现代电气控制及PLC应用技术

发表时间:2021/6/10   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:白羽
[导读] 摘要:近些年来,电气工程的发展逐渐完善,电气工程行业对于电气控制的标准也越来越高,在电气控制中融入PLC控制技术,能使电气控制的综合能力得到提升。
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        摘要:近些年来,电气工程的发展逐渐完善,电气工程行业对于电气控制的标准也越来越高,在电气控制中融入PLC控制技术,能使电气控制的综合能力得到提升。目前我国的电气控制方面的主流技术之一就是在自动化的控制系统中融入PLC技术。采用PLC应用技术的主要优点是不但可以进行自动化控制,还能够在控制中抗干扰,使控制系统运行更加稳定。能够有效防止因使用单片机技术导致控制系统运行稳定。本文针对实际电气控制对PLC应用进行了仔细研究与探讨,制定了科学有效的具体设计方案,希望能够对电气控制相关人士起到借鉴作用。
        关键词:电气控制;PLC; 应用技术
        引言:随着我国电器设备越来越复杂,在工业生产中对于电气控制技术的要求也越来越高,采用PLC技术的现代电气控制系统已经应用在许多工业生产部门,PLC自动化技术对于电气控制的效率提升来说具有重要的作用。对于基于PLC技术的电气控制设备的研究与探讨具有很大的意义。
        一、PLC的定义以及其具体工作原理
        PLC就是英文Programmable Logic Controller的首字母缩写,意思即为可以编程的逻辑控制器。PLC技术是主要应用在实际的工业设计环境中的电子系统,其本质上是一种能够对电气控制现场实际问题进行编程处理的逻辑控制器。PLC需要对现场的问题进行计算、按顺序进行模拟、并实现计时计数的功能,相关人员操作起来也比较灵活方便。这种逻辑控制器的内部储存程序是面向用户开放的,十分人性化。其对机械设备的电气控制是通过将实际信息模拟成0或1这种数字指令来实现的,在日常的工业电气自动化生产时起到很关键的作用。PLC内部控制系统的控制原理是将用户之前存入其内部的数字程序按一定顺序进行扫描读取并执行用户想要的命令。几年前,PLC的主要功能只是用来完成由继电器进行的逻辑控制工作,当伴随着我国综合国力的提升以及工业科技的进步,PLC技术在各个领域都可以发挥很大的作用,已经不再只是单纯地用来代替继电器。
        二、PLC的特点
        1、体积和重量较小
        一般的PLC部件的底部大小只有不到100毫米,其重量一般不到150克,而且正常工作 下的功耗只有几瓦。通常情况下,一些其他的电气控制元件由很多小元件组合而成,体积和重量都比较大,在一些要求精度较高的电气控制器械中会影响其他设备的正常运行,所以只能在大型的设备当中才能使用。而PLC的小巧使得其能够运用在各种工业机器中,十分灵活,能够轻松实现机电一体化,使电气控制的工作效率大幅提高。
        2、适用环境较宽
        PLC因其体积小巧,重量较轻能够轻松使用在各种规格的电气控制器械之中,能够满足实际电气控制的很多功能。在基本的逻辑控制以外,许多先进的PLC能够实现数字运算功能,这使得PLC能够应用在许多不同的环境当中进行数字领域的运算工作。近些年来,随着我国的科技蓬勃发展,PLC也在不断增加新的功能,比如对温度进行自动控制、对器械的位置进行跟踪定位以及许多控制领域例如CNC等。
        3、具有较强的抗干扰能力
        PLC拥有先进的大幅集成电路技术,在生产时采用的特殊工艺能够有效减轻外界的干扰,能够集中在电气控制工作上,使用起来比较放心。最新的PLC还具有自动监测排除故障的功能,只要检测到故障就会及时报警,并且一般的小故障可以自动进行修复。即使没有自动排除故障功能的PLC款式,用户也可以自信在其内部写入故障监测排除的程序,也同样能够完成排除故障的任务,并且可以对除了PLC以外的其他元器件进行故障筛查、解决。
        三、PLC应用技术在日常电气控制中的问题及解决方案
        1 PLC在工作时控制系统会出错,导致数字信号无法顺利由外部机械设备传输入PLC内部
        由于一些难以避免的线路老化、人为或自然的破坏、天气因素等等,都可能导致信号的传输受到阻碍,无法正常地进行数据传输以及数据存储、加载与转化,也就导致PLC不能正常进行逻辑控制工作。工业生产现场的一些机器设备,比如电动阀以及手动开关等等在使用过程中由于不当操作导致信号传输过程中遇到故障。导致整个控制系统出现错误。现场的情况无法快速地反馈到PLC应用当中。


