电气设备自动化控制中PLC技术的应用解析

发表时间:2021/3/19   来源:《当代电力文化》2020年27期   作者:许飞
[导读] PLC是可编程逻辑控制器的简称,PLC技术则是专门为工业化生产设计的一套完备的数字运算操作电子控制系统。
        许飞
        内蒙古电力(集团)有限责任公司鄂尔多斯电业局乌审供电分局 017300
        摘要:PLC是可编程逻辑控制器的简称,PLC技术则是专门为工业化生产设计的一套完备的数字运算操作电子控制系统。PLC技术凭借其编程操作简单、可靠性高、兼容性强以及功能完善等优点,在许多机电控制领域的控制系统中得到了广泛应用,对于电气设备自动化控制领域尤其如此。为此,本文就电气设备自动化控制中PLC技术的具体应用场景展开详细探讨。
关键词:电气设备;自动化控制;PLC技术;应用解析
        随着我国社会经济的繁荣发展,工业生产的现代化改革步伐正在稳步推进。电气设备的自动化作业已经逐步取代传统的人工操作,在现代企业的生产活动过程中扮演着重要的角色。尤其是在全球进入第四次工业革命的大背景下,推动产业变革,早日实现工业4.0目标,借用信息化技术促进产业发展,已经成为当下企业的普遍共识与迫切需求。PLC技术作为机电设备控制领域中的关键技术,以其高稳定性、高兼容性、低操作门槛和高性价比等优势,正在被越来越多的机电控制系统所使用。同时,PLC技术也日渐成为电气设备自动化控制系统的核心技术,成为提高企业电气设备自动化改造的主要驱动力,PLC技术的发展与普及,不仅有利于企业完善精益生产,节约企业成本,实现效益的良性增长,同时,还是促进国家工业现代化进程的重要保障。
一、电气设备自动化控制中PLC技术的应用优势
        PLC指的是可编程逻辑控制器,它同时也是一种可编程的逻辑存储器,在该存储器中预先写入计时、计数、逻辑运算、程序控制等复杂的机器操作指令,通过对外界设备数据的读取与诊断分析,对外输出数字量或者模拟量数据用于指挥电气设备的动作,实现设备的智能化控制。
        一方面,PLC设备由于大量融合了计算机技术,在微机技术飞速发展的今天,应用了PLC技术的控制单元具有人工无法比拟的反应速度,极大地提高了控制系统的运行效率与精度。另一方面,PLC设备由于能存储海量的电气设备运行数据,包括设备故障期间产生的故障码等关键信息,因此,PLC技术的应用还可以为研发人员追溯电气设备的运行状态提供可靠的数据支撑。
二、电气设备自动化控制中PLC技术的应用场景
        PLC技术在电气设备自动化控制中主要有以下几种应用场景:
(1)时序控制
        对于电气设备的时序控制,是指在不同时段下分别唤醒相应的设备动作机构,而让其他非动作机构进行休眠的一种控制策略。众所周知,在电气设备的运行过程中会有多个动作机构处于“闲置”状态,而“闲置”状态下该机构或部件仍然会消耗大量的电能。

因此,通过CAN通讯等方式让“闲置”的动作机构处于休眠状态(只保留基础的通讯及唤醒功能,静态功耗很小),在需要其动作时再将其唤醒,便可以最大程度地降低设备的运行功耗,从而实现企业降成本的目的。
        此外,对电气设备进行精确的时序控制,还是电气设备自动化运行的重要前提。例如在一个变电站的控制系统中,对于不同开关的精确时序控制,是保障电力电网稳定运行的关键措施,如果两个开关的闭合与开启动作之间没有合理的死区时间,则可能会引发电网短路等严重后果。
(2)开关控制
        传统电气设备的开关控制,主要依赖于人工操作继电器的开合来实现。随着电气设备控制系统的日趋复杂化,一方面,传统的继电器控制安全性较差,容易发生人为失误导致电气设备的紧急停车等严重后果。另一方面,人工操作无法实现继电器的精确开合,例如,需要在指令发出后的1秒内完成开关的闭合,而工人由于反应延迟会导致后续操作也跟着延迟,也就无法提高电气设备的总体运行效率,无法保障企业的精益生产。
(3)闭环控制
        电气设备的闭环控制是指建立指令发出、指令执行以及结果反馈这一闭环的控制过程。在工程设备中,通常采用负反馈机制对设备进行自动化控制,例如在控制机械摆臂的运行轨迹过程中,PLC首先发出摆臂沿着目标轨迹运行的指令,当摆臂偏离目标轨迹后,摆臂机构则会向PLC单元反馈具体的偏离值,PLC单元通过读取、分析该偏离值,对摆臂机构再次输出修正指令,指挥摆臂向偏离的反方向运动,从而形成一个控制的闭环,实现电气设备的智能化运行。
(4)数控系统控制
        PLC技术还被广泛引入到了数控系统当中,依靠其精确的运动轨迹控制能力以及稳定高效的协调管理逻辑程序,进一步提高了电气设备的运行精度与稳定性。通过技术人员对特定系统有针对性的控制程序的编写,可以大幅优化数控系统的控制逻辑,进而实现PLC技术的良好兼容和数控系统自动化的完善与提升。
三、结论
        综上所述,PLC技术具有控制精度高、稳定性好、编程操作简便以及功能完善等诸多优势,将其应用于工厂的电气设备自动化控制中,不仅是企业实现其精益生产、追求良好效益的有效措施,同时还是推动我国工业现代化建设的必由之路。为此,本文就电气设备自动化控制中PLC技术的具体应用场景做了详细解析,以期为企业做好电气设备的自动化控制工作,以及为推动工业的信息化改革打下良好的理论基础。
参考文献
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