电气控制与 PLC 应用技术的分析研究

发表时间:2020/9/2   来源:《当代电力文化》2020年3月第9期   作者: 胡智超 曾旭 杨晓晨 王隆海
[导读] 现阶段随着科学技术的不断发展,工业生产处于不断地发展与进步当中。近些年来,PLC技术的出现无疑为电气行业带来了福音
        摘要:现阶段随着科学技术的不断发展,工业生产处于不断地发展与进步当中。近些年来,PLC技术的出现无疑为电气行业带来了福音,成为了电气行业中起到重要技术。通过PLC技术在机械电气控制装置的应用,相关的工业生产更加的便利、高效,这也是PLC技术得到广泛运用的原因。利用PLC技术,实现对工业生产的过程控制。
        关键词:PLC技术;机械电气控制;应用分析
        引言
        机械制造业作为国民经济的支柱产业,对提升国民经济技术装备,促进国家工业化发展具有重要意义。随着科学技术的进步,工业制造逐渐向工业智造发展,对机械设备自动化、智能化水平要求更高,传统的机械自动控制器已经无法满足现代工业生产的需求。PLC技术具有可靠性高、编程容易、组态灵活、输出/输出模块齐全、运行速度快、安装方便等优点,因此广泛应用在工业生产过程中。将PLC技术应用在机械电气控制装置中,可以降低传统电气控制装置容易受到信号或者电源的干扰,避开机械设备运行过程中的安全风险,提高电气控制装置的自动化、智能化水平,更好的满足工业生产环境。
        1PLC技术的特点
        PLC技术是计算机技术中的重要部分,它可以有效地实现对工业生产地过程控制,促进工业生产的有序进行。PLC技术的特点主要包括三个方面,第一,PLC技术的抗干扰能力强,并且具有自我诊断的功能,对于出现的错误信息能够及时进行识别,同时可以通过滤波、隔离以及故障检测等软件对错误信息进行诊断,进行信息的恢复与保护,PLC技术稳定性高、可靠性高,适宜复杂的工作环境。第二,PLC具有完备的系统功能,同时它还具有很强的适应能力,可以实现与工业生产之间的有机融合,满足复杂工业环境的需要,对于扩展系统功能、改变控制程序、简化管理程序具有重要作用。第三,PLC技术使用的是梯形图编程的方法,这种方式较为直观与清晰,相关的工作人员可以在短时间内掌握对该技术的操作方法。而且继电器被软件所取代,减少了接线的工作量,同时还不需要考虑节点的变位问题,对于一些所需要修改的程序,直接在硬件与软件上即可修改。软件具有耗损低、重量轻、抗干扰能力强的特点,即使工作人员缺乏一些计算机的知识,也可以进行常规的操作。
        2PLC技术在机械电气控制中的应用分析
        2.1PLC技术网络通信功能的开发
        网络通信能力是PLC技术最前沿的技术应用之一,其原理是为PLC提供连接Ethernet(以太网)的接口部件,从而使PLC具备网络通信的功能,如果在PLC系统内内置Web服务器,则可以进一步强化PLC的功能。为使PLC能够连接到Ethernet与Web,从而获取更多的技术支持,很多科技公司投入了大量资源进行研究,同时也推出了相应的产品,如Schneider公司推出的新型快速模件,该模件能够基于PLC运行,且能够将PLC与Ethernet的连接速度提升至10/100Mb/s,其他科技公司也推出了相应的产品,要么能够使PLC与Ethernet或Web的连接实现多轨道运行,要么就是对其连接后的操作系统进行了高水准的优化,而Advantech公司则推出了嵌入web服务器软件的新产品,该产品允许工业用户将任何机器与PLC及监控系统连接,能够实现从任何环境通过Internet进行实时访问,同时还能监视并控制相应的设备或系统。换句话来说,就是能够帮助PLC系统实现远程控制。但由于这项技术发展时间有限,还存在通信协议及网络安全等问题需要解决,因此该技术仍处于试验阶段,尚未能够得到广泛地推广与应用。
        2.2PLC技术在数控机床控制系统的应用
        数控机床是工业生产的大型设备,集电气系统、液压系统、电子系统等为一体,任何一个环节出现问题,都可能影响到整个机床的正常运行。传统的数控机床操作系统比较复杂,且往往需要人工辅助,无法实时传递信息,容易出现信息延时的现象,从而导致数控机床加工过程中出现误差,影响到零部件加工精度和准确性。

