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基于PLC技术在电气工程自动化控制中的应用分析

杨昆
  
安家(建筑与工程)
2021年18期
建龙北满特殊钢有限责任公司 黑龙江省 齐齐哈尔市 161041

摘要:PLC 技术在电气工程控制软件系统中尤为关键,为提升系统的智能化水平提供了助力,也为相关工业生产创造了巨大的经济价值。PLC 技术对比传统技术,在电气工程机器自动化控制中的应用要具有更加显著的优势,可以有效提高系统的稳定性和可靠性,同时还能够提升电气工程自动化系统的整体运行性能。

关键词:PLC技术;电气工程自动化;应用

引言

PLC 技术又称作可编程控制技术,其主要是通过微处理器存储器以及输入输出端口等组成,通过智能化的设计实现自身的智能控制工作体系。在当前的社会生产过程中,PLC 技术成为社会发展的一项重要技术手段,极大地提升了整体的社会生产力,为我国生产水平的提升提供了极大的支持。

一、PLC技术概述

PLC技术是一种可扩展的可编程控制器,是与计算机技术相结合的先进控制方式。PLC系统按结构分为电源模块、中央处理器模块、模拟输入输出模块、数字输入输出模块、专用模块等多个控制模块,实现了智能控制功能。PLC技术的基本运行原理是通过输入模块,将现场信号及设备状态读取到系统内,然后通过中央处理器根据编写的程序处理逻辑关系,最后通过输出模块输出控制信号,以实现智能逻辑控制。随着现阶段计算机技术的进步,在自动化控制技术的研究过程中更多的将PLC系统和计算机系统有效地集成在一起,组成一套大型的DCS系统。另外,随着计算机处理技术的发展,在系统中应用了高速CPU、高速计数,脉冲控制等模块,以提高PLC在实际过程应用中的控制能力。并实现了数据共享,远程控制等功能。另外在PLC系统的设计过程中,通过灵活多样的程序设计,将工艺流程通过梯形图、语句表的方式系统的展现出来。

二、PLC 工作原理

输入部分的功能是采集和保存,对象是实际操作中的数据信息,输入内容可以包括各种操作指令或开关信息等。逻辑部分的功能是对信息进行处理,对上一部分上报的信息做出相应的响应。输出部分给出运算处理。用户程序通过编程器或其他输入设备输入并存放在PLC 的用户存储器中。PLC 运行时,其 CPU 按照规定的程序顺序执行操作。规定程序一般有扫描、状态采集或输入数据采集、用户程序执行、各输出点状态更新、编程器键入响应、显示更新及 CPU 自检等。PLC 的扫描可以按照固定程序进行,也可按照可变的用户程序规定顺序进行。该阶段,PLC 先扫描所有输入信息,把输入内容存储到映像寄存器。这时输入内容会被刷新,程序进入到执行阶段。程序执行阶段是结果的输出阶段,相关操作不受外界信号影响。任其如何改变,操作都如常进行。等到第二轮输入采样即再次扫描时,重新输入新内容。

三、电气工程PLC技术的应用

3.1逻辑运算

PLC技术的相关操作相对简单,控制效果好。在具体的逻辑运算过程中,其使用空间相对较大。信息编程数据非常重要,编程需要坚持简洁明了的原则,在不影响其使用功能的前提下,简化冗余操作,因此逻辑预算具有较高的要求,不仅要确保运算准确,还应具有清晰的逻辑。而从PLC 技术角度来看,其最大的优势在于简洁,该技术是一项新型的计算机控制手段,可在信息编程过程当中使网络编程的繁琐性得到有效改善,对最为直接的控制器、控制设备进行有效运用,从而开展相关逻辑运算,不仅精确度有所提高,而且还能够给定出具体的标准化格式。除此,PLC 技术还能够反复进行运算,具有良好的自我检测能力,可以有效实现信息的再次采集和分析,并根据数据系统合理进行总结。

