电气自动化中的 PLC 控制技术应用

发表时间:2020/7/21   来源:《当代电力文化》2020年第6期   作者:白永锁
[导读] 目前,传统控制技术已经无法适应现代工程领域的生产要求
        摘要:目前,传统控制技术已经无法适应现代工程领域的生产要求,为此,需要引进新的技术即PLC可编程逻辑控制技术,该技术拥有诸多的应用特性,如灵活性、安全性、可靠性等,在工业电气自动化控制领域中发挥重要的作用,进一步提升工业生产的整体效率和水平。PLC技术与其通信技术、互联网技术等相关技术融合,更好的为工业电气领域服务。因此,下面将对PLC在电气自动化控制中的应用展开分析与探讨。
        关键词:电气工程;电气自动化;PLC控制技术
1 PLC技术内涵概述
        PLC技术被称作可编程性控制器,在应用过程中可以结合其它技术共同完成工作,以实现智能化控制。PLC技术与传统的单片机技术相比,更加适应现代化工业电气领域。而且PLC技术能够根据用户的基本需求来实现功能设计,这就在很大程度上优化了控制阶段的个性化特点。虽然过去的PLC技术仅仅局限于顺序控制阶段,但是随着科学技术的不断深入研究,PLC技术的应用也逐渐延伸到闭环控制、数控与机床、立体仓库、开关量控制等自动化控制环节,充分体现了降低资金、人力、物资等成本的投入,提升生产制造企业的经济效益。另外,PLC编程控制器是由两部分组成,一是软件控制系统;二是硬件控制系统。通过软硬件设备相互作用,相辅相成共同实现自动化控制。
2 PLC技术在自动化控制系统中的应用优势
2.1处理效率高
        因为PLC技术本身内部装置的特殊性,可以促进电气工程的自动控制系统的处理效率大大提高,偏心计数装置内部不同于传统装置,由于没有固定的导线,可以使数据传送更加简单快捷,这使其从核心上就领先于其他的技术。除此以外,PLC技术的操作性很强,由于其运行主要靠内部指令的转化和实施,所以不需要外界的干涉,对于一般的技术人员就能掌握,所以只要经过一段时间的培训之后,PLC技术就能为人们所利用,并且应用于自动控制系统中从而提高设备运行效率、节省人力物力。
2.2安全性以及可靠性强
        电气工程在实施运行过程中,往往会受到外界的干扰从而影响工作效率,而PLC系统内部的稳定性恰恰可以弥补这一劣势,如果将此系统应用于自动控制设备中,系统会营造一个“保护罩”的环境从而可以从内部提高自动控制设备的安全性可靠性,提高其对外界干扰的抵抗能力,从而进行长久的运行。
3电气自动化控制中PLC技术的应用
3.1 PLC在数控与机床系统中的应用
        PLC技术在数控机床应用阶段,借助节能环保的理念,即提升机床的运行效率,又较低机床的能源消耗。数控机床设备作为工业电气自动化系统中的重要应用之一。据研究表明,过去机床设备使用过程中,会存在消耗品的应用,致使机床系统的控制效率低下,继而影响了整个生产过程的效率。而PLC技术既可完美解决数控机床设备的运行问题,并有效控制消耗品的消耗。同时在数控系统中,PLC技术能够优化硬件与驱动器之间的干扰问题,大幅度提升了数控机床设备的工作效率。
3.2 PLC在开关量控制中的应用
        采用PLC控制技术,能够及时的发现继电器开关反应的具体情况,以便第一时间采取相关的编程控制,保证缩短继电器开关控制的反应时间。现阶段,在我国各大工业发展的过程中,开关量控制的使用与生产控制息息相关。例如,汽车工业是最有潜力的PLC行业之一,主要需对各生产线的工位进行控制,PLC的应用数量非常多,I/O开关量的控制点数通常为300个左右,以中型PLC为主。而开关量控制的一个主要方面,即继电器设备的使用。一旦继电器在工业生产中出现故障,将会致使电力设备生产工作无法有效的进行。为此,需要借助PLC可编程技术在电气开关量控制中的作用,确保设备的生产活动,控制生产的质量。因此,面对继电器的开关控制器的相关问题,可以使用PLC编程控制技术进行优化处理,有效保证PLC控制系统的安全性与可靠性,实现继电器的正常使用。为此,采用PLC技术控制工业开关量,在设备的生产中具有重要的作用。


3.3 PLC在闭环控制中的应用
