电气工程及其自动化控制中的PLC技术应用

发表时间:2021/9/6   来源:《科学与技术》2021年第29卷4月第12期   作者:刘文帅
[导读] PLC技术的应用,不仅全面促进了电气工程及其自动化行业的发展,也进一步推动了行业的改革和创新。
        刘文帅
        中车大连机车车辆有限公司,辽宁 大连 116000
        摘要:PLC技术的应用,不仅全面促进了电气工程及其自动化行业的发展,也进一步推动了行业的改革和创新。PLC技术对比传统技术,在电气工程机器自动化控制中的应用要具有更加显著的优势,可以有效提高系统的稳定性和可靠性,同时还能够提升电气工程自动化系统的整体运行性能。电力企业的相关工作人员应加大对电气工程及其自动化控制的研究力度,并采取有效对策,全面提升电气工程的自动化控制水平,促进行业的快速发展。
        关键词:电气工程;自动化控制;PLC技术;应用
        引言
        PLC技术是一种可编程逻辑控制技术,其主要根据项目实际状况设置相应的控制模式。当处于逻辑运算和顺序控制条件时,PLC技术借助终端设备实现不同量值参数之间的逻辑控制,从而推动电气工程的飞速发展。随着我国科学技术的不断创新与发展,PLC技术具有一定的智能化、数字化等优势,其能够有效的识别用户的指令,完成用户相应的工作任务,通过扫描数据、传输信息等一系列生产操作,有效推动电气工程的自动化创新发展。
        1 PLC技术概述
        PLC技术主要是指可编程逻辑控制器,在具体应用过程当中可以编程和模拟相关数据,并使数据环境的安全性和稳定性得到有效提高。一般情况下,电气自动化主要使用传统控制器系统,但其可靠性相对较低,而且接线过程十分繁琐,会导致大量能源消耗。PLC系统具体包括电源、存储介质、输入输出接口等相关构成部件,而在对系统进行应用时,相关用户可以结合自身的具体需求以及操作的相关标准要求,对能够完成辅助控制的外部设备进行合理增加。首先,在PLC控制系统当中,电源是十分重要的一项内容,可对系统的关闭或接通进行控制。其次,在使用PLC控制系统时,通过输入输出接口可以有效传递和接收相关指令。最后,中央处理器在PLC控制系统当中具有重要的作用,可以有效分析数据,并对其进行快速处理,从而对用户所输送的指标或者数据进行有效接收。
        2 PLC技术的主要特点及价值
        2.1特点
        2.1.1应用广泛
        自动化控制系统中使用PLC、触摸屏、工控机、伺服控制器等工控设备,已经是每个制造企业普遍采用到的技术。可以说现在的工业生产、产品制造都离不开以PLC系统为基础或核心的控制系统。通过PLC系统实现的人机交互、设备的远程控制、参数设置、报警提示,实时数据的传送在工业现场随处可见。通过丰富的通讯协议将工业现场分散的控制节点和上位机融合组成一套大型控制系统。
        2.1.2工业生产网络化
        PLC系统利用灵活多样的通讯接口可实现集散控制、远程的数据提取及控制,比如应用广泛的DCS、数据监控平台、设备群控等系统。并且利用Modbus、自由口通讯协议实现了第三方仪表及设备的通讯。另外通过时序控制可实现在单一网络的数据轮询,提高了PLC网络的利用率,拓展了PLC的应用范围。PLC丰富的通讯协议接口便于将现场传感器、智能仪表、智能执行器的等现场设备数字化后整合到DCS控制系统中,是现场设备控制层的关键节点。
        2.2价值
        PLC技术是一种可塑性非常高的技术,在应用过程中具有极高的灵活性和适用性。在过程控制中,可以基于丰富的逻辑程序完成相应的对象控制。此外PLC系统的数据格式采用与计算机技术相同的数据类型,用户可以运用与计算机编程相同的方式来完成所需的算法。特别是PLC行业的龙头企业西门子公司具有的指令语句表编程语言,可以类似于汇编语言进行结构化的编程。

