摘要：PLC技术作为电气工程自动化控制中的关键技术，既有传统电气工程的技术优势，还有现代高端技术，对我国电气工程自动化水平的提升有很大的帮助，因此在工业和生活领域被广泛应用。基于此，有关人员要充分认识到PLC技术的重要性，根据实际需求制定符合需求的PLC技术方案，以期提高PLC技术在电气工程领域的自动化控制质量。本文就PLC技术在电气工程领域自动化控制方面的应用进行分析。
关键词：电气工程;自动化控制;PLC技术
可编程控制器简称PLC，PLC技术是在微处理器的基础上，采用PLC技术进行运算、控制、算术运算等多种操作指令，目的是更好的控制设备的生产过程，简单来说就是把计算机技术和自动化控制技术结合起来，加上相应的运算就构成了PLC技术。在微型计算机技术的基础上，扩大了工业装置的功能及其逻辑控制范围，所以PLC技术被广泛的应用到工业自动化控制上。PLC技术的优势非常多，最主要的优势是反应速度快、安全性能高、稳定性强、操作便捷，在自动生产控制中起到重要的作用。PLC技术日益成熟，越来越多的国家都开始研制PLC系列产品，PLC产品在性能不断完善，质量传输不断提高、速度不断增加，与传统的组网技术相比具有较强的低成本优势，逐渐成为现代工业自动化控制领域中使用最广泛的控制系统。PLC系列产品的主要研发地是德国和日本，功能最为强大的是德国西门子公司的PLC系列产品，是中高端性能领域的代表，被广泛用在高端装备制造业中。当前西门子研发的S7PLC系列产品中的S7-400PLC因为拥有强大的模块扩展功能及MPI多点接口功能，使其在高端设备制造业中得以广泛的应用。
1.S7-400设计原理
S7-400PLC控制系统是在模块化设计的基础上，扩大模块扩展和配置功能，具有灵活运用性，可以根据不同的需求灵活组合。基础系统中包含了电源模块、中央处理器、各种信号模块、接口模块及SIMATICSS模块。所有模块都可以自由组合，然后通过信号总线连接起来，再用机架固定模块。除此之外，S7-400中包含多种型号及多种级别的CPU模块。因为S7-400的设计是以冗余方式为主的，因此中央功能也是冗余配置，开关(O/I)模块的配置模式可以使用常规配置、可切换型配置及冗余配置。双通道I/O模块只能使用冗余配置才能满足多个子系统访问的需求。S7-400冗余配置的设计原理是在“热备用”模块的基础上做自动冗余处理，主要是设备在发生故障时可以自动切换。设备正常运行的时候，采用“热备用”模式可以保证主单元的正常运行，一旦发生故障子单元也可以独立运转并完成整个过程的控制。
2.PLC技术在电气自动化控制中的应用
2.1风机控制系统中的应用
风机控制系统是由三台功率都是280kw的电机推动风机运转的，包括干燥系统鼓风机、冷却系统鼓风机和除尘系列引风机。
为了提高西门子S7-400系统的控制功能，在风机控制系统中加装了基于Profibus-DP通信的20-COMM-P模块。能满足风机高速和大转矩的需求，加上监视传感器更便于检测电机内部各电路绕组的温度、电机和风机连接轴的温度及振动的幅度。绕组温度是由RTD模块控制的，轴温度是由Profibus-PA通信控制的，轴振动幅度是由模拟量信号采集的。
为了更好的消音和检测风机输送空气的流量，可以在干燥系统、冷却系统的鼓风机管路中安装文丘里管，文丘里管可以安装控制流量测试仪表，通过Profibus-PA通信采集信号。入风口处安装温度测试仪表，采用模拟信号量采集。
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上位监控软件WinCC会显示出实时温度和轴振幅趋势图，自动存档功能有助于维护人员的巡检及故障处理。风机系统中电机的冷却是独立的风扇系统完成的，采用的是罗克韦尔的E3PLUS控制，可以实现控铰链斗槽式输送机控制。
2.2除尘、冷却水交换系统中的应用
除尘系统采用了西门子S7-400PLC控制系统，由5个灰室组成，每个灰室的下方都有卸灰阀，最后通过螺旋输送机把灰尘送到冷却系统出料口；灰室上方还有脉冲阀，可以定时、定压完成吹扫灰尘工作，有效的避免灰室布袋上的灰尘结块。除尘控制系统是独立的，可以本地操作，主控系统在EM277模块的作用下从Profibus-DP主从站通信，主控通过接收系统反馈的状态自动控制系统的停止和运行。
冷却水交换系统是由ET200从站控制的，包括两个流化床系统，两个系统可以共用，也可以在流化床控制系统的Profibus-DP上挂载。冷却水交换系统包括4个闭式循环泵和4个开放式循环泵。此系统是第三方厂家设计的，闭式循环泵电机是软启动器控制的，开放式循环泵电机是MM440变频器控制的，可以远程操作，也可以本地操作，最终都是由主控决定变频器频率。
2.3在燃烧炉控制系统中的应用
在步进式加热炉上，难度最大的是控制步进机。要求控制系统可以确保钢坯在炉内的稳定运输，减少机械机构造成的冲击。因此就需要控制系统在接受到传感器信号以后快速反应。现代工程中现场控制的需求越来越高，这就对PLC提出了更高的要求，不但要具备强大的逻辑及浮点计算能力，还要有丰富的寻址方式、更加完善的上位机通讯协议、功能齐全的数学函数。功能丰富的PLC才能满足现在工厂中系统控制的需求。西门子S7-400的416型号恰巧能满足该需求，其控制系统不但可以控制步进机的平稳和准确运行，还能准确的跟踪物料运行数据。燃烧控制的过程中采用强大的浮点计算能力和完善的数学函数功能完成全自动化控制。然后通过SIEMENS在STEP7中特有的通讯模块完成PLC与计算机的TCP/IP通讯。
3提升PLC自动控制系统应用效用的策略
3.1提高集成度
PLC自动控制系统如果要实现集成管理，要不断提高电气设备的兼容性。因此，在系统设计的时候，电气接口应该尽量选择相同接口，这样能更好的实现系统集成功能。为了提高子系统之间的联动性，要在统一的平台下做好系统开发，更好的实现系统集成。
3.2强化管理
PLC的合理运用是保证自动化控制目标实现的关键，在电气设备开启自动化控制以后，可以最大程度的减少人为操作的失误，通过自动化控制可以实现对现场电气设备的远程控制，还可以减轻操作人员的工作量。使PLC的优势更好的发挥就需要强有力的管理，因此要加强对技术人员的培训，使其了解并熟悉PLC的所有功能，才能提高使用效果。
4结语
随着电气工程自动化控制技术的发展，PLC的应用范围越来越广泛，为行业发展和人类生活提供更多的便利。在发展的过程中难免会出现一些问题，这就需要相关人员加大研究力度，不断优化流程以提高生产效率。
参考文献：
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[3]张姝.基于PLC技术在机械电气控制装置中的实践与探究[J].科技风，2019，07：130.
论文作者:舒忠良
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/10
标签：系统论文; 技术论文; 自动化控制论文; 模块论文; 控制系统论文; 功能论文; 风机论文; 《当代电力文化》2019年第09期论文;