将PLC技术应用在数控机床控制系统,改变过去以继电器、接触器为主的控制方式,降低电气设备运行发生的故障,可以实现机床的自动化、智能化操作,电机在运行过程中,如果出现谐波或者电压变化幅度比较大的情况下,自动化技术会自动识别,并锁定故障范围,防止故障范围进一步扩大。通过PLC输入元件,采集数控机床各个电路的数据信息,然后将数据信息传输到存储器,存储对数据进行存储处理,发送到中央处理器,中央处理器通过对数据信息编程,并下发执行命令,执行元件完成中央处理器发布的执行任务。最后将结果通过输出元件输出,完成整个控制器的控制过程。
        2.3捻线机中PLC技术的运用
        捻线机是经过RS485通信操控多台变频器来管理多台交流异步电动机,而且管理捻线机多个转动,其中涉及锭子的高速回转转动、卷绕摩擦筒的回转转动以及往复导纱杆的转动。所以捻线机选择3台电机实现传动,锭子独立通过放丝电机通过龙带运动,摩擦筒卷绕转动源于收线电机,导纱转动源于绝对值编码器输出格雷码,通过程序管理导纱电机。捻线机融合现代机电一体化科技,主要组成部分是触摸屏、变频器、PLC、三相交流异步电动机以及绝对值编码器等。另外,需要注意的是,随着我国化纤行业的变革,PLC与DCS逐渐融合形成的新型的控制系统,即FCS系统,使国内纺丝控制系统可以更加自动化、数字化和信息化。但是,除了化纤行业之外,PLC技术在冶炼、石油化工以及报装产品等行业也有较大的使用优势。所以,PLC技术对国家工业生产的作用很大。新时期,深入探究PLC技术有较高价值,而且FCS系统属于一种融合系统、SCADA/HMI于一体的工业智能化现场总线控制系统,因此能够实现对现场各种设备仪器之间的衔接,把控制性能延展至现场,降低投入成本,当前是市场中流行的控制系统产品,该系统产品能够确保与企业领导层材料控制系统之间的信息共享。
        2.4在机械控制装置中的应用
        对于传统电气调控体系而言,其多选用一对一的调配开关,但由于体系的繁杂性,从而在一定程度上提高了操控难度及监管难度。并且,电气调控体系很容易遭到外界环境条件的干扰而引起事故问题。但编程逻辑调控科技能够简化机械装备的电气调控进程安排,减少电气调控的期限及空间需求,提升体系的安全稳定的性能,从而节省了相关人力成本及时间成本。在运作期间,编程逻辑调控器技术能够依据问题诊断性能及计算机调控性能,全面动态的监管机械装备的运作进程,准确寻找发生故障的缘由,进而选择最为恰当的解决方案,实现机器装备运作的安全稳定的目的。
        2.5对开关量逻辑进行控制
        为了促进机械电气控制装置逐渐地完善,应当在更大的程度上发挥PLC技术的作用。对于当前的PLC技术来说,它是具有开关量方面的逻辑控制的。而在传统的继电器当中,一般采用的都是内部技术,因此,需要用PLC装置来对它进行取代,来实现对电路的顺序逻辑控制。总得来说,在当前的机械电气控制装置中应用PLC技术,不应当只局限于对一台设备进行控制,应当在整个的生产线当中,接入全部PLC装置的开关量逻辑控制,实现对生产线以及组合机床的全面控制,进而提高机械电气控制装置的质量和效率,推动相关工业生产的有序进行。
        结语
        PLC技术的多优点是它成为受到电气行业喜爱的主要原因,与传统的继电保护技术相比,其控制系统具有较强的抗干扰能力,可以应用于不同复杂的工业环境,在电气行业中的应用越来越广泛。为了更好地促进PLC技术的发展,需要进行相应的改进与完善。而且相关的工作人员有必要不断地学习以及研究PLC技术,促进该项技术在机械电气控制装置中的运用,同时通过PLC技术与工业生产间的有机融合,促进工业生产的发展与进步。
        参考文献
        [1]乔元华.机械电气控制装置中PLC技术的应用解析[J].工程技术研究,2019,4(06):100-101.
        [2]王世成.PLC技术在机械电气控制装置中的应用[J].农家参谋,2019(06):249.
        [3]张姝.基于PLC技术在机械电气控制装置中的实践与探究[J].科技风,2019(07):130.
        
       
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