        2 PLC应用系统在执行任务时执行动作出错,导致数字任务指令无法正确运行
        造成PLC应用系统在运行时执行动作出错的原因有如下几种:电磁对设备产生影响,影响正常的执行动作,负责承载控制的接收器出现错误,导致由PLC发出的数字指令无法顺利地传递出去,数据类型也无法转换,自然也就不能正常执行命令。因工人的操作失误,在关闭电气控制设备电动阀门或电磁开关时没有将其关好,或者在打开的时候没有打开彻底,这会使控制现场的设备的实时数据无法顺利传输到PLC内,PLC反馈的数据可能会出现错误,会使电气控制系统严重错乱。
        3 以上问题的对应解决方案
        3.1、确保PLC传输信号的稳定程度
        在电气控制当中,一定要保证PLC传输信号的稳定性,要确保PLC控制系统的零部件都是安全可靠的,尽量减少这些零部件在日常控制系统使用过程中的质量问题,要选择信誉可靠的厂商生产的零部件。从而减少控制系统设备的老化程度。还有一些其他的措施,比如聘请专门的工业设计师对PLC控制系统主页面的重新规划设计。提升之主页面的人性化程度,增强控制系统的操作效率。确保PLC传输信号的稳定程度是为了增强控制系统的容错率,使控制的灵活程度更高。
        3.2、加强PLC电气控制系统的预警能力
        在日常的电气控制中,可靠、迅速的预警系统十分重要,一项可靠的预警系统能够针对一切人为不易发现的细小差错及时报警,从而尽可能地减少不必要的损失。要加强对电气控制系统中的预警系统的灵敏程度,尽可能地提升其反应速度,减少误报次数。在工厂的生产运营当中,有时会出现一些因电气控制系统预警不及时而产生的事故,造成了大量的经济损失甚至会威胁到工厂工人的生命安全,因此,加强电气控制系统的预警能力十分重要。
        四、针对一些案例的研究及优化方案
        1、采用PLC控制系统的机床电气控制系统
        各个厂房的机床一般都是将PLC与CNC这两个装置互相独立放置的,在CNC装置的内部,电气控制的信号能够自有地传输,而PLC装置中的信号传输,主要是通过工作人员采用T/0接口进行传输的,这一传输过程主要由有以下步骤:首先将PLC进行初始化操作,再进行停止操作、接着将机床的控制面板进行进一步的处理,最后还有液压、加紧数控机床机械部件等工作。经过以上操作之后,数控机床的电气控制效率将会得到大幅提升。整个控制系统中与操作机床直接相关的工作只有工程主图、电器元件的安装、以及最后各部件的现场组装工作。所以,采用以上步骤对电气控制系统的优化,能够分担一些机床设备的负担,从而大幅提升工厂的生产运营效率,
        2、PLC电气控制技术在立体仓库的应用
        在工厂的日常仓储管理之中,立体仓库是其中很重要的部分,立体仓库能够有效地减少占地面积,大幅提升仓储管理效率。一般的立体仓库有以下几种形式:升降式的立体仓储、垂直进行循环存储的立体仓库、水平循环型、等很多种类。在这些立体仓库之中,PLC电气控制系统都是十分关键的组成部分,会对仓储管理的效率产生影响。因此,要十分重视PLC电气控制系统在立体仓库中的应用。
        五、结束语
        PLC也称为能够进行编程操作的逻辑电气控制系统,PLC的具体应用技术已经逐渐成熟,在日常的电气控制中对生产效率的提升起到了很大作用。因其特有的广泛适用性、灵活小巧、便于控制等优点在各个不同领域均有广泛应用。虽然目前PLC技术的实际应用当中还存在一些问题,但都可以采取科学合理的措施来进行优化。本文针对实际电气控制对PLC应用进行了仔细研究与探讨,制定了科学有效的具体设计方案,希望能够对电气控制相关人士起到借鉴作用。
        参考文献:
        [1]安太玉.西门子PLC在电气控制中的应用研究[J].南方农机,2020,51(02):170.
        [2]王荣.虚拟仿真技术在现代电气控制教学中的应用[J].装备维修技术,2020(01):126.
        [3]李晓宇.现代电气控制技术及PLC应用技术研究[J].黑龙江科学,2019,10(24):102-103.
        [4]朱博.现代控制技术在电气工程系统中的应用研究[J].今日财富,2019(04):74.
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