(湛江市德承电力工程有限公司)
摘要:首先简要阐述了PLC的定义及相关特点,在此基础上重点介绍PLC在电气自动化控制中的具体应用,主要有在数控系统、闭环控制、开关量控制和顺序控制中的应用,较为全面的分析了PLC应用到电气自动化控制中的关键点,以期为相关技术人员提供借鉴,以提升PLC应用到电气自动化控制中的水平。
关键词:PLC;电气自动化控制;应用
引言
传统的电气自动化控制系统存在诸多弊端,当前将PLC应用到电气自动化控制中能够明显的改善电气自动化控制系统的工作效率,并且对于控制人力成本和物力成本等具有重要作用。PLC在电气自动化系统中的应用进一步确保了电气自动化控制系统的工作质量,为企业提升经济效益提供了有力保障。
一、PLC的定义及特点
(一)定义
PLC是一种电子系统,主要用来进行数字运算操作,属于可编程逻辑控制器,PLC的主要应用对象为工业活动,是一种可编程的存储器,也是一种可以执行逻辑运算、顺序控制、计数等诸多指令的内部存储程序。PLC还能够通过数字或者是模拟式输入-输出控制各种类型的机械或者生产过程,是一种计算机操作技术。
PLC主要由电源、系统程序存储器、接口电路等构成,最主要的功能模块为通信模块,其中电源在PLC运行过程中起到关键作用,电源决定整个电力系统的稳定运行状况。由此可知,在制作PLC系统时,必须重视电源的制作质量,严把质量关,科学合理的设计电源电压,并且要确保电源和交流电网有效融合。系统程序处理器对PLC的控制系统起到重要作用,系统程序存储器主要功能是处理整个PLC系统中的数据,并且将寄存器的数据传到对应的输出装置中。系统程序存储器用来存放各种应用软件。接口电路则承担着输入和输出数据的功能,要注意的是不同的接口电路要用不同的接口组合而成。
PLC的功能模块主要包括计数模块、定位模块和通信模块。其中通信模块是最主要的功能模块,其工作阶段主要分为输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段,这三个阶段的工作时紧密结合的。其中三个阶段中的基础工作阶段为输入采样阶段,这一阶段主要运用PLC技术来将所有的输入状态和数据进行扫描,并按照相应单元进行存放,扫描工作完成以后即可进行用户程序的输出准备工作。需要注意的是,在输入采样阶段必须确保输入信号的宽度超过一个扫描周期,以保证能够准确读入输入的信号。第二个阶段是用户程序执行阶段,PLC的扫描工作需要从上到下依次进行,具体扫描工作应该采取梯形图的形式进行扫描。在扫描各个对应点时,应该按照逻辑运算的方式,确保扫描合理,这样做的目的在于保证该程序执行阶段的梯形图所具有的特殊指令可以顺利完成。在完成上一个扫描程序之后,便可以进行输出刷新阶段的工作,这一阶段的主要工作内容为将所有的数据刷新和输出电路,再借助输出电路驱动的外设辅助操作,以确保PLC的顺利输出。
(二)特点
PLC经过诸多应用实践,展现出自身的特点和优势,功能较为强大,性价比较高,主要体现在:一是PLC内部的各类辅助继电器的节点已经采用内部定义的形式进行变为实践,这一变位实践属于较为理想的变位实践,因此在投入使用的过程之中,其运行状态就相对简单,便于控制;二是PLC的程序便于理解、操作简单,可以大大减轻操作人员的工作量,从而提高工作效率和工作质量;三是PLC具有完整的硬件配套设施,且适应不同的工作环境的能力较强,且具备较为完善的功能特性,因此较为实用;四是PLC具有较高的可靠性,且在运行过程中能够有效抗拒多种干扰,因此在各种复杂的工业程序中也有较为广泛的应用;五是PLC系统维修简单,维护成本较低。PLC具有自我诊断功能,可很大程度上降低故障发生的概率。
二、PLC在电气自动化控制领域中的具体应用
