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电气自动化设备中PLC控制系统的应用代龙飞

发表时间：2021/5/27 来源：《基层建设》2021年第2期作者：代龙飞

[导读] 摘要：在电气自动化行业中，PLC技术逐步取代了传统的接触器和继电器。

        山东省烟台市蓬莱市蓬莱巨涛海洋工程重工有限公司山东烟台 265600
        摘要：在电气自动化行业中，PLC技术逐步取代了传统的接触器和继电器。PLC技术具有操作流程简便化、维护投资成本低、抗干扰能力强等优势特征。而且PLC技术可以应用到危险系数较高的生产环境中，保障生产技术人员的人身安全。在电气自动化控制中，PLC技术可以应用到开光量控制、数控系统控制、顺序控制以及闭环控制中。而这也充分体现出PLC技术具备适用性和实用性强的特征。由此可知，结合工业生产需求，将PLC技术拓展应用到电气自动化控制中具有实际意义。
        关键词：电气自动化；PLC控制系统；应用
        1 PLC软硬件构成、特点、原则
        1.1软硬件构成
        PLC运行期间，要根据相应逻辑顺序对输入接口予以扫描，而后读取输入值具体信息，读取用户编写的程序，从而有效处理输入值，最后将计算机端处理结果转化为输出值，以驱动外设。用户编写程序会存储到PLC存储介质内，这便是PLC执行计算功能和发挥控制作用的凭证，CUP负责所有逻辑运算。PLC系统硬件部分总共分为基本控制单元和扩展单元以及编程器这三项，基本控制单元涵盖了中央处理器和存储器以及外围接口等相关硬件，而此时扩展单元则主要负责增加一些特殊功能，从而更好的满足自动化控制目标，典型的就是网络通信功能以及定位控制功能等，编程器主要负责的提供便于用户输入以及调试控制的有关程序；PLC系统软件是所涉运行程序的组合体，主要由系统软件和应用软件一同构成，前者为系统是为用户提供指令解释的一项程序，由制造商负责编写，并固化于系统的程序存储器内部，期间用户不能直接参与改写，后者是用户按照基本控制要求，使用PLC编程语言进行编制的一种程序，并且编程语言种类多种多样，一般情况下囊括了图形符号表达程序和文字符号表达程序两大类，梯形图语言属于整个PLC编程应用中的核心语言。
        1.2特点
        和传统工业控制装置对比，PLC的优势尤为明显，主要分为以下几点：第一，超高性价比。PLC技术日趋完善的当下，市面流转的PLC产品基本完成了标准化生产，诸多电气设备上均集成了和PLC相互通信的标准结构，由此操作起来就十分方便且快捷，使用成本也很低。第二，编程操作简单。PLC程序设计相对而言较为简单，就算不是计算机编程专业人员，在简单学习培训后短时间内就可上手。并且PLC编程环境也不复杂，用户在本地计算机端就能高效完成编程，之后在此基础上借助接口发送至PLC内即可。第三，抗干扰能力强。最初的PLC产品设计研发期间，就侧重分析了外界干扰对电气控制工作的影响，新型PLC产品中的集成抗干扰技术，使得电气设备运行变得愈加安全可靠。
        1.3原则
        需要注意的是，PLC技术的专业性极强，并且所涉细节繁多，若想全方位、多角度的提升电气设备自动化控制水平，务必要遵循几项原则。第一，合理选型原则。当前时期，PLC技术迅猛发展，市面上出现了各式各样PLC机型号，在选型期间要透彻分析电气设备的基础性运行状况和自动化控制工作的若干要求，以易维护、稳定性高的机型作为主选。譬如电气设备的运行环境极佳且维修量不大的情况下，此时便可考虑使用整体式结构的PLC，并且还要侧重分析PLC设备性价比问题，遵循择优而取原则，要追求经济效益最大化。第二，程序最优化原则。在进行PLC控制程序编写的过程中，技术人员务必要深度考虑生产工艺的具体要求，随后才能去针对性的编写预定控制程序，按照自动化控制要求去顺势优化程序，这样才能从根本上提升程序运行水平。第三，适应性原则。需要注意的是，很多生产工艺环境相对来说比较复杂，使用PLC技术的过程中一定要侧重考虑环境因素对诸多零部件造成的影响，譬如环境温度因素和湿度因素以及设备振动状态等，将这些因素考虑完备才能保障整个系统即使处在复杂条件下也可有条不紊运行，真正实现对电气设备进行自动化管控。

