探討PLC技術(shù)在電氣工程自動化控制中的應(yīng)用

藍桃生

（紫金礦業(yè)集團股份有限公司，福建 龍巖 364200）

筆者通過多年工作經(jīng)驗，在研究PLC技術(shù)在電氣工程自動化控制中應(yīng)用時，筆者主要從堆場水泵自動噴淋控制中的應(yīng)用、閉環(huán)控制應(yīng)用、開關(guān)量控制應(yīng)用和順序控制應(yīng)用這四方面進行PLC控制技術(shù)闡述。

1 PLC技術(shù)概念

PLC是在電氣控制技術(shù)和計算機技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，把自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)控制裝置。主要是通過梯形圖語言編程和邏輯控制運算，通過軟件編程來實現(xiàn)對現(xiàn)場各種電氣、機械設(shè)備智能化、自動化控制，這種技術(shù)是電氣工程自動化發(fā)展的一大進步，在我國的工業(yè)發(fā)展中發(fā)揮重要的作用。其中PLC技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)造主要包括兩種：第一種，箱式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)主要是由控制面板、電池和主板等多個板塊構(gòu)成。第二種是模塊式結(jié)構(gòu)，主要是由I/O模塊、電源和CPU控制主板、網(wǎng)絡(luò)模塊、控制模塊等組成。

2 PLC的電氣自動化控制中的優(yōu)勢

在進行電氣自動化控制工作過程中，可以充分利用PLC控制系統(tǒng)來對電氣自動化系統(tǒng)進行修改，節(jié)省大量的人力和物力，提高了工作效率。PLC技術(shù)在提高電氣自動化控制可靠性、可操作性方面優(yōu)勢明顯，可有效節(jié)約能源消耗，實現(xiàn)設(shè)備控制自動化，實現(xiàn)綠色生產(chǎn)。同時PLC技術(shù)將計算機技術(shù)和信息技術(shù)很好的結(jié)合在一起，一些非技術(shù)問題也能夠自動進行修復(fù)，大大降低自動化維修人員的工作強度[1]。

3 PLC技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用

（1）堆場水泵自動噴淋控制中的應(yīng)用。金礦選礦車間金礦堆場噴淋原采用人工定時通過變頻調(diào)速器及現(xiàn)場操作箱啟停方式對水泵進行控制，費時費力，產(chǎn)品的質(zhì)量無法保證，生產(chǎn)效率較低。同時由于車間堆場噴淋周期有嚴(yán)格的控制過程，對堆場礦石的回收率影響極大，導(dǎo)致選礦浸出工藝參數(shù)無法符合設(shè)計要求。通過對原有系統(tǒng)進行升級改造，采用小型PLC控制系統(tǒng)，通過簡單的485網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)輕松實現(xiàn)噴淋過程的自動控制，通過人機界面按工藝要求進行設(shè)定噴淋量與噴淋時間，大大提高了選礦工藝參數(shù)。上位工控機可以完成界面監(jiān)視及生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、保存、輸出，并可實現(xiàn)與車間級網(wǎng)絡(luò)的互連。

（2）閉環(huán)控制應(yīng)用。在電氣自動化控制工作中，會出現(xiàn)很多非固定量，為了能夠避免出現(xiàn)問題，需要對出現(xiàn)的非固定量進行控制，實現(xiàn)兩者之間無障礙轉(zhuǎn)化，保證能夠通過可以進行編程的儀器對模擬量進行操作和控制[2]。通過PLC技術(shù)能夠及時的反應(yīng)當(dāng)前閉環(huán)控制應(yīng)用系統(tǒng)的運行情況，而且能夠?qū)φ麄€閉環(huán)控制系統(tǒng)進行監(jiān)控。在這過程中需要相關(guān)的操作人員了解PLC技術(shù)和閉環(huán)控制應(yīng)用系統(tǒng)兩者之間關(guān)系，并且能夠根據(jù)實際情況有效將兩者相結(jié)合，發(fā)揮出PLC技術(shù)和閉環(huán)控制應(yīng)用技術(shù)優(yōu)勢，解決傳統(tǒng)電氣控制工程中的問題。例如在恒速工作過程中當(dāng)速度發(fā)生變化時，利用PLC技術(shù)可以將傳感器輸出的模擬電流信號，將模擬量輸入到模塊中，然后所獲得的數(shù)據(jù)再由輸出模塊將模擬量轉(zhuǎn)化為正常的電流信號，從而實現(xiàn)閉環(huán)控制，確保設(shè)備正常運行。