在实际应用中重复使用的程序可以编写成带输入输出接口的子程序,对输入存储器赋值就可以得到需要的结果,也可以通过多次调用子程序完成生产过程中重复进行的动作。西门子公司在其软件开发过程中将过程控制常见的PID控制、变频器控制、读写系统时间、模拟量输入输出的比例和数据类型转换等编写成功能块,提供给程序开发人员使用,节约了大量的时间去用于解决现场工艺难题。
        3 PLC技术在电气自动化控制中的应用
        3.1控制顺序
        PLC技术,在应用时可在企业生产和人们生活过程当中,将顺序控制器的作用进行有效发挥,以此来满足社会的发展需求。例如可以在火力发电厂当中应用PLC技术,通过技术所具有的相关优势,从而有效清理火力发电厂的飞灰和炉渣,提升火电厂运行的稳定性。而在顺序器的具体控制过程当中,往往会受到相关因素的影响,因此在系统运行时一旦受到外力阻拦,将会降低生产效率,对系统的整体运行水平产生严重影响。针对PLC技术进行分析,在按顺序控制过程当中往往涉及到许多内容,而且范围比较广泛,目前来说具体包括远程控制、现场传感等相关内容。而通过科学合理的系统设计,可以有效优化相关环节,并确保系统运行的规范性,使PLC技术的主要功能和作用得到充分发挥。
        3.2数控系统
        在电气系统的具体运行过程当中,可在机械加工等环节当中有效运用数控系统。数控系统具体包括直线控制系统、点位控制系统、连续控制系统等相关组成部分。在新时代背景下,企业为了能够更好的满足时代的发展需求,需要通过对PLC技术的有效应用,从而对数控系统的抗干扰问题进行有效解决,并合理调整机床功能,使企业生产经营过程的灵活性得到有效提升。传统电气系统在具体运行过程当中往往会消耗大量的能量,而且功率相对较高,灵活性相对较差,无法有效满足企业的实际发展要求。而随着我国科学技术的不断发展,电气系统对相关技术手段也有了更高的要求。PLC技术不仅具有较强的抗干扰能力,而且可靠性相对较高,在具体使用时也十分方便,因此将其在电气工程及其自动化控制系统当中进行应用,可以更好地发挥出产品的主要优势,提升产品质量,促进企业的快速发展。
        3.3在闭环控制系统中的应用
        将PLC技术应用于电气工程中的伺服控制环节,可以保证机械设备加工精度控制。配合伺服控制器、伺服电机等部件,可以完成如多台电动机的同步运行,运动控制中的位移角度控制等一些过程控制中的难题,在自动化产线、工业机器人制造、数控机床等多领域得以应用。在闭环控制系统中通过数字脉冲编码器获取伺服电动机的位置信息,对位置信息进行比较、判断、修正可以保证机械在可控的范围内运动,达到对加工精度控制的要求,收到满意的效果。由于PLC系统是一套全数字化系统,对伺服控制系统中动态误差、稳态误差和静态误差的修正提供了很好的技术手段,在系统的调试过程中可以通过数据的调整完成对机械设备加工精度误差的修正,大大缩短了闭环控制系统的设计、开发周期。
        结束语
        可以发现PLC技术在具体的应用中具有极高的优越性,但在目前的电气工程自动化控制设计当中还存在着一些问题。对此我们需要通过运用PLC技术来对系统各要素进行有效控制,从而更好地满足市场需求的变化,并为电气工程的自动化控制提供全新的动力。对此,相关研究人员应该加大研究力度,并利用新的思想新的技术,不断提升研究水平,通过具体的实践来发现其所存在的问题,并采取有效的对策来进行解决。
        参考文献
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        [4]焦世平,孙园园,李伟.PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用分析[J].中国金属通报,2020(10):247-248.
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