PLC技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用及發(fā)展

高欣

摘要：PLC是一種擁有諸多優(yōu)點的控制系統(tǒng)，其在電氣自動化的控制領(lǐng)域中有著電動機、控制系統(tǒng)以及集成電路系統(tǒng)的應(yīng)用，并且其在未來隨著智能化發(fā)展的不斷提升，會被應(yīng)用到更多的智能化領(lǐng)域中。文中將基于此淺析PLC技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用以及發(fā)展。關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);電氣自動化;自動化控制

中圖分類號：F407

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：2095-6487（2019）03-0164-02

0引言

PLC是一種擁有諸多優(yōu)點的控制系統(tǒng)，其在電氣自動化的控制領(lǐng)域中有著電動機、控制系統(tǒng)以及集成電路系統(tǒng)的應(yīng)用，并且其在未來隨著智能化發(fā)展的不斷提升，會被應(yīng)用到更多的智能化領(lǐng)域中。

1PLC簡介

PLC的全稱是Programmable?Logic?Controller，中文意為可編程邏輯控制器。PLC的使用載體主要是電腦軟件與控制設(shè)備的搭配，主要是為了應(yīng)用邏輯指令輸入來對于目標(biāo)實現(xiàn)邏輯控制的目的。PLC這種控制系統(tǒng)的可操作性強，使用專業(yè)性不高，而且被廣泛的應(yīng)用于對自動化控制有一定要求的工業(yè)領(lǐng)域中。隨著我國多個工業(yè)領(lǐng)域技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC的應(yīng)用范圍也在被不斷的擴大，在運動控制、自動控制、邏輯控制等等領(lǐng)域都有所涉及川。文中將以PLC電氣控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用為例，淺析PLC技術(shù)的應(yīng)用以及發(fā)展。PLC結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2PLC對于電動機的自動控制

在工業(yè)化生產(chǎn)中對于電動機的控制一直是非常重要的一項課題。應(yīng)用PLC技術(shù)到對于電動機的控制，可以實現(xiàn)對于電動機的正反轉(zhuǎn)控制、星形三角形降壓啟動等控制目的。比起搭建自動控制以及運動控制控制系統(tǒng)來說，PLC對于電動機的人工控制性能更強，具體實施方案更加簡單。而且控制的可行性可以在電腦中利用軟件系統(tǒng)來進行輕松的測試。

對于電機的轉(zhuǎn)控制來說，首先控制人員需要先行搭建PLC的運行梯形圖，關(guān)于梯形圖的學(xué)習(xí)以及使用也是意見邏輯性很強、上手簡單的課題，文中不再過多贅述，之后只需在電腦中安裝STEP7-Micro軟件便可以展開編程，之后將程序輸入到CUP224XP系統(tǒng)之中在軟件內(nèi)點擊運行PLC即可開展控制工作，PLC組態(tài)如圖2所示。

3PLC在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

自動化控制系統(tǒng)核心就是電動機的控制，很多種過于簡單傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)以及無法適用于型號更新的電動機，而PLC的可編程邏輯就能夠在很多的方面對于控制系統(tǒng)結(jié)合不但可以提高PLC自身的系統(tǒng)性能，又能夠做到對于控制目標(biāo)進行更加高效的控制手段。如針對永磁無刷直流電動機這種目前較為流行的電機來說，過于簡單的單純控制系統(tǒng)如開環(huán)控制，由于缺乏反饋系統(tǒng)使的電動機的轉(zhuǎn)矩以及電樞電流的可控性極差，而單純的單閉環(huán)控制系統(tǒng)又難以做到讓電動機擁有良好的靜動態(tài)性能。此時就可以用PLC控制與雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)合來對于BLDCM進行更加平穩(wěn)高效的控制。

雙閉環(huán)控制系統(tǒng)是一種對于直流電動機控制的經(jīng)典系統(tǒng)，其控制內(nèi)外環(huán)的轉(zhuǎn)速環(huán)以及電壓環(huán)可以起到分別對于電動機的轉(zhuǎn)矩以及電樞電流的有效控制。但是關(guān)于傳感器的使用問題則一直是控制系統(tǒng)中的一大缺陷，由于BLDCM需要檢測轉(zhuǎn)子的具體位置才能夠做到對于定子電樞進行正確的通電以確保電機正常運行。但是使用傳感器來起到監(jiān)測以及反饋的目的會使得電動機的轉(zhuǎn)矩脈動增大并且運行成本更高。對于此有一些專家提出了應(yīng)用PLC的邏輯監(jiān)測以及與雙閉環(huán)控制模式的結(jié)合來代替?zhèn)鞲衅鞯淖饔茫m然此種手段尚未普及應(yīng)用仍處于開發(fā)階段，但是由此可見PLC的應(yīng)用對于工業(yè)化生產(chǎn)的控制系統(tǒng)所帶來的優(yōu)質(zhì)影響。而且.PLC的邏輯控制也能夠做到讓電動機在啟動的過程中獲取最大的啟動需求電流，以此來保證電動機的啟動效率。