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        2电气自动化设备中PLC控制系统应用
        2.1自动切换控制
        切换控制是设备的基本功能，运用PLC控制系统实现自动切换控制，是电气设备自动化运行的关键所在。根据电气设备运行要求，基于PLC控制系统自动化控制，减少能耗同时，提升设备运行效率。
        2.2顺序控制
        顺序控制是PLC控制系统在电气自动化设备中应用的一个具体表现，为了便于技术优势最大程度发挥，离不开相关工作人员的学习和掌握，在工作前编制合理的使用方案，提升方案有效性和科学性，为后续PLC控制系统应用奠定基础。但是，立足于实际情况来看，电气自动化系统运行中普遍存在时间固定情况，进而加剧能量无故损耗，增加企业运营成本。基于此，企业在技术改革深化中要高度考量经济运行情况，制定切实可行的措施落实到实处。企业经营生产中应用PLC控制系统，可以依据原本生产流程作业，也可以对生产流程优化改进，分析顺序控制系统的核心条件，把握关键要素落实到生产活动中，规范执行，加之顺序控制中有多重控制模式，可以细化为时间控制、条件控制和逻辑控制几种类型。在PLC控制系统应用中，合理控制系统远程站、传感器以及主站成等要素，满足不同生产活动需要，此种方式可以规避某一电气设备部件故障威胁到整体系统运行效果，促使电气自动化设备运行效率提升。
        2.3开关量控制
        开关量控制，以往的控制方式流程繁琐、复杂，涉及到诸多环节，系统留下了很多的隐患。对此，基于PLC控制系统的应用，安装软基电气装置实现电气设备开关量控制，减少开关量使用频率，提升系统运行安全性。如，在电气自动化设备中应用PLC控制系统，以运输系统为例，安装电动机促使运输效率提升，优化设备开启顺序，具体运输中依据预设顺序来启闭运输机，提升运输工作有效性，降低运输成本。同时，任务完成后及时打开反向关闭开关，满足生产需要，保证设备运行安全性。
        2.4设备故障检测
        电气自动化设备即便自动化水平得到显著提升，但是运行中受到主客观因素影响也可能出现故障，为系统埋下安全隐患。由于电气设备内部足间复杂，线路多样，一旦设备组件故障，其他各环节的设备组件也可能失灵。以往电气设备检修方式是依靠人工经验进行，检修效率不高，精准度也会受到人为主观意识所影响。使用PLC控制系统可以自动化检测设备故障，快速定位故障位置，使用红外温度传感器来收集设备运行温度数据，反馈设备运行状态，根据收集的设备数据来综合分析，便于确定故障原因，制定故障维护指令。
        2.5电气设备数据存储
        电气自动化设备在运行中，有大量的电气设备和仪表工具，对设备运行参数的记录，可以为后续故障检测提供设备运行数据参考。基于此，使用电气设备运行数据，及时存储电气设备数据，并发挥PLC控制系统内部处理器单元，存储输入或输出单元采集的设备数据，为后续设备故障诊断和控制提供支持。此外，在计算机监控系统中也可以使用PLC控制系统，实现生产各环节全面监管和控制，经过完善后可以剖析其中的安全隐患，及时改进。生产各环节需要有监控系统支持，以此来保证作业精度和可靠性，最大程度上降低设备故障几率。
        结束语：综上所述，随着社会的蓬勃发展，人们对工业生产效率和经济效益的需求不断扩张。与此同时，基于可编程逻辑控制器的电气自动化控制系统也逐步向着智能化、集成化与标准化的方向发展，以此不断加快企业的生产进程，推动生产企业的可持续前行，创造理想的经济效益。
        参考文献：
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        [2]李胜多.《电气控制与PLC技术》系列课程教学改革的探索[J].设备管理与维修，2010（06）.
        [3]冯志勇.“电气控制与PLC技术”教学改革的探索[J].亚太教育，2016（08）.
        [4]曹磊.基于PLC的自动化电气控制分析[J].数字技术与应用，2015（11）.
        [5]王维.翻转课堂在“PLC与电气控制”课程中的应用[J].中国新通信，2016（12）.