PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的運(yùn)用

李洪峰

【摘 要】本文對(duì)PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的運(yùn)用分析，以供相關(guān)從業(yè)人員參考。

【關(guān)鍵詞】PLC技術(shù);電氣工程;自動(dòng)化控制;運(yùn)用分析

1.PLC技術(shù)

1.1PLC技術(shù)概述

PLC技術(shù)本質(zhì)是一種可編譯邏輯控制器，在實(shí)際應(yīng)用過程中相當(dāng)于一臺(tái)小型計(jì)算機(jī)的作用，從當(dāng)前控制系統(tǒng)的應(yīng)用來(lái)看PLC技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，在應(yīng)用中取得了良好應(yīng)用效果，未來(lái)還將具有廣闊的發(fā)展空間。PLC控制借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)等先進(jìn)的技術(shù)，通過輸入與輸出模塊、儲(chǔ)存器、微控控制等有效實(shí)現(xiàn)了在線編程，其控制的可靠性更高。從軟件系統(tǒng)構(gòu)成來(lái)看，往往包含了用戶程序與系統(tǒng)程序。PLC技術(shù)的應(yīng)用過程中主要是執(zhí)行邏輯控制功能的過程，包含了輸出刷新、程序執(zhí)行與輸入采樣等環(huán)節(jié)。微控制器是PLC的關(guān)鍵部件，通信接口的存在使內(nèi)外部信息可保持高效、安全的傳輸狀態(tài)，而微控制器主要負(fù)責(zé)進(jìn)行外部設(shè)備的控制，保證了控制的整體效果。

1.2PLC技術(shù)的特點(diǎn)

在全球經(jīng)濟(jì)化時(shí)代的背景下工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)成了全球人民關(guān)注的一項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)。在工業(yè)生產(chǎn)中PLC技術(shù)具有其獨(dú)特的作用。首先PLC技術(shù)利用的原理主要是，通過其自身內(nèi)部各輔助繼電器的節(jié)點(diǎn)變位來(lái)進(jìn)行操作。第二，在工業(yè)生產(chǎn)中，PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)了理想化的運(yùn)行狀態(tài)和操作，程序和操作相對(duì)來(lái)說比較簡(jiǎn)單，PLC技術(shù)的穩(wěn)定性、可靠性能保證其在工業(yè)生產(chǎn)中大量的應(yīng)用，由于PLC技術(shù)自我診斷功能強(qiáng)，對(duì)于抵抗外界的能力強(qiáng)，因此能大大降低工業(yè)工廠中機(jī)器零件損壞的概率，提高了機(jī)器的使用壽命。

2.電氣工程自動(dòng)化控制中PLC適應(yīng)優(yōu)勢(shì)

2.1具有良好可靠性和抗干擾能力

在電氣工程中，PLC軟件的使用已經(jīng)取代了很多繼電器器件，這種軟件可以在一定程度上減少機(jī)械設(shè)備控制相應(yīng)工作任務(wù)量，同時(shí)還可減少因觸點(diǎn)接觸導(dǎo)致故障。PLC技術(shù)使用中具有很大可靠性，在極大程度上提高了系統(tǒng)對(duì)多種影響因素的抗干擾能力，PLC技術(shù)運(yùn)用可有效減少故障出現(xiàn)。并且在干擾較強(qiáng)情況下能夠正常工作，受到外界因素影響較小。目前，PLC技術(shù)已經(jīng)逐漸步入發(fā)展成熟階段，并在更多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用和認(rèn)可，該技術(shù)已經(jīng)成為工業(yè)控制設(shè)備中常用技術(shù)。

2.2PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化當(dāng)中的重要應(yīng)用作用

PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化當(dāng)中的應(yīng)用能夠最大程度上提高各個(gè)設(shè)備之間的統(tǒng)一控制。PLC技術(shù)的可編程邏輯控制器能夠進(jìn)行生產(chǎn)綜合指令的輸入，并將指令發(fā)送到個(gè)機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備，增強(qiáng)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)設(shè)備之間的聯(lián)動(dòng)性，極大地提高了生產(chǎn)效率，并節(jié)省了人力資源的投入，最大程度上降低了企業(yè)生產(chǎn)成本，提高了工業(yè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)在機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)控制和故障檢修方面也能夠起到極好的作用。