在我礦實際生產(chǎn)中，這種技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。在銅礦磨浮選礦廠，進入球磨機的礦量通過球磨機磨礦后的礦漿濃度進行閉環(huán)控制，其通過超聲波礦漿濃度計在線檢測輸出4-20mA模擬信號經(jīng)現(xiàn)場控制總線輸出到PLC模擬量模塊輸入端，經(jīng)內(nèi)部建立模型，經(jīng)相應(yīng)算法換算輸出相應(yīng)變頻器運行頻率調(diào)節(jié)皮帶運輸機運行速度，如此循環(huán)閉環(huán)反饋，精確控制進入球磨機給礦量，達到恒定給礦目的，實現(xiàn)滿足生產(chǎn)工藝要求，不僅提高了產(chǎn)品質(zhì)量，同時又節(jié)省人力和成本，經(jīng)濟效益顯著。

（3）開關(guān)量控制應(yīng)用。傳統(tǒng)的電氣自動化控制系統(tǒng)主要是通過電磁接觸器進行控制，這種方式已經(jīng)不再滿足工業(yè)現(xiàn)代化的生產(chǎn)需求，而且存在性能不穩(wěn)定等問題，降低了工作效率。我們需要將PLC技術(shù)有效的應(yīng)用于開關(guān)控制系統(tǒng)上，建立相應(yīng)的控制系統(tǒng)，將原開關(guān)觸點由PLC開關(guān)量或開關(guān)量模塊輸出點代替，這樣能夠加強電氣自動化控制中開關(guān)量控制工作，規(guī)避傳統(tǒng)開關(guān)觸點的缺點，并且結(jié)合當(dāng)前PLC技術(shù)的有效運用，將需實現(xiàn)的工藝控制流程進行編程，同時加強控制系統(tǒng)的邏輯性，靈活運用PLC技術(shù)，從而實現(xiàn)開關(guān)量有序輸出，實現(xiàn)機械、電氣設(shè)備有序啟停。

圖1 PLC技術(shù)在開關(guān)量控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

在我礦實際工業(yè)生產(chǎn)中，水泵管道上安裝的電動閥門的開關(guān)最為常用，通過外部給定開關(guān)信號經(jīng)PLC邏輯控制輸出端驅(qū)動電動閥門開關(guān)，同時在操作界面實時顯示開關(guān)位置，節(jié)省大量人力，大大降低了操作人員勞動強度。開關(guān)量也常用作指示信號，如配電柜開關(guān)狀態(tài)、電機的運行狀態(tài)、閥門的位置、變頻器故障、行程開關(guān)位置等，使崗位操作人員實時了解設(shè)備工作狀態(tài)，提高了生產(chǎn)效率。如圖1 PLC技術(shù)在開關(guān)量控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

（4）順序控制應(yīng)用。將PLC技術(shù)應(yīng)用于電氣自動化控制系統(tǒng)中，通過順序控制的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確聯(lián)鎖控制，提高生產(chǎn)運行可靠性和安全性。利用PLC技術(shù)加強繼電器硬件邏輯電路的順序，讓電氣自動化控制能夠進行順序運轉(zhuǎn)，從而提高電氣自動化控制系統(tǒng)的靈活性。

在我礦磨礦車間生產(chǎn)控制中，順序控制起了重要作用。生產(chǎn)工藝流程中，開停機均應(yīng)按順序控制，不然易造成停產(chǎn)甚至安全事故，給企業(yè)生產(chǎn)造成損失。如開機先開球磨機、皮帶運輸機后開振動放礦機、破碎機，停機順序剛好相反。

4 結(jié)語

綜上所述，在電氣自動化控制系統(tǒng)中PLC技術(shù)應(yīng)用普遍，借助PLC技術(shù)能夠很好地提高電氣自動化控制系統(tǒng)穩(wěn)定性，在保證工作質(zhì)量的同時，正在不斷完善電氣自動化控制系統(tǒng)，同時能夠有效降低系統(tǒng)在運行中的能源消耗，解決在運行過程中出現(xiàn)的問題，讓PLC自動化控制技術(shù)能夠適應(yīng)新時代的高速發(fā)展。