电气自动化中的PLC控制技术应用 田春生

发表时间:2020/6/30   来源:《电力设备》2020年第6期   作者:田春生
[导读] 摘要:随着我国社会经济和科学技术的进步,电气自动化行业快速发展。
        (中国能源建设集团黑龙江能源建设有限公司  黑龙江哈尔滨  150016)
        摘要:随着我国社会经济和科学技术的进步,电气自动化行业快速发展。将PLC控制系统应用到电气自动化设备中,不仅能从整体上提升电气自动化设备的功能和控制管理能力,而且能显著加强设备本身的抗干扰性能,使电气自动化设备的运行更加顺畅。文章阐述了PLC控制系统的概念,对PLC控制系统在电气自动化设备中的应用进行研究,并就PLC控制系统的未来发展进行探讨,以期为PLC控制系统的应用和发展提供参考和帮助。
        关键词:PLC控制系统;电气自动化设备;应用
        引言
        可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController,PLC)技术的出现为人们的生活带来了最大的改变,其主要是以计算机技术为基础的一种全新技术,可以进行编程和储存。我们将事先编排好的程序放入之后可以按照具体的规律来完成整个程序运算过程,以此来有效地对数据程序进行控制。而在实际应用过程当中,可以通过PLC技术来对技术定时和计算等工序进行有效的运用,而其所具有的良好数据分析能力还能够帮助我们分类控制机械设备。随着PLC技术的不断发展,我们也能够对该技术有一个更加深入的了解,其主要关键在于有效运用控制技术,而一般通过四个主要部分来完成相应的控制,分别是电源处理器输入端口和存储介质。在具体的应用中,PLC技术也具有十分明显的优势,而电气工程自动化控制设计过程仍然存在着一些问题,需要我们提高PLC技术的应用效果来有效的解决相关问题。
        1PLC的作用和构成
        PLC技术作为一项以计算机技术为基础的控制技术和通信技术的融合新型技术产物[1]。其中在PLC输入输出PLC各输入上采取R-C滤波技术,其滤波时间常数一般为10~20ms。PLC各模块采用良好的开关电源,所采用的期间也都进行了严格的筛选。在丰富的输入输出模板上PLC针对不同的工业现场信号有丰富的模块供用户选用例如:DC/AC、数字量/模拟量、电压/电流、脉冲/电位等。PLC的编程也是相对简单,大多采用类似继电控制线路的梯形图格式,更加的形象直观,简单易学。设备安装也较为简单,方便维修。随着PLC技术的应用,对电气自动化设备中的不足和缺陷进一步完善,使其具有更高的安全性和稳定性。现今的PLC系统有些地方主要作用与工业控制系统,而主要原因是在作用上更加安全可靠,不管是结构上还是模块上都更加的便利。而PLC的主要核心结构是CPU,在每一套的PLC系统中都会有一个CPU中央控制器的存在,CPU中央控制器的性能,将直接决定这整个系统的性能,在现场生产中PLC可以有效地进行数据从传输和储存,CPU还具备这各种运算能力,在运行工作速度上也较为迅速。整个的配置组装上都较为简单方便。
        2PLC控制系统在电气自动化工程中的应用
        2.1在控制开关量逻辑中的应用
        电气操作控制中,逻辑开关程序复杂,需要精准的把握各个逻辑开关的顺序,为了提高控制效果,可以应用PLC技术对开关量逻辑控制进行设计。由于PLC技术具有可靠性高、抗干扰能力强等特点,应用该技术可以减少内部电路受到的环境干扰,提高控制效果。基于PLC技术的开关量逻辑控制的基本步骤为:根据控制功能,将输入信号和输出信号之间建立逻辑函数关系,列出逻辑状态表;得到逻辑函数之后进行简化或者变换;简化之后的函数,可以利用PLC的逻辑指令实现其函数关系,编写控制指令,作出I/O分配,得到PLC的梯形图;如果有特殊控制要求,添加特殊要求的程序;对程序进行上机调试、修改。在控制系统中输入PLC控制指令之后,根据设定的控制对象赋值变量、时间与生产顺序指令的赋值变量实现逻辑开关量控制,当开关赋值与对象赋值变量一致的时候,开关闭合,反之,开关开启。PLC控制根据编写的指令实现逻辑开关的有效开启与闭合,从而保证电气自动化系统的高效、有序运行。如,矿用组合开关控制的电气设备主要包括泵、转载机、破碎机、溜头高低速切换装置等,基于PLC设计的八组合开关由1个主PLC、8个子PLC组成,主PLC控制系统输入信号主要有采煤启动信号、隔离开关的开闭状态信号等,输出信号主要是与外部联络的信号。

