PLC技术在电气工程及其自动化控制中的运用

发表时间:2021/8/20   来源:《中国电业》2021年12期   作者:许德宏
[导读] PLC技术是当前电气工程较为常用的重要技术之一。

        许德宏
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        摘要:PLC技术是当前电气工程较为常用的重要技术之一。对于电气工程来说,需要保证内部系统能够实现自动化控制,从而提高日常生产效率。而PLC技术则可以高效率的达到这一目的。由于PLC技术本身具有通用性较强、便捷性较好等特点,很多企业内部都大力推崇使用PLC技术作为电气工程主导技术。这也是越来越多的电气工程企业内部技术人员重视PLC技术发展的重要原因。
        关键词:PLC技术;电气工程;自动化
        1 PLC技术概述
        于PLC技术而言,其本质上是一种可编程逻辑控制技术。该技术在使用过程中,主要是通过算法控制与程序顺序控制,实现对系统逻辑进行规划。一般对于PLC内部结构来说,主要由设计过程较为灵活、功能较为强大的ARM Cortex-M3内核,该处理器是32位处理器,其内部具有超前的体系结构嵌入式微控制器芯片STM32F103RBT6。同时通过数据传输的模式,在TFT显示屏和PC端将识别出的电气工程相关参数表现出来。整个过程主要由OV7670摄像头模块、STM32F103最小系统、TFT显示屏模块与串口连接模块所组成。
        2 PLC技术设计原则与优势
        在PLC电路设计过程中,需要保证其本身的供电参数与具体工作流程能够符合电气工程内部具体相关规模,保证该技术能够正常使用。一般PLC技术所选择的是通常是DC-5V供电模式,同时对该电路设计了带有滤波。对于一个系统来说,需要在日常使用过程中具有相对稳定的工作电压,这样才能够保证该系统内部的性能能够最大化使用。而AMS1117-3.3能够满足以上条件。其中内部包括了低漏失电压、限流功能与过热切断等功能,这样可以保证输入的5V电压经过C1、C2进行滤波工作,同时防止突然出现断电,从而导致电压倒置的现象发生。之后进入AMS1117-3.3芯片进行降压稳压处理,其主要的工作电压差值为1.8V,这样可以通过该系统得到较为纯净的3.3V直流电压,为整个车牌识别系统进行供电。
        2.1 高性能、成本低
        对于PLC技术来说,其内部芯片在使用过程中,由于其本身是属于ARMV7架构的,具有较强的实时性。其芯片本身的指令与数据总线是处于一个分开的位置。通过采用Thumb-2指令集,对整个系统可以实现16位或32位的综合程序编写,提高了日常编写程序的便捷性。同时,对于内部代码来说,该芯片继承了三级流水线和具体的分支预测功能,从而保证在计算过程中能够达到N*110万的指令处理速度。芯片本身拥有较为先进的Bit-band位操作系统,可以通过外设直接访问设备内部的寄存器指令,同时具有快速中断处理功能,保证在日常使用过程中有较大的容错性。
        2.2 丰富的片上资源
        PLC内部芯片具有丰富的片上资源。芯片本身拥有较多的IO口引脚,可以满足各个功能的正常使用,同时具有12个为CPU减负的DMA通道,具备相对应的时钟系统和13个通信接口。
        3 电气工程自动化控制当中PLC技术具体应用
        3.1 智能化技术工程DCS系统
        当前我国电气工程相关企业,通过PLC技术的智能型与便捷性,可以通过研发智能化技术工程DCS系统,来提高企业内部的实际工作效率。对于当前智能化技术来说,很多企业主要由DCS进行控制管理。DCS是智能化技术控制的分布式控制系统。其主要组成部分是由微型计算机控制系统与管理网络所组成的。相比于传统的控制系统来说,DCS具有较强的时效性与可靠性,同时在安全方面更加牢靠。在企业发展过程中,通过DCS系统可以有效地提高企业生产过程中对于机械化设备的控制精度,从而保障企业工作效率的同时,进一步节约公司成本。