4對于集成電氣系統(tǒng)進行控制

集成電氣系統(tǒng)是指在電氣系統(tǒng)中集中的使用多種電器元件，在運行過程中，多種原件相互搭配起到功能上的有效組合效果。電氣系統(tǒng)的集成應(yīng)用是一種對于多種電氣控制領(lǐng)域技術(shù)要求較高的系統(tǒng)，此時應(yīng)用PLC的邏輯編程功能可以使得各電器元件起到有效的邏輯連接，不但可以有效地簡化多種原件的控制思路，還可以利用PLC程序中的虛擬控制手段來代替多種元件之間連接的實際電路從而省略了搭建控制系統(tǒng)的以及進行線路布置的任務(wù)。PLC控制柜如圖3所示。

5PLC在工廠生產(chǎn)中的應(yīng)用實例

5.1工廠的設(shè)備操控

在工業(yè)工廠內(nèi)，由于一些大型的工廠需要對于很多的電氣設(shè)備進行操控以實現(xiàn)高效生產(chǎn)的目的，如污水處理廠需要控制清水器、蓄水池、排水管道以及水壓測試系統(tǒng)等。對于這些系統(tǒng)的線路設(shè)計以及控制工作要求專業(yè)性高，而且一旦出現(xiàn)問題往往會導(dǎo)致檢修工程量大、對于生產(chǎn)效率的影響大等等現(xiàn)象。但是在國內(nèi)已經(jīng)有許多的工廠開始利用多臺高壓PLC控制器聯(lián)合運行的模式來對于電氣設(shè)備進行統(tǒng)一管理，這樣便將以往的人員分割操作生產(chǎn)的模.式轉(zhuǎn)變?yōu)榱思煽刂频哪Ｊ健６矣捎谑褂昧薖LC軟件庫中的虛擬原件代替了大量的實際電路，在成本方面以及運行檢修方面也為工廠帶來了諸多的好處。高壓PLC控制器在工廠內(nèi)的聯(lián)合運用可以有效的起到節(jié)約運行成本、簡化檢修工作、實現(xiàn)集成控制等等目的。為工廠的管理以及生產(chǎn)都帶來了諸多優(yōu)點。

5.2工廠繼電保護

繼電保護的措施是保證電力設(shè)備能夠正常運行，避免意外事故發(fā)生的重要手段。在工廠的生產(chǎn)工作中，繼電保護對于企業(yè)的生產(chǎn)效率和人員安全起著至關(guān)重要的作用，并且智能化的設(shè)備集成系統(tǒng)往往會產(chǎn)生事故聯(lián)動效應(yīng)，對廠產(chǎn)生極其嚴(yán)重的危害。應(yīng)用PLC的繼電設(shè)備保護，一方面可以允許人員僅僅利用電腦操控來對于事故進行監(jiān)視甚至調(diào)整，避免了許多情況下實際作業(yè)的危險，因為PLC的模擬原件完全可以代替連接工廠設(shè)備的實際線路。另一方面，應(yīng)用PLC的邏輯繼電保護可以實現(xiàn)幾點反饋效率更高的特點，因為比起線路反饋來說，讓程序進行對于故障的邏輯運算以及信息在電腦中的傳導(dǎo)都會更加精準(zhǔn)快速。

如應(yīng)用PLC來運算高壓運行設(shè)備與監(jiān)視設(shè)備之間的邏輯連接，可以讓檢測設(shè)備更加智能化的對于高電壓設(shè)備進行檢測，一旦高壓設(shè)備出現(xiàn)了漏電、外殼帶電等等事故現(xiàn)象，檢測設(shè)備便可以通過PLC的邏輯運算來快速接收信號，從而進行斷電或者降壓等等保護措施，從而起到PLC繼電保護的重要作用。

6結(jié)束語

隨著電器領(lǐng)域在不斷向著電子化、自動化、虛擬化等等方面的高速發(fā)展，PLC由于其多種鮮明的優(yōu)點導(dǎo)致受到了大量使用者的青睞。在目前，PLC的使用在電機控制、控制系統(tǒng)以及集中電路控制已經(jīng)相當(dāng)普及，但是隨著相關(guān)領(lǐng)域?qū)τ诰W(wǎng)絡(luò)、電腦科技以及運行安全的需求不斷增加，相信PLC控制依然會朝著智能化的方向發(fā)展，在未來能夠更加符合智能化的科技需求。

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