電氣工程自動化控制中PLC技術(shù)實施探究

高海嶺 王業(yè)超

摘? 要：近年來，科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展使得我國電氣功能過程自動化控制中越來越多的應(yīng)用到了計算機技術(shù)。PLC技術(shù)不僅僅突破了傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)限制，還能夠?qū)⑿l(wèi)星調(diào)整為分布式結(jié)構(gòu)，從而確保現(xiàn)場各個方位的控制情況，具有顯著的數(shù)字化特征，與此同時，我們也可以以通訊網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，進而溝通現(xiàn)場與設(shè)備之間的聯(lián)系。在電氣工程自動化控制的過程當(dāng)中，應(yīng)用PLC技術(shù)能夠進一步全面開發(fā)電子工程控制領(lǐng)域，使得電氣工程之中信息化水平進一步提升，而計算機的反應(yīng)速度相對較快，因此將其應(yīng)用于電氣設(shè)備中能夠推動大規(guī)模集成電路的使用。本文就PLC技術(shù)在電氣控制裝置中的相關(guān)應(yīng)用進行探討。

關(guān)鍵詞：電氣工程;自動化控制;PLC技術(shù);基于PLC在數(shù)控機床大修改造中的設(shè)計應(yīng)用;實施

1.PLC技術(shù)

對于PLC技術(shù)而言，就是一種可編程的控制器，在其設(shè)備上，由微處理器、存儲器、輸入輸出端口和電源模塊等諸多設(shè)備模塊，在運行的過程中，能夠?qū)ψ詣踊O(shè)備實現(xiàn)智能化的控制作用。PLC技術(shù)運行的實際原理，就是對設(shè)備進行輸入信號，之后通過設(shè)備上的微處理器，進行邏輯關(guān)系的處理，之后再輸出端口輸出控制信號，以此實現(xiàn)智能化的控制。伴隨著現(xiàn)階段計算機技術(shù)的發(fā)展，人們在對自動化控制技術(shù)的研究過程中，有效地將電子控制系統(tǒng)，與計算機程序控制進行了融合，從而擺脫了機電接觸器的制約。此外，隨著計算機處理技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器被應(yīng)用到系統(tǒng)中，以提高PLC在實際應(yīng)用過程中的控制能力，實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、遠程輸入等功能[1]。

2.控制技術(shù)類型

2.1集散型控制系統(tǒng)DCS

集散型控制系統(tǒng)DCS主要是通過對電氣裝置設(shè)置運行過程中有可能存在的危險進行集中顯示，以及分散管理，只有這樣才能夠確保電氣控制的全面性，更加有效率地將電器控制裝置中的檢查與控制這兩者用特定的系統(tǒng)進行銜接，將PLC技術(shù)應(yīng)用于電氣控制裝置中，能夠從根本上將控制技術(shù)以及計算機技術(shù)兩者相結(jié)合，最終形成集中性的操作以及分散型的裝置控制，促使信息在產(chǎn)生和傳播的過程中更加集中。這樣能夠推動工作人員在對電氣施工過程中對所出現(xiàn)的問題進行合理的控制和管理。

2.2現(xiàn)場總線型控靠U系統(tǒng)FCS

FCS控制系統(tǒng)主要指將智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)中的多項結(jié)構(gòu)，例如數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)，通過將這些結(jié)構(gòu)進行連接，從而進行支持雙向、多節(jié)點和總線式的全數(shù)字通訊。它由最底層的控制網(wǎng)、各控制節(jié)點和現(xiàn)場環(huán)境等幾部分組成，并構(gòu)成了一個完整的，徹底的分布式控制體系結(jié)構(gòu)，如今己成為了工業(yè)自動化領(lǐng)域廣為關(guān)注的焦點和熱點。

