监控。其次,相对于其他的控制方式而言,虽然PLC具有良好的保护性能和适用性,扩大了设备的应用范围,但PLC控制的过程缺乏直观性,由于缺乏直观性技术人员很难实时掌握设备的运行状态与情况,进而存在一定的安全隐患。而将组态软件应用于PLC控制系统中,不仅为工程人技术人员提供了直观生动的显示界面,同时工程技术人员通过实时画面的监控中,可以及时了解和掌握设备的运行状态。例如,组态软件在污水处理监控系统中的应用,就可以利用PLC作为下位机对现场设备进行监控。然后再利用组态软件对污水处理系统的各个参数进行有效控制, 最终将污水处理系统的污水液位和污油液位进行实时的显示,以保证其在安全范围内。
        3.2闭环系统中PLC的应用
        自动化电气控制系统中,可以采取多种方式启动电机,如自动方式、手动方式等。采取自动启动方式的时候,应用PLC,可以实现闭环控制。在进行PLC闭环控制的过程中,如以温度控制为例,通过热电偶传感器感知加热炉的温度,并将经过变速器变送后将其转化并输出为相应的电信号,然后将这一电信号输入到PLC的模拟量模块,经过A/D转换后便能够获得与温度成相应的比例的数字量。在完成模拟量的数字量转化后,这时PLC就会将测得的温度值与程序设计的理论值进行比较,最后通过PID控制进行误差运算,将得到的结果再反馈给输出模块,并经D/A将其转化为相应的电流信号,从而控制自动化系统进行主动调节,达到闭环控制的效果。除此之外,为了实现对闭环控制过程的简化,可以直接应用PID控制器,PID控制器为闭环控制器,本身结构比较简单,且无需被控对象的数学模型,使用方便,灵活性较强。
        3.3物联网中PLC的应用
        在传统的电器控制系统中,控制多以磁性继电器来实现,虽然这种控制方式能够满足控制的需求,但依然存在诸多的问题和不足,由于磁性继电器多由机械结构构成,在经过长时间使用后,机械结构的稳定性极易发生改变,在进行控制系统设计的过程中需要花费大量的时间,提高了工程技术员的劳动强度。而将物联网技术应用于电气控制与自动化电气控制控制系统中,不仅提高了控制系统的可靠性与可操作性,同时降低了故障发生的效率,提高了经济效益。例如,在现代农业设施的管理过程中,可以基于PLC和物联网技术的框架,进行农业智能监控系统的设计,进而实现对农业环境的有效监控,实现数据的实时采集,做到对设备的有效管理,进而有效提升设施管理的自动化电气控制、信息化、精细化,满足现代农业设施管理需求。
4结束语
        总之,PLC具有易于编程、可靠性较强、便于安装、组态方式灵活、适用范围较广的优势。在自动化电气控制中,包括闭环控制、顺序控制、开关量控制中有效应用PLC,可以提高自动化电气控制系统的功能。其次,作为工程技术人员,应该通过努力研究PLC在自动控制系统中的运用,为我国自控事业的发展做出自己的贡献。
【参考文献】
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