        在整个自动化控制过程,电机控制启动这个环节属于现阶段最常见的流程。在该阶段,操作形式比较多样,例如手动以及自动启动等形式。在闭环控制当中,PLC则起着极为重要的作用。除此之外,该技术也同转速测量、电子调速等有着一定的联系。借助于多方面的配合作用,可以让整个项目测量具有更高的精准度[1]。同时,PLC技术还可以在这个过程依靠动力泵来执行工作任务。在这个过程当中,应当结合设备运行的具体情况,根据基本需求来对主泵或者是备用泵设备进行合理选用。在电气启动机旁屏启动的应用过程中,优化设备运行的时间,提高整体的运行效率。
3.4 PLC在立体仓库中的应用
        因为现代化科学技术的不断革新,这让各种电气设备使用得较为广泛。现阶段,网络电商已经兴起,已经渐渐地变成这个时代发展的重要趋势,也促进了现今电商物流领域的发展。在物流圈领域中,应用PLC技术可以优化立体仓库的建设[2]。立体仓库主要存在升降式横移结构、垂直式提升结构等,利用PLC技术可以改变整体的流程,优化商品整个输送阶段,提高商品的存储效率,同时促进立体仓库建设水平的提升。以某物流企业作为研究案例,在立体仓库中采用闭环控制的方式,采集整个过程需要使用的数据,并对数据进行编写,编写后的数据传输至PLC控制系统端口,实现整个过程控制。应用该项技术既可以优化商品的运输模式,又能够最大限度避免人员因素带来的误差,以此促进电商物流工业领域的发展。
4 PLC在电气自动化领域的发展方向
4.1朝着高速度及大容量的方向发展
        高速度、大容量的性能是满足任何工业生产的前提,同时也能体现工业自动化控制的价值。现阶段,PLC的扫描速度可达0.1ms/k步左右,且存储容量最高可达几十兆字节。部分PLC生产商已经使用磁泡存储器或硬盘,扩大设备的存储容量。因此,在工业电气自动化中,要求PLC具有更好的响应速度和更大的存储容量。
4.2朝着超大型及超小型的方向发展
        目前,中小型PLC比较多,为了适应工业电气市场的多种需要,可以向超大型和超小型两个方向进行发展[3]。例如,工业中现已有I/O点数达14336点的超大型PLC,使用32位微处理器,多CPU并行工作和大容量存储器;最小配置的I/O点数为8~16点,可以适应单机及小型自动控制的需要。
4.3开发智能模块且增强外部故障的检测能力
        PLC在冶金、电力、煤矿等工业中彰显不可替代的作用。但在伴随着自动化、人性化的需求下,PLC厂商开发出智能模块,如高速计数模块、温度控制模块、通信和人机接口模块等。智能模块的加入,即满足了工业自动化控制的需求,又提供了灵活方便的特性[4]。另外,据相关文献指出:关乎PLC控制系统的故障中,CPU故障占5%,I/O接口故障占15%,输入设备故障占45%,输出设备故障占30%,线路故障占5%。前两项共20%故障属于PLC的内部故障;其余80%的故障属于PLC的外部故障。因此,PLC生产厂商不仅需要积极优化与开发智能模块,还需要增强PLC外部故障的检测能力,以此进一步提高自动控制系统的可靠性。
结束语
        目前我国工业电气自动化领域的发展需要借助PLC控制体系,辅助完成生产。基于PLC可编程技术的应用,为工业电气自动化提供安全、可靠、智能的优势,实现工业领域的全面革新。另外,技术研究人员需要在学习PLC技术的过程中,不断总结技术应用弊端与经验,以优化和改进编程技术与编程语言,使多种编程语言的并存、互补与发展作为PLC工业控制自动化进步的一种趋势,最终提高我国工业电气自动化在未来工业的核心竞争力。
参考文献:
[1]胡兆帅.浅谈电气自动化控制技术在电力系统中的应用[J].科技创新导报,2020,17(02):60+62.
[2]徐芳芳.基于PLC技术的矿山开采电气自动化控制技术研究[J].世界有色金属,2019(21):13+15.
[3]张立强.探讨电气自动化控制技术在矿山生产中的应用[J].世界有色金属,2020(01):199+201.
[4]王剑.刍议电气自动化控制技术在电力系统中的应用[J].建材与装饰,2020(01):239-240.
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