3.電氣工程自動化控制中PLC技術(shù)應(yīng)用

3.1順序的控制應(yīng)用

從整體角度分析，現(xiàn)階段電氣自動化技術(shù)中PLC技術(shù)的應(yīng)用會將PLC作為順序控制器加以應(yīng)用。比如在火電廠之中，自動化控制水平對電廠的電能生產(chǎn)效率以及企業(yè)的經(jīng)濟效益社會效益有著推動性，將PLC技術(shù)合理的應(yīng)用其中，可以進一步提高自動化控制系統(tǒng)運行效率，尤其在對飛灰以及爐渣進行清理的時候，PLC順序控制器的應(yīng)用效果非常明顯，所以現(xiàn)階段大多數(shù)發(fā)電廠為進一步提高自身的生產(chǎn)效率，對自動化系統(tǒng)加以完善，根據(jù)實際的情況制定規(guī)劃設(shè)計，并且還進一步提高了自動化系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)以及實際結(jié)構(gòu)，進行了遠程控制以及現(xiàn)場控制，這也在一定程度上為PLC技術(shù)的合理利用奠定基礎(chǔ)，提供保障[2]。

3.2開關(guān)量中的應(yīng)用

機械繼電器作用十分明顯，對于傳統(tǒng)電氣工程自動化控制而言，機械繼電器是不容或缺的一部分，但是在傳統(tǒng)模式下，繼電器當(dāng)中的電路對通電控制存在問題，不僅運行的速度比較慢，而且控制的時間比較長，導(dǎo)致難度增加。然而將PLC技術(shù)應(yīng)用于電氣自動化控制當(dāng)中，能夠從本質(zhì)上改變這一問題，也能通過可編程存儲器取代機械繼電器，將傳統(tǒng)機械繼電器當(dāng)中的不足加以補充，不斷提高其作用。

3.3閉環(huán)控制

無論從哪一個角度分析，均可以清楚地了解到在電氣自動化運行當(dāng)中會涉及到電機啟動，其中主要采取手動啟動以及機器啟動兩種方式，加強對PLC技術(shù)的有效應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)閉環(huán)的控制，當(dāng)然PLC技術(shù)應(yīng)用下閉環(huán)控制能夠由電液壓執(zhí)行以及電子調(diào)節(jié)單位，在保證轉(zhuǎn)速測量合理性與科學(xué)性的同時對調(diào)節(jié)器加以控制。

3.4在機床電氣控制當(dāng)中的應(yīng)用

毋庸置疑，在PLC技術(shù)的有效應(yīng)用下可以實現(xiàn)機床電氣控制的科學(xué)與合理，促使機床電氣控制朝著智能化方向發(fā)展與進步。除此之外，PLC技術(shù)的應(yīng)用中能夠提高機械控制能力，增強控制的靈活性，對于操作人員而言可以使其快速掌握。在機床電氣控制中PLC的有效應(yīng)用能夠?qū)r間加以控制，如出現(xiàn)問題能在第一時間內(nèi)預(yù)警，甚至在不斷更新與升級中提高自動控制能力，制定有效的數(shù)字化電控系統(tǒng)，對后期維護管理也具有推動性。

3.5在交通控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

信號燈的正常關(guān)系到了行車與行人的安全，但是卻不排除信號燈錯誤現(xiàn)象的發(fā)生，然而選擇PLC技術(shù)對信號燈加以控制，能夠?qū)崿F(xiàn)交通系統(tǒng)的優(yōu)化，也能進一步提高控制反應(yīng)的速度，增強其有效性與及時性。將人工智能技術(shù)應(yīng)用其中可以從邏輯系統(tǒng)出發(fā)，實現(xiàn)交通系統(tǒng)的優(yōu)化處理，保證信號燈控制的科學(xué)與合理，當(dāng)PLC技術(shù)的應(yīng)用中能夠為交通電子監(jiān)控奠定基礎(chǔ)，滿足監(jiān)管的自動化與智能化，也可以全天候的進行監(jiān)控。