但DCS系统也存在一定的缺陷,例如由于是分布式控制系统,再出现系统故障时,维修过程较为繁杂;同时原配件的生产材料厂家定价不一致,在购买过程中容易出现价格差异。
        3.2 集中监控方式下的自动控制系统
        由于PLC技术在日常使用过程中,能够实现无坚守工作模式,这样能够提高电气工程自动化控制工作效率,同时降低相关从业人员的劳动强度。企业内部通过研发集中监控方式下的自动控制系统,使该系统本身与PLC技术相结合,这样能够提高企业内部的实际工作效率。当前部分企业主要采用集中控制下的自动控制系统进行操控。在使用集中控制的工作模式时,企业能够最大效率的提高一个工时的运行效率,从而提高一个工时的工作水平。但对于整套系统来说,使用集中控制工作模式进行电气控制,会影响到整个电气控制模式的稳态系统。因为当进行集中控制时,会将所有的功能集中在同一个处理器当中,通过类似于超频的方式进行资源调配。从而会导致整个系统的运行缓慢,时间长了可能会导致电气控制系统瘫痪。因此,企业需要增加对于电气控制的使用电缆数量,保证运行过程中能够存在充足的线路进行计算。同时当出现系统故障时,由于集中监控使用的是硬接线的缘故,会导致整个设备较难进行维护工作,增加了整个智能化技术工程的维修难度。
        3.3 信息集成化的智能化技术控制系统
        由于PLC技术本身存在较大程度上的智能性,因此在电气工程相关企业使用PLC技术过程中,可以根据这一点对整个电气工程整体化控制系统向智能化方面改革。通过使用PLC技术做串联,从而达到控制系统信息集成化。对于智能化技术发展过程来说,提高系统控制程度,能够有效的提高相关机器工作效率。对于系统智能化技术控制过程来说,应建立相对应的管理机制,从根源上解决问题。对于企业内部来说,要通过对于人力资源的把控、企业内部财务核算等方面进行审核。从而在保障企业内部财务平衡的同时,加强企业生产活动管理控制。
        4 PLC技术在电气工程当中的相关指导建议
        4.1 对于电气工程项目管理进行技术型指导
        当前我国企业对于PLC项目管理方面的控制要求较为严格。企业管理层通过选拔技术性人员,对整个工程过程中出现的技术性问题进行分布指导。这样可以保证企业能够在运行过程中,节省运行成本的同时,提高企业工作效率。技术型人才通过成立相对应的小组,以检查组的形式进行工程巡查,保障工程进行过程中的疑难杂症得到解决。同时,应对所针对的项目特点、技术调查情况、施工规模等特点进行监督管理。同时在施工现场监督过程中,检查组需具备完善的现场检测取样工具。通过取样的形式,对施工过程中的材料选用进行检测。整个工程中的工作人员应提高工作效率,各司其职的同时加强对于监理机构的制度完善,从而进一步提高建筑施工过程中的质量保障。
        4.2 提高开关控制方面的综合运用
        对于电气工程企业来说,增加企业内部工作人员对于PLC技术的认识程度,同时提高PLC技术在开关顺序控制方面的综合使用效率。这样可以保证电气工程开展过程中,PCL技术可以提高自动化控制效率。PLC技术不仅在顺序控制应用方面具有较为显著的优势,而且在开关量控制方面也具有较强的应用优势。其中,将PLC技术运用在电气工程的自动化控制方面时,可以以可编程存储器的身份参与虚拟继电器的运行,这样虽然能够对其实现有效的控制,但是需要花费很长时间。因此,在对其进行时,我们就应综合的运用自动切换系统和PLC技术,这样就能有效的加快系统的反应速度,从而快速的提高PLC技术在开关量控制方面的应用质量。
        5 结束语
        如今我国PLC技术在电气工程领域已经逐渐趋于成熟。对于基层技术人员来说,应该提升其专业素养能力,在日常工作环境中能够熟练地使用PLC技术,进一步提高电气工程企业内部的工作效率。
        参考文献
        [1]刘诗鑫,麻蕾.探讨电气工程自动化控制中PLC技术的应用策略[J].中国设备工程,2021(05):184-185.
        [2]徐洪亮.电气工程自动化控制中PLC技术实施探究[J].现代工业经济和信息化,2021,11(02):94-95.
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