基于PLC技术在电气设备控制系统中的应用分析

发表时间:2021/7/1   来源:《科学与技术》2021年第29卷第7期   作者:孟姿 赵彩云
[导读] 随着电力电子技术、检测传感技术和机械制造技术的快速发展,PLC在通信和控制等领域发挥着越来越重要的作用。电
        孟姿  赵彩云
        山东中烟工业有限责任公司济南卷烟厂 山东 济南 250000
        摘要:随着电力电子技术、检测传感技术和机械制造技术的快速发展,PLC在通信和控制等领域发挥着越来越重要的作用。电气控制和仪表控制水平不断提升,逐步实现了计算机控制一体化与网络化的目的。此外,PLC具有数据处理、PID控制与数据通信等功能,属于新型工业自动控制标准装置。
        关键词:PLC技术;电气设备;控制系统;应用
        引言
        电气设备自动化控制集数学基础理论、自动控制理论和反馈理论为一体,主要通过一定设备控制特定对象。随着信息技术的发展,PLC技术实现了突破,在工业自动化进程中发挥了重要作用。实际应用中应将PLC技术与电气设备进行融合,并以电气设备自动化控制为切入点,全面促进电气行业的自动化和智能化发展。
1 PLC技术简介
        PLC技术被称为可编程逻辑控制器,是依靠具备数据自动编辑功能的存储器来完成生产管理中的数学运算及顺序控制。实际应用中,技术人员结合生产中的使用要求来输入相关控制指令,系统自动完成控制程序的编写设计,在实际中提升设备的运行质量和水平。相较于传统控制技术,PLC技术控制设备运行效率更高,数据处理更加准确,更加符合大规模生产的控制需求。
2 PLC技术的应用优势分析
        PLC控制技术是一种基于数据测算所形成的操作应用系统,其主要是基于一定编程来进行系统化的操作,从而在操作中实现系统化的控制,可靠性较强。例如在电气数控车床的控制系统中,原始的数据状态通过信号传输的形式输入控制系统中,并通过控制系统内部的程序化运作来实现系统指令的操作与处理,通过精准化的数据来保证程序运作的可靠性。这就能够基于电气工业机床等机械设备的器械指标来进行数据的输入,从而降低因数据状态不符合器械要求而产生器械损坏的风险,提高工业产品生产的精确程度。
3 PLC技术在电气设备自动化控制中的应用
        3.1 PLC技术应用在控制开关量中
        在对电气设备系统进行操控的过程中,需要多个开关进行,开关的种类多数量大,从而增加了操作的难度。为了保证电气开关的控制能够高质量高标准地进行,操作人员必须先对每个开关量之间的逻辑关系进行明确,并且开关的调节顺序要严格按照操作流程进行,才能保证控制的整体效果。操作人员一旦出现操作顺序错误或者其他失误,就会导致电气设备系统运行出现故障,影响企业生产的正常进行。将PCL技术应用到控制开关量中,可以有效地改善开关量控制的现状。PCL技术应用的过程中其运行的抗干扰能力比较强,同时,具有较强的安全性以及稳定性,不会因为周边环境的变化而出现运行紊乱的问题。技术人员可以将编写好的指令输入存储设备中,并合理调整控制对象以及控制命令顺序,从而实现对开关量的高效控制,保证电气设备运行更加稳定。此外,技术人员要加强对开关逻辑性的重视,保障电气自动化系统设备能够正常运行。
        3.2顺序控制
        电气设备顺序控制在整体自动化控制中处于核心位置。PLC技术应用于顺序控制可实现整体系统的优化,从而在标准化和系统化的单一顺序下展开针对性的生产工艺控制。随着信息化水平的提高,PLC技术的信息模块更为完善,可大幅度提高电气设备自动化控制水平。从顺序控制的角度分析,PLC技术可借助通信总线完成控制室的内部控制,以实现远程控制站与主控制层的连接,从而实现电气设备整体系统的控制。