子PLC控制系统主要对驱动器进行控制,输入信号为驱动器的开闭状态信号、电流信号等,输出信号主要是驱动器的启停信号,该开关控制系统的组合方式灵活,控制程序实现简单,短路保护时间≤100ms,PLC系统故障率低。
        2.2闭环控制
        通过运用PLC控制系统,使得电气自动化的闭环控制能更加简化,从而提升整体工作的效率。闭环控制应用的是泵式控制,需要根据泵的实际需求来选择PLC控制系统,从而确保电气设备能维持、合理、科学地运行。可以说电气自动化设备的闭环控制中对PLC控制系统的应用有重要意义,这种应用模式得到了广泛的关注。当PLC控制系统出现故障时,闭环控制系统可以瞬间切换成为常规控制,从而有效提升电气自动化设备的安全性能,从而提升整体的工作质量。
        2.3顺序控制
        顺序控制是PLC技术所拥有的基本功能之一,而在电气工程自动化控制当中,可以有效地实现顺序控制过程。经过长期的发展后,PLC的顺序控制功能也变得更加具有可靠性,而且可以有效地满足我国目前所提出的关于节能控制方面的要求。而数据控制可以具体分成有序的若干部序或者说若干阶段,而每一阶段都有着自己需要完成的动作,从每一步转移到具体的下一步都是具有条件的。当满足条件后,如果上一步的动作还没有结束,那么下一步的动作便会直接开始,而执行的动作则会被清除。PLC会根据系统的具体状态和输出量的状态来划分出相应的阶段,而在各个控制阶段其控制输出量并不会发生变化。通过PLC的顺序控制,可以有效满足电气工程的自动化控制要求,而且具有较高的可靠性。
        2.4自动切换控制
        电气设备的自动切换控制通过运用PLC获得了一定的信息支持,并在设备运行时满足其具体的控制要求,巩固电气设备的综合性能。例如将自动切换装置安装在PLC备用电源中,可通过程序段来实现自动控制,并可通过这种方式来保障设备稳定运行,为电源开关启动时出现的开闭动作提供支持,确保提升PLC控制系统的操作性能。
        2.5提升PLC应用的抗干扰能力
        在具体应用中,我们可以发现干扰对PLC技术的应用具有一定的影响。所以相关人员应该采取有效的对策来提高PLC技术的抗干扰性。我们应该以实践为基础进行大胆的尝试,应关注市场需求的变化形式,组织工作人员和专家学者来共同进行研究和讨论,以提升PLC技术的抗干扰性作为主要研究目标,以此来加强各方面的相互协作,分享技术资源。通过集中力量,更好解决这一问题。对此可以通过对现有案例进行分析并加大科研投入,为其给予更多的资金支持,来提升科研水平。同时我们还应做好培训工作,对PLC的技术人员进行定期培训,并组织其来共同探究PLC技术的抗干扰性提升对策。
        结语
        综上所述,PLC技术应用在电气自动控制中具有良好的发展前景,PLC技术的实现简单,可靠性高,可以应用在电气设备的开关量逻辑控制、闭环控制、顺序控制等方面,解决传统电气控制中存在的控制复杂、易出现故障等问题,为电气自动化控制系统的发展提供了技术支持。但是随着电气工程的发展,自动化控制的要求会越来越高,因此,为了进一步提高PLC技术的抗干扰性能,可以在应用中从电源上接入滤波电路或隔离变压器,以适应电气工程的控制要求。同时,还应该提高PLC技术的数字化水平,加强PLC技术的数字化研发,以满足不同的控制要求。此外还需电气工程企业构建PLC技术的应用标准,加强PLC技术的应用规范,加强对于国内外提出的最新的、前沿的PLC技术研究,加强培养高素质、高技能型的PLC技术人才培养,促进PLC技术创新发展,为电气工程自动化控制水平的提升提供支持。
        参考文献:
        [1]彭云.电气设备自动化控制中PLC技术的应用分析[J].南方农机,2019,50(22):158.
        [2]袁酉亮.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用研究[J].软件,2019,40(12):97-99.
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