3.2顺序控制

PLC技术在电气工程自动化控制过程中的有效应用,可以实现全顺序控制的有效改进和发展。在当前的工业生产过程中,PLC技术已经成为顺序控制器工作的主要支撑技术手段,是一种非常常见的工序控制应用形式。在顺序控制过程中,一般都会采用分层式的控制形式,通过主站控制模块以及自动控制模块等多种模块的协调运转,最终实现整个工具的自动化控制。比如,在火力发电厂的设备工作过程中,能够通过 PLC 技术实现整个发电过程中炉渣和飞灰的有效处理,同时还能够通过良好的远程控制以及现场传感控制等,建立整个控制的一体化形式,有效地减轻电气运行的负担,提高顺序控制的稳定性。

3.3集中控制

中控将通过自动控制系统(包括PLC)来实现,设备的状态对于链接所有中控设备的整体运行至关重要。PLC技术在中央控制系统中的应用将有助于操作程序的便利性,工厂内部通过PLC技术的应用能够大幅度的压降电气控制系统所产生的工作量,将控制微机串级控制系统是实现集中控制的有力措施,也能够使其控制更加精准。在操作过程中,收集的输送带设备、机械、煤炭储存设备、胶带机和设备之间的综合利用,如紧密依托于人工,在技术交割设备防盗检测系统中实现PLC的应用,将其加入到远程控制过程中,切实提高了控制的效率,在 PLC 组建的集中控制系统中,可以在很大程度上简化处理一些复杂的任务,降低了人工成本,降低了传输过程中的误动率,切实有效地降低了在运输系统的维护和维修工作,可以能够实现PLC的集中控制。

3.4闭环控制

将PLC技术应用于电气工程中的伺服控制,可以保证机械设备的加工精度控制。通过伺服控制器、伺服电机等部件,可以完成过程控制中的一些难题,如多电机同步运行、运动控制中的位移角控制等,在自动化产线、工业机器人制造、数控机床等多领域得以应用。在闭环控制系统中通过数字脉冲编码器获取伺服电动机的位置信息,对位置信息进行比较、判断、修正可以保证机械在可控的范围内运动,达到对加工精度控制的要求,收到满意的效果。由于PLC系统是一套全数字化系统,对伺服控制系统中动态误差、稳态误差和静态误差的修正提供了很好的技术手段,在系统的调试过程中可以通过数据的调整完成对机械设备加工精度误差的修正,大大缩短了闭环控制系统的设计、开发周期。

3.5数控系统

PLC技术为企业自动化系统的发展提供了新思路。它具有智能化的特点,既能进行数据采集、数学运算、数据转换等一系列数控操作,又能进行数据和手动启动现场控制箱。应用 PLC 技术后,可实现泵类电机设备的自动启动,以便根据泵的工作总时长选择备用泵。若使用的是机旁手动启动方式,可根据实际情况和运行要求现场调试,根据每个台泵的运行时间控制主备用泵的开关。在实际操作过程中,开关应当处于调速器手动档位,才能进行具体操作,以便保证操作的可行性。将 PLC 技术和一般控制系统相结合,能够形成更安全的回路。即使 PLC 控制系统出现故障,常规系统也能继续运行,从而维持泵类电机设备的正常运行。。除此之外,在电气工程中应用 PLC 技术还能够使相关费用成本得到有效控制和减少,因此其对比传统电气工程系统而言具有更高的应用价值,应在电气工程当中得到有效推广和应用。

结束语:

总之,在今后的发展过程中,我国应更好地与世界前沿科技相结合,提升整体的技术水平,PLC技术的应用可以有效地优化和增强控制系统的自动化、智能化、网络化水平,是工业领域发展不可或缺的组成部分。在追赶世界先进制造水平的今天,深入研究和掌握PLC技术并使其国产化是现在面临的紧迫问题,在此希望国产PLC产品尽快到达国际一流水准。

参考文献

[1]余大华.PLC在电气自动化控制中的应用——评《电气自动化控制技术研究》[J].中国科技论文,2020,15(02):260.

[2]王立言.论PLC技术在电气工程自动化控制中的应用[J].湖北农机化,2020(03):89.

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