4.PLC在數(shù)控機床大修改造中的設(shè)計應(yīng)用

4.1注意事項

要實現(xiàn)對數(shù)控機床的靈活控制必須要對 PLC 機械加工數(shù)控機床改造技術(shù)有詳細的了解，只有全面認(rèn)識了該技術(shù)的優(yōu)勢和不足，才能更好地開展控制工作。我們知道，PLC 的工作原理決定了它通常情況下只是單純地受到動作順序的控制，因此在 PLC實現(xiàn)對數(shù)控機床的控制工作過程中必須要注意以下幾點 ：首先，定位的速度以及精度的協(xié)調(diào)工作。數(shù)控機床中的電機頻率與轉(zhuǎn)速有著緊密的聯(lián)系，脈沖控制頻率的高低決定著電機轉(zhuǎn)速的快慢。因此，做好定位速度與精度的控制就十分重要了。通過 PLC 技術(shù)的運用，在提高精度的前提下保證定位的速度，對于實現(xiàn) PLC 機械加工數(shù)控機床的改造工作有重要的作用。其次，減少工作過程中出現(xiàn)誤差的頻率[3]。PLC 驅(qū)動步進電機提高了系統(tǒng)的可靠性，實現(xiàn)了數(shù)字化執(zhí)行元件的優(yōu)化工作。步進電機的開環(huán)控制受到了PLC 產(chǎn)生的脈沖所控制，必須降低電機的頻率減慢電機的轉(zhuǎn)速才能夠避免不必要的誤差和失誤。

4.2數(shù)控機床的控制工作

PLC 通過輸入端來和數(shù)控機床建立有效連接，完成對操作面板的控制工作。借助機床操作面板以及系統(tǒng)操作面板來實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的控制工作，保證數(shù)控機床的正常運行。PLC 在數(shù)控機床改造技術(shù)中的應(yīng)用離不開對機床外部輸入信號以及輸出信號的有效控制，通過強化控制來保證系統(tǒng)按照預(yù)先制定的指令科學(xué)運行，提高工作效率。

4.3做好對系統(tǒng)的科學(xué)定位

整個定位的過程可以分為兩個階段，粗定位階段以及精定位階段。雖說階段不同但是依然受到統(tǒng)一的脈沖步進電機來完成。在粗定位階段中，通過使用較大的脈沖當(dāng)量來提高機床的工作效率從而實現(xiàn)對數(shù)控機床的合理改造工作。而在精定位階段，則必須采用先大后小的方式來完成。最初使用大的脈沖當(dāng)量來完成設(shè)計與改造的要求，在此基礎(chǔ)上完成操作任務(wù)以后則需要轉(zhuǎn)為較小的脈沖當(dāng)量，轉(zhuǎn)入對系統(tǒng)的精定位階段。這一過程中必須要保證轉(zhuǎn)速不能發(fā)生變化，唯有如此才能夠達到標(biāo)準(zhǔn)要求。由于數(shù)控機床的改造存在著兩個不同的階段，因此，在加工過程中，必須要及時更換系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速，配置兩套不同的變速裝置來保證系統(tǒng)的正常運行。

5.結(jié)束語

在現(xiàn)階段的電氣工程自動化控制中，PLC技術(shù)已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用，有效推動了我國電氣工程自動化控制技術(shù)發(fā)展。但是，也需要該技術(shù)的應(yīng)用要點以及所能實現(xiàn)的技術(shù)優(yōu)勢，在不同的領(lǐng)域進行應(yīng)用，當(dāng)PLC技術(shù)被應(yīng)用時，所形成的控制系統(tǒng)能夠得到有效的優(yōu)化和調(diào)整。

參考文獻

[1]汪東霞，李莎莎.電氣工程及其電氣自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用研究[J].黑龍江科學(xué)，2020（20）：108-109.

[2]黃金陽，石文科.智能化技術(shù)在電氣工程自動化控制中的應(yīng)用[J].電子制作，2020（20）：90-91.

[3]劉奇巍.人工智能技術(shù)在電氣自動化控制中的運用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2020（30）：161-162.

作者簡介：

高海嶺（1986年1月3日），男，漢族，陜西寶雞，助理工程師，本科，研究方向：蝸桿磨齒機電氣改造技術(shù)。