自动化电气控制中PLC的应用与技术分析姚志超

发表时间:2020/7/22   来源:《科学与技术》2020年2月第6期   作者:姚志超
[导读] 近年来,在科技日益发展的背景下,电气自动化控制系统也为促进我国工业化不断发展发挥着重要的作用。

         摘要:近年来,在科技日益发展的背景下,电气自动化控制系统也为促进我国工业化不断发展发挥着重要的作用。对于电气自动化控制而言,PLC的作用和影响不容小觑,而这得益于其自身的诸多优势,如适用性广、操作灵活、定位精度高、误差较小等。若应用得当,不仅有助于电气工程效率的提升,还可结合智能控制、一体化技术降低生产成本,实现电气自动化控制工作更快更好发展。本文就自动化电气控制中PLC的应用与技术展开探讨。
         关键词:自动化电气控制;PLC;应用;技术
         引言
         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。PLC内部,可开展多项操作,包括数据存储、数据高效控制以及数据运算等。在科学技术日新月异的今天,PLC也在日益完善,并在自动化电气控制领域中得到了广泛应用,同时也在实际应用过程中表现出了明显的优势。加强对PLC的技术分析,充分发挥PLC在自动化电气控制中的效果,是提高自动化电气控制水平的有效途径。
         1 PLC技术概述
         1.1PLC的原理
         PLC是一种先进的、科学的控制系统,目前在工业生产领域、电气设备中得到了广泛应用,其原理如下。(1)输入采样。PLC系统运行中,输入采样是起始阶段,指的是采取扫描的方法,将数据输入系统,并读入状态信息,存入内存,也就是储存在I/O映像区中的单元内。PLC系统后续工作中,I/O映像区域中的状态信息、数据不会出现改变,因此,输入脉冲信号的时候,应确保其宽度大于或等于一个扫描周期,以保证输入能被有效读入。(2)程序执行。PLC系统运行中,程序执行占据着重要的地位。扫描用户程序的过程中,一般遵循右下而上的原则,PLC也能自动化完成控制线路的逻辑运算,同时以逻辑运算结果为根据,刷新I/O映像区中储存的状态信息。换一句话说,用户程度执行过程中,I/O映像区域中输入点的状态不会发生改变,而其他输出点的状态信息及数据会出现一定的改变,因此在程序执行过程中,应用立即I/O指令之后,可以对I/O点进行直接存取。(3)输出刷新。PLC系统运行中,输出刷新是最后一个环节。用户程序扫描结束后,PLC自动进入输出刷新阶段。CPU主板以I/O映像区域中的状态信息、数据为根据,对输出锁存电路的整体进行刷新,并通过输出电路驱动外接设备。
         1.2PLC技术优势
         PLC是一种全新的控制技术,和传统技术相比其具有很多的优势。例如在具体的安装过程中,我们可以发现PLC技术的接线方式简单。而且其作为一个整体,我们只需要将相应的传输线和电源进行相连,这样不仅能够减少相关工作人员的任务量,而且还能够减少人为操作失误等问题的发生。PLC技术还具有良好的安全性和稳定性,因此在具体的应用中通常不会出现什么问题,而这一特点对于电气工程的自动化控制也是十分重要的。而通过PLC技术的使用,我们也发现其具有功耗较低的特点,而且其所需要使用到的组成单位十分简单,因此对能源的需求量也是相对较低的,因此在我国目前的能源现状下十分适用。此外,PLC技术还具有良好的适应性,因此可以很好地融入电气工程自动化设备系统当中,有效地开展工作。最后该技术还具有良好的灵活性,对相关操作人员的编程技术没有过高的要求,甚至不需要相关人员专门学习和计算机有关的知识,便可以利用PLC系统来有效地开展工作,其操作十分简单易懂,因此也极大地降低了工作人员自身的工作难度。而且其所具有的自动识别功能,还可以通过扫描来自主分析系统的输出数据,从而能够有效识别数据的传输过程是否存在缺陷。
         2 PLC技术在电气工程自动化控制中的具体应用
         2.1在电气工程顺序控制中应用
         在具体的实践中,电气自动化控制当中的PLC大部分都是在顺序控制上进行应用,也就是用作顺序控制器的编程设计。

