PLC在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

朱斌

摘 要：隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的生活品質(zhì)不斷提升，對(duì)于產(chǎn)品多樣化及精細(xì)化的追求，使得落后的人工生產(chǎn)方式逐步被機(jī)械生產(chǎn)所取代，機(jī)電控制技術(shù)日趨完善。與傳統(tǒng)的機(jī)電控制技術(shù)相比，PLC技術(shù)擁有靈活高效、可靠性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，能夠靈活應(yīng)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，具體問題具體分析。在電氣工程中應(yīng)用PLC技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)工程器械的自動(dòng)化控制，確保整個(gè)系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行，為電氣工程行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：PLC；電氣自動(dòng)化控制；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM921；文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

傳統(tǒng)電氣自動(dòng)化在生產(chǎn)中存在工作效能較低和運(yùn)行可靠性指數(shù)較小的不足，難以適應(yīng)要求日益增長(zhǎng)的電氣自動(dòng)化設(shè)備，為此提出PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用。本文依托PLC技術(shù)的運(yùn)行能力、運(yùn)行適應(yīng)性，以及操作方便性等特點(diǎn)，應(yīng)用于電氣自動(dòng)化中的控制開關(guān)量邏輯、控制模擬量、數(shù)據(jù)處理以及集中性對(duì)系統(tǒng)控制進(jìn)行應(yīng)用。確保控制開關(guān)邏輯的正確性，以及順序性，能夠?qū)﹄姎庾詣?dòng)化的模擬量進(jìn)行控制，例如壓力變化、速度速率變化等，保障數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性，集中對(duì)系統(tǒng)控制，降低電氣自動(dòng)化的能耗，保障電氣自動(dòng)化的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

1PLC技術(shù)特點(diǎn)

1.1抗干擾性與可靠性較強(qiáng)

PLC主機(jī)在進(jìn)行輸入和輸出工作時(shí)，存在獨(dú)立的供電電源，電源之間的干擾較小。采用光電隔離方式，能將輸出模塊和輸入模塊分離。為確保CPU的安全穩(wěn)定工作，會(huì)在內(nèi)部應(yīng)用監(jiān)視器電路。針對(duì)其外部工作，多使用密封防塵抗震設(shè)計(jì)，為內(nèi)部各個(gè)構(gòu)件提供屏蔽措施，實(shí)現(xiàn)有效的抗輻射和抗干擾作用，保證其抗干擾能力與可靠性的提升。隨著電子元器件制造工藝的應(yīng)用和建設(shè)水平的提升，只有不斷對(duì)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化鞏固，才能保證PLC可靠性的提升。同時(shí)，在PLC技術(shù)應(yīng)用模式下，系統(tǒng)能有效發(fā)揮故障診斷功能，當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)報(bào)警，為技術(shù)人員處理故障提供方便。

1.2接口豐富，容易安裝

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中，涉及的信號(hào)多種多樣，在PLC上相應(yīng)產(chǎn)生很多接口，如設(shè)備、模塊、輸入接口、輸出接口、各連接接口以及對(duì)話接口等，且模塊體重較輕、體積小，能夠做到即插即用，產(chǎn)生的能耗也比較低，為整體的優(yōu)化使用提供方便。同時(shí)，PLC內(nèi)部存在監(jiān)控系統(tǒng)和故障診斷程序，在具體應(yīng)用時(shí)不僅能實(shí)現(xiàn)故障的有效診斷，也能對(duì)其實(shí)施優(yōu)化維護(hù)。

1.3通用性高，容易改造

PLC技術(shù)具備豐富的接口，其功能模塊硬件的品種更加豐富與齊全，可確保自動(dòng)化控制功能的發(fā)揮與實(shí)現(xiàn)。用戶結(jié)合自身的實(shí)際發(fā)展情況和需求條件，及時(shí)更換硬件，可以促進(jìn)PLC功能的優(yōu)化調(diào)整，且通用性較強(qiáng)，能為其積極改造提供較大方便。PLC技術(shù)的應(yīng)用，還可將接線邏輯轉(zhuǎn)換為儲(chǔ)存邏輯，避免外設(shè)的產(chǎn)生。此外，在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，實(shí)際的改造時(shí)間也能進(jìn)一步縮短，為維護(hù)工作提供方便。用戶通過對(duì)程序代碼的改變，能夠保證控制功能的發(fā)揮和實(shí)現(xiàn)，也保證了PLC技術(shù)的通用性變得更高，方便改造。