(一)在数控系统中的应用
计算机技术的飞速发展和生产规模的而不断扩大,促进了数控技术的发展,数控技术是当前众多工业生产环节中重要的关键性支撑技术,也是一项先进的现代化管理控制手段。数控系统种类较多,其中直线型、连续型和点位型的数控技术应用最为广泛。数控系统中的功能关键所在是机械制造,点位型数控系统在孔洞机床加工中应用较多,点位型数控系统具有全方位、灵活性的转换优势。数控系统的功能实现主要依靠两种装置,即单板机式和全功能型数控装置,PLC在这两种数控装置中的应用能够得到有效实现,在应用到二者之中时,主要的区别在于功效与区间的差异。全功能型的数控装置具有相对全面的功能,但是运行成本较高,因此在大部分企业中的应用并不广泛。相较于全功能型的数控装置,单板机式的数控装置在市场中的应用更加广泛。单板机式的数控装置能够有效解决线路中硬件、接口及驱动等方面出现的干扰与问题,能够对机床进行有针对性的调整,并能够有效的实现机床的升级与改造。
(二)在闭环控制中的应用
电气自动化的控制手段可主要分为手动现场控制、自动现场控制、手动控制机旁屏及其他控制方式等。将PLC应用到闭环控制中时主要体现在测量转速和控制调节器等方面。PLC在控制这些方面时主要就是借助转速测量、电子调节以及电液执行等单元实现的。在开启动力泵后,PLC通过分析动力泵运行时长来决定主用泵与备用泵设备选用时的主要考虑因素。而手动控制机旁屏的方式则是在启动动力泵的时候分析动力泵运行时长的方式主要是调节现场开关,以此来选择主用泵和备用泵。当前的电气自动化控制系统更多的还是采用PLC和传统控制技术相结合的方式,二者之间通过优势互补,充分发挥效能,以实质性的提升电力系统运行的稳定性和运行效率。
(三)在开关量控制中的应用
在电气开关量自动化控制方面,传统的控制当时的操作模式为采用点磁性继电器进行控制,这种传统的操作模式需要设置较多的操作点,且具有较为复杂的系统接线,因此,外界环境极易影响其控制的稳定性和可靠性,一旦运行出现问题,即会影响设备运行效率。因此,必须对电气自动化控制设备的继电器进行进一步的完善,必要情况下可改进或替换原有的继电器设备,唯有此才能降低触点发生故障的几率。在完善自动化控制设备的基础上可以充分利用PLC技术,PLC技术的科学合理应用可以帮助提升运行质量。在有效应用PLC技术的前提下,再充分采用断路显示器来对整个系统进行集中控制,以逐渐完善系统功能和存在缺陷的元件等,以切实提升电气自动化控制系统的综合使用效率。
(四)在顺序控制中的应用
电气自动化系统会随着使用时间的加长产生耗能增大,一旦耗能增大便会影响其运营生产的经济效益。为了降低设备运行能耗,就需要对设备运行顺序进行有效控制,在将PLC技术应用到电气自动化控制系统中时,要做到对PLC技术的运转顺序的有效控制,以改善能耗损失问题。要想在实际的电气自动化控制过程中实现顺序控制,就必须控制好主和开关量,并且不断优化传统继电器控制元件,以提升控制的顺序性与灵敏性。接下来要模块化处理自动化设备中受到控制的部位,以达到对运行过程自动化设备的单独控制,以避免出现控制顺序紊乱以及设备控制质量差等问题,从而提升设备控制反应时效,增强控制效果。
结语
总的来说,PLC可靠性高、维护方便、实用性强,这些特点进一步推动了PLC技术在电气自动化控制系统中的应用,PLC技术正在逐渐替代传统的电气自动控制技术,大大改善了电气自动化控制水平。进一步加强对PLC在电气自动化控制系统中的应用研究,能够不断为优化生产结构、提高生产效率、降低生产成本提供重要支撑。
参考文献:
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