而直接影响电气自动化控制效率的核心技术便是PLC的顺序控制,电气自动化控制效率则是生产效益评价的最重要的指标。在当下节能减排的时代背景下,高效率以及投入成本较低的自动化生产控制成为了当下以及未来行业发展的主流趋势,PLC顺序控制的优势以及重要性便会更加的凸显出来,PLC顺序控制将会完全代替传统的电气控制系统中的机电控制器,可以电气设备在运行生产的过程中进行完全自动化且独立的全过程控制。例如在食品行业,由于车间的生产线较长、工序较多且控制点都较为分散,PLC顺序控制只需要设置主站、传感器以及远程IO站等设施,生产管理人员便可以在监控室内通过电能的操作便可以对整条生产线进行全过程的监看,PLC对提升生产设备的稳定性及提升生产效率都有着非常重要的作用。除此之外,PLC顺序控制也可以减少企业的能源消耗、人工配备以及投入成本。
         2.2在电气工程开关量控制中应用
         开关量控制是电气自动化控制过程中的重要一环,但以往使用的继电器选择点位多,操作相对复杂,还可能因突发情况降低控制可靠性。PLC技术的引入可显著改善上述问题,促进开关量控制更加安全稳定。简单的说,就是取代传统的继电器为可编程的存储器实现虚拟化的继电器,解决反应时间长的问题。通过自动化转化提高反应速度,结合显示器的监控作用强化对触点故障的控制效果,从而避免电气设备短路,提高电气设备的生产效率。
         2.3在数控系统中的应用
         伴随着计算机技术的迅速发展,计算机技术普遍应用,在工业生产中也大范围的运用。并且在工业生产规模日益扩大的背景下,数控技术已经逐渐成为现阶段工业生产中最普遍运用计算机技术。追究其主要原因,PLC为实现数控技术的普遍运用奠定坚实的技术基础。在工业生产中最普遍运用的数控技术主要包括点位型以及直线型等等,在这些数控技术中通常点位型数控系统适用于孔洞机床加工,由于该类型数控系统具有一定的灵活性,这样能够便于达到数控机床加工过程中的全面灵活转换的目的,与孔洞机床加工的特征相符[4]。就系统控制功能而言,PLC能够在单板机式数控装置中应用,而且将全能型数控装置和单板机式数控装置的特征相结合,完成内部整改,进而从根本上实现机床的改造。
         2.4在闭环控制中应用
         电气自动化控制有着多种方式且效果不一,大体可分为连续控制、执行控制和点位控制3类。其中,点位控制中的单片控制通常需要工作人员具备丰富的专业理论和实践经验,设计难度较大,但借助PLC技术可大幅提升数控系统的稳定性,进而促进电气设备和系统的良好运行。值得注意的是,在应用PLC时需要全面掌握电气设备的运行状态、时间等参数,以此优化开机方式及其启动过程获得更好的调节效果。
         结语
         总而言之,PLC技术利用自身的优势,已经普遍应用在电气自动化控制系统中,而且开始将传统的电气自动化控制系统代替、在电气自动化控制系统中运用PLC技术,能够对工业生产结构进行优化调整,提升其工作水平,减少工业生产成本,所以具有推广的重要价值。
         参考文献
         [1]田博.电气自动化控制系统中PLC技术的应用研究[J].南方农机,2019,50(6):159.
         [2]李直蔚.刍议电气工程自动化控制中PLC技术的应用[J].电子测试,2020(2):137-139.
         [3]张恩祝.PLC技术在电气工程自动化控制中的应用探究[J].电子制作,2020(1):59-60.
         [4]张千朋,洪腾飞,陈龙.电气工程自动化控制中PLC技术的应用[J].电子技术与软件工程,2019(7):130.
         [3]路程博.PLC在电气自动化控制中的意义及具体应用[J].科学技术创新,2019,(33):179-180.
        
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