2PLC在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1控制開關(guān)量邏輯中的應(yīng)用

電氣工程中存在復(fù)雜的邏輯開關(guān)，完成電氣操作需要對(duì)每個(gè)邏輯開關(guān)進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，保證邏輯開關(guān)的順序正確，為此引入PCL技術(shù)，依托PLC可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，并在內(nèi)部中電路采用屏蔽雙絞線以及線路加裝磁環(huán)的方式減少不同環(huán)境下的干擾。將命令導(dǎo)入系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)，載入編寫的命令。對(duì)控制對(duì)象與控制命令的賦值，設(shè)定變量，根據(jù)固定順序，這里固定順序包括時(shí)間順序和生產(chǎn)順序等。對(duì)控制開關(guān)進(jìn)行賦值，當(dāng)變量值與當(dāng)前控制開關(guān)賦值相同時(shí)，控制開關(guān)閉合，依據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)閉合時(shí)間、閉合路徑進(jìn)行控制，極大的保證了控制開關(guān)的邏輯順序，以及電氣自動(dòng)化的正常運(yùn)行。

2.2集中性對(duì)系統(tǒng)控制中的應(yīng)用

在整個(gè)電氣自動(dòng)化控制體系中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制并非采用一臺(tái)控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，而是通過多臺(tái)成體系的控制單元構(gòu)成的。多臺(tái)控制單元的控制必須保證數(shù)據(jù)的同步性，若在控制中產(chǎn)生內(nèi)部亂碼，則會(huì)導(dǎo)致該部件不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致整個(gè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)停止工作。為此導(dǎo)入PLC技術(shù)，依托PLC建造工作量小、易于維護(hù)，將PLC儲(chǔ)存邏輯代替原有接線邏輯，大大減少了外部的接線數(shù)量，縮短建造周期，適合不同批量的處理，又因?yàn)橥獠拷泳€數(shù)量較小，方便維護(hù)，維護(hù)成本較低，同時(shí)利用PLC體積小、重量清、能耗低的特點(diǎn)，通過PLC的綜合控制，構(gòu)建時(shí)間順序、或生產(chǎn)順序，通過編寫特定的系統(tǒng)程序，當(dāng)時(shí)間順序或生產(chǎn)順序觸發(fā)系統(tǒng)開關(guān)時(shí)，PLC進(jìn)行整體控制。利用集成控制的方法解決傳統(tǒng)電氣控制中存在的運(yùn)行效率低、功耗大、運(yùn)行繁瑣的弊端。

2.3閉環(huán)控制

在電氣自動(dòng)化運(yùn)行當(dāng)中，往往會(huì)涉及一些電機(jī)的啟動(dòng)行為，在這當(dāng)中應(yīng)用比較廣泛的就是手動(dòng)啟動(dòng)和機(jī)旁屏啟動(dòng)和自動(dòng)啟動(dòng)等。在電氣工程自動(dòng)化運(yùn)行中對(duì)PLC技術(shù)的應(yīng)用中，最為主要的就是可以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，針對(duì)PLC技術(shù)的閉環(huán)控制主要有電液執(zhí)行、轉(zhuǎn)速測(cè)量、電子調(diào)節(jié)單位等，除了能夠確保轉(zhuǎn)速測(cè)量的合理進(jìn)行，還可以對(duì)調(diào)節(jié)器進(jìn)行有效控制。在電氣自動(dòng)化運(yùn)行電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)中對(duì)PLC技術(shù)的應(yīng)用，若是動(dòng)力泵在啟動(dòng)狀態(tài)，就可以在控制器的基礎(chǔ)上對(duì)模板合理控制，并且還能夠?qū)τ诒脵C(jī)自身的運(yùn)行狀況做好數(shù)據(jù)采集，以此來對(duì)備用泵實(shí)現(xiàn)合理的選取。對(duì)于機(jī)旁屏手動(dòng)啟動(dòng)中對(duì)于PLC技術(shù)的應(yīng)用，可以對(duì)氣動(dòng)泵機(jī)應(yīng)用的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)的合理調(diào)節(jié)，并且還可以對(duì)泵機(jī)的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行控制，確保主設(shè)備泵在自動(dòng)化運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開啟或者關(guān)閉，在這當(dāng)中可以看出，在電氣自動(dòng)化當(dāng)中對(duì)PLC技術(shù)的應(yīng)用，能夠確保電氣自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，使得系統(tǒng)整體的運(yùn)行效率提升，在一定意義上將電氣自動(dòng)化的作用體現(xiàn)出來。