但是,由于电气设备的使用要求逐渐精确,为更好地开展远程设备控制,应借助控制站与设备传感器实现有效连接,并在显示屏的辅助下了解远程电气设备情况,进而实现远程化监控。此时,可由主控室工作人员下达指令,以保证在单一标准顺序下实现自动化功能控制。
        3.3电气工程技术中的应用
        在电气工程技术中,PLC有着广泛应用,主要表现在逻辑控制、模拟变量和运动控制三个方面。(1)逻辑控制是PLC应用范围最广、也是最基本的一项应用。电气设备中,采用PLC来进行逻辑控制和顺序控制改变继电器电路,不单单控制单台设备、还能应用于多台设备的集群控制,让设备的生产和管理变得更加有效。一般而言,这种控制主要应用于注塑机、包装生产线等设备。(2)模拟变量的控制,工业生产中会出现温度、压力、速度等变量,要想精准地处理就要实现模拟量与数字量之间的a/d、d/a转换,而PLC在设计前期就会针对实际情况来设计和应用,实现二者转换,提升运行中的准确度。(3)运动轨迹的实时控制,PLC不仅能够做到直线轨迹控制、还可以做到复杂运动轨迹控制。早期来看,PLC的轨迹控制主要是由开关I/O模块来进行控制,科技进步使得大多数厂家在生产中都会带有专门运动控制模块。世界上的先进企业产品都会在产品中加入运动轨迹控制模块,以便于厂家更好地进行生产,提升设备的效率和准确度。
        3.4通信数据处理控制
        整个PLC系统控制器在运作过程中,能够基于数据的采集与整理来进行数据编号,并且通过相应的符号质量来进行信号的发送与传输。在这个过程中,首先是数据的自动化处理阶段。例如在PLC脉冲量的计算中,数控机床的角度控制能够通过系统化的控制来明确电机的细分数,从而通过计算来获得步进电机转一圈所需要的总脉冲数。然后确定步进电机滚轮直径,计算滚轮周长,以此来计算每一脉冲运行距离,最后才能计算设定距离所要运行的脉冲数。其次,要实现电气设备的智能化通信,PLC系统需要通过多个通信接口的连接来进行信号的传输与接收。比如数控机床的加工精度一般可达0.05~0.1mm,其主要是按数字信号形式控制的,数控装置每输出一脉冲信号,则机床移动部件移动一脉冲当量(一般为0.001mm),而且机床进给传动链的反向间隙与丝杆螺距平均误差可由数控装置进行补偿。可以说,通信数据的处理与分析,正是PLC系统化操作中自动化、数据化、智能化的表现。
        3.5集中控制
        PLC技术具备自动监视功能,因此电气设备自动化控制可在此基础上实现电气设备的集中化控制。借助PLC技术可有效连接不同的电气设备,形成网络化电气设备脉络,并以此关联电气设备状态,继而实现整体的集中控制。统一化集中控制并不意味着全面杜绝个体设备的单独管控,而是基于网络化电气设备脉络实现整体和个体的分别控制,从而优化电气设备系统的工作量。集中控制主要应用于人力消耗多且工序复杂的电气项目。例如,集储煤设备、集捡设备、转载机、传送带以及胶带机为一体的煤矿企业,涉及众多人力控制操作内容,而传统的继电器无法实现设备零断层联系。此时,可应用PLC技术在远程监测功能的基础上,实现多项电气设备的集中控制,继而通过主控制中心实现一体化监测管理,实现电气设备的高效运转。
结束语
        总之,PLC技术是一种先进且适应范围广的技术,我国PLC技术较国外有一定差距,应当予以重视。现在,PLC技术弥补了传统电气工程中的一些不足之处,能够极大地降低企业维修成本,优化生产中的各项流程、提升生产效率,因此,PLC技术在电气工程中应用和推广将是大势所趋,应当加强相关人才的培养,从而更好地提高企业产品质量。
参考文献
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