3.PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的運(yùn)用分析

3.1開關(guān)量控制

傳統(tǒng)電氣工程自動(dòng)化設(shè)備內(nèi)部線路很復(fù)雜，需要專業(yè)技術(shù)人員長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行維護(hù)，并且維護(hù)難度較大，同時(shí)還會(huì)影響設(shè)備運(yùn)行效率和正常生產(chǎn)工作。PLC系統(tǒng)通過開關(guān)量控制可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一定程度上減輕了線路檢測(cè)維修人員的工作壓力，也提升了系統(tǒng)整體運(yùn)行穩(wěn)定性。如某鋼鐵廠連退生產(chǎn)線過熱水系統(tǒng)是供應(yīng)給清洗段使用的。原先水泵的補(bǔ)水動(dòng)作是由繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。原來(lái)壓力控制不穩(wěn)定，波動(dòng)比較大，造成繼電器頻繁動(dòng)作，導(dǎo)致繼電器經(jīng)常損壞。對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行改造，把原先的由繼電器控制改成由西門子200系列PLC控制，新系統(tǒng)在程序里設(shè)置了延時(shí)，避免壓力波動(dòng)造成的繼電器動(dòng)作頻繁，從而提高過熱水系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3.2順序控制

對(duì)于電氣設(shè)施來(lái)講，若長(zhǎng)時(shí)間處在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，不但會(huì)造成設(shè)備的巨大損耗，同時(shí)會(huì)浪費(fèi)大量能源，這兩者都會(huì)導(dǎo)致企業(yè)的運(yùn)營(yíng)投入的提高，減小企業(yè)的利潤(rùn)回報(bào)，但是PLC技術(shù)的應(yīng)用為解決這一問題提供了可能。依靠使用PLC技術(shù)能夠完成對(duì)電氣設(shè)施工作順序的科學(xué)控制，由此強(qiáng)化了電氣控制系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性以及靈敏性。另外，PLC設(shè)備能夠基于用戶的事先設(shè)定程序來(lái)開展不同的控制任務(wù)，由此完成對(duì)電氣設(shè)施的各個(gè)部門的科學(xué)控制。由于PLC技術(shù)可以按照順序進(jìn)行開關(guān)和開關(guān)量的控制，預(yù)防了傳統(tǒng)技術(shù)模式下，開關(guān)順序不清晰導(dǎo)致的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率低下、能源浪費(fèi)嚴(yán)重等方面的問題，由此讓電氣設(shè)施的整體運(yùn)行質(zhì)量得到了明顯加強(qiáng)。具體來(lái)講，在PLC技術(shù)背景下，將其組成的主站和遠(yuǎn)程IO進(jìn)行連接，依靠通訊總線完成IO站和傳感器之間的連接和通訊信號(hào)的傳輸，由此實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作管理的功能，這便是PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中所實(shí)現(xiàn)的順序控制功能。

3.3閉環(huán)控制

PLC閉環(huán)控制在工業(yè)應(yīng)用上使用很廣泛，如連退線退火爐和焦化廠焦?fàn)t的溫度控制系統(tǒng)，就應(yīng)用到PLC閉環(huán)控制，通過調(diào)節(jié)煤氣閥的開度來(lái)使溫度滿足生產(chǎn)工藝需求。另外，PLC技術(shù)可以在液壓、轉(zhuǎn)速、電流調(diào)控方面給予支持。尤其是在機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間高壓運(yùn)行狀態(tài)下，設(shè)備內(nèi)部油管壓力會(huì)不斷增大，針對(duì)這種情況，基于PLC技術(shù)的閉環(huán)控制系統(tǒng)可以對(duì)油管內(nèi)部壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，然后根據(jù)壓力分析結(jié)果進(jìn)行控制。如果液壓值超過規(guī)定值，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)適當(dāng)降低壓力，使其穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。

3.4在電氣自動(dòng)化中故障檢測(cè)方面的應(yīng)用

在工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)過程當(dāng)中，設(shè)備的運(yùn)行安全和穩(wěn)定性極為重要，其實(shí)確保生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的根本，針對(duì)機(jī)械設(shè)備的故障檢測(cè)工作也就顯得極為重要，但要想實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的故障檢測(cè)與維修球必須要在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行作業(yè)的停止，需要大量的時(shí)間進(jìn)行全面的檢測(cè)和設(shè)備的檢查。利用PLC技術(shù)能夠控制設(shè)備進(jìn)行故障的自我檢測(cè)，并快速的進(jìn)行預(yù)警信息的反饋，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)組件故障，在引發(fā)安全生產(chǎn)事故之前，就做到設(shè)備的停機(jī)處理并作出警報(bào)，將故障信息反饋給技術(shù)人員，技術(shù)人員以此為依據(jù)采取相應(yīng)的故障處理方法進(jìn)行及時(shí)的處理，確保工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)效率，降低因設(shè)備故障所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。

4.結(jié)束語(yǔ)

隨著智能制造及智慧工廠的發(fā)展，PLC在電氣工程及自動(dòng)化控制領(lǐng)域的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越普遍。通過PLC的應(yīng)用不僅提高了生產(chǎn)線運(yùn)行的穩(wěn)定性，也給企業(yè)的節(jié)能減排和降本增效做出一定的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]管仲.PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的運(yùn)用[J].湖北農(nóng)機(jī)化，2019（24）：99.

（作者單位：瀚藍(lán)（大連）固廢處理有限公司）