2.4在開關(guān)量控制中的應(yīng)用

控制電器開關(guān)量也是非常重要的，傳統(tǒng)模式當(dāng)中，通過電磁繼電器來進(jìn)行控制是應(yīng)用最為廣泛的，在操作的過程中，點(diǎn)位較多，而且在接線的時(shí)候往往會(huì)面臨相對(duì)比較復(fù)雜的情況，可靠性和穩(wěn)定性都會(huì)由于外界因素而出現(xiàn)一定的干擾，導(dǎo)致操作效率比較差，所以一定要進(jìn)一步對(duì)自動(dòng)化控制當(dāng)中的繼電器進(jìn)行合理的改進(jìn)或者完善，在進(jìn)行操作的過程中，更好地對(duì)觸點(diǎn)產(chǎn)生故障的幾率進(jìn)行控制，在此過程中可以使用PLC技術(shù)，不斷讓運(yùn)行質(zhì)量提升，在此條件下，通過斷路顯示器來控制整個(gè)系統(tǒng)的，這樣能夠讓系統(tǒng)當(dāng)中的功能進(jìn)一步完善，并且，避免產(chǎn)生一些有缺陷的元件，能夠提升自動(dòng)控制系統(tǒng)的綜合效率。

2.5控制模擬量中的應(yīng)用

在工業(yè)生產(chǎn)中，電氣自動(dòng)化相關(guān)參數(shù)存在大量的模擬量，例如：工作環(huán)境變化、溫度變化、速度變化、旋轉(zhuǎn)速率變化、壓力變化等等，為實(shí)現(xiàn)模擬量的自動(dòng)化控制，引入PLC技術(shù)，利用PLC適用性強(qiáng)，功能完善的特點(diǎn)，依托PLC的FROM指令以及TO指令對(duì)控制目的單元進(jìn)行設(shè)定。編寫控制代碼基于正確的輸出接線和電壓電流輸出，控制目的模擬量得變化。PCL技術(shù)引用極大的方便了電氣自動(dòng)化中對(duì)相關(guān)變量的控制，解決傳統(tǒng)電氣設(shè)備運(yùn)行過程中無法對(duì)模擬量控制的不足。同時(shí)基于數(shù)字化控制大幅提升模擬量與數(shù)字化的轉(zhuǎn)換效率，對(duì)控制模擬量的自動(dòng)化控制精度進(jìn)一步提升。

結(jié)束語

PLC技術(shù)具有靈活性較強(qiáng)，可靠性比較好，而且具有很強(qiáng)的適應(yīng)性等諸多特點(diǎn)，正在慢慢廣泛應(yīng)用于電氣自動(dòng)化領(lǐng)域，并且替代傳統(tǒng)的一些控制技術(shù)，不單單能夠?qū)ιa(chǎn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，還能讓工業(yè)生產(chǎn)的整體效率得到大幅度的提升，讓生產(chǎn)成本得到控制，相關(guān)技術(shù)人員一定要做好研究和分析的工作，不斷對(duì)PLC技術(shù)進(jìn)行開發(fā)和使用，讓電氣自動(dòng)化控制水平進(jìn)一步提高。

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（作者單位：新疆華泰重化工有限責(zé)任公司）