摘要:随着经济全球化的发展,各行各业都产生了一定的竞争意识,为了适应现如今的市场需求,都需要提升自己的综合实力以及核心竞争力,应用PLC技术可以帮助企业提升效率和质量,使企业能够得到最大化的经济效益。
关键词:电气工程;自动化控制;PLC技术
自动化应用的水平彰显着一个国家的科技与工业实力,PLC 技术是电气工程自动控制中非常重要的技术,提高了自动控制水平,而且能够让设备当中一些比较难处理的问题和缺陷得到有效的解决。PLC 因为其具有的比较好的可靠性与很强的适应性,在自动化控制领域中得到了广泛的应用,小到可操作一个站点,一个部件,一个设备;大到可操控一条生产线,多台设备,甚至是整个工厂。可以说在当今的自动控制中,几乎是离不开 PLC 技术的。本
1 PLC 技术的特点
1.1 简单高效
简单,我们可以理解为安装方便、组态灵活;高效,我们可以理解为运行速度快。PLC 的安装与计算机系统的安装相比较,对安装环境要求不高,不需要为其专门设置一个机房,也不需要屏蔽措施,使用时只要把接口端子和执行与检测机构相连接正确即可正常工作。用户可以通过自动控制的需要对 PLC 进行不同的组合,可简单灵活的对控制系统的规模和功能进行改变,而且 PLC 的编程容易上手,技术人员不需要计算机的专业知识,就可以编程。PLC 程序控制的执行方式,会使其运行速度更快,可靠性也能得到很大的提高,这是传统逻辑模式无法比拟的。
1.2 实用性强
由于 PLC 技术适合各种应用场合,并且其可变性与编程简单的特点,使其具有很强的实用性。PLC 的控制功能好、可靠性强,可以根据自动控制系统的要求进行扩展,体积小、功耗小、集成化高非常适用于各行各业的自动控制中。现在大多数 PLC 在系统设计上采用的是集成化程度高的单片微型计算机,片内面向测控系统的外围电路的增强,使 PLC 技术可以方便灵活的应用于复杂的自动控制系统及设备,如工业过程控制、工业控制器、过程检测及电气自动化控制系统等,大多都是以 PLC 技术为核心的多极网络系统。
1.3 抗干扰能力强
通过运用隔离与屏蔽的方式有效地提高了 PLC技术的抗干扰能力。PLC 的控制电源正常是由电网提供,但电网电源易受到干扰,如大型设备的启停、整流器故障、电网短路等会对PLC 的供电产生影响,可能会造成 PLC 的运算错误或程序错误,这将会导致自动控制设备的误动作和失控现象的发生。对 PLC 的核心部件要采用集成电压调整器分级滤波处理。要完善 PLC 的接地系统,一方面可以提高其安全性,避免电网中过电压、过电流的危害,另一方面会抑制电磁干扰。在实际应用中,PLC 所采用的都是一点接地方式,将相近接地点以及所有地线端子通过一点连接,以提高抗干扰能力。
2 PLC技术是如何在电气自动化中应用的
2.1 开关量控制
开关量控制是 PLC 技术中最基本的应用,其目的是根据开关量历史的输入组合与当前的输入顺序,使 PLC 产生对应的开关量的输出,来达到系统按照给定的逻辑顺序工作。PLC 在电气控制电路中比较常见的,可以提供开关量信号开关类元件有温度开关、行程开关、按钮等。行程开关的作用可以用来反馈运行位置,在电气设备指定的位置上安装一个行程开关,其触点接到 PLC 的输入点,PLC 程序就通过此输入点的接通与断开状态,进行相应的输出。我们要电气设备完成某一项或某一系列动作,就要通过按钮来传输信号给 PLC 完成指令操作。温度开关给出的信号也是开关量,为了让控制系统简单化,将不是开关量的温度信号处理成了开关量,当达到设置温度时,温度开关内的继电器就会接通,从而会给 PLC 发出信号,PLC 根据接收到的信号在决定是否执行命令。
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2.2 顺序控制
顺序控制应用在电气工程中,如果将一个控制系统分解为几个相互之间独立的控制动作,且为了保证生产的运行正常,各独立控制动作能不出差错的按照给定的先后顺序依次的执行任务。实现PLC 逻辑控制的三个必备要素是工作任务、转移目标和转移条件,三者缺一不可,缺少一个,顺序控制功能都无法实现,通过对三个条件的完善与优化,可以有效提升自动控制系统的稳定性与效率。实现按给定的顺序执行是顺序控制系统的最基本特征,可以将顺序控制细分为逻辑顺序、条件顺序与时间顺序。逻辑顺序即按照预先给定的条件,按顺序依次的执行命令。条件顺序即执行条件是否能满足逻辑控制要求。时间顺序即执行时间,什么时间开始执行命令,什么时间停止执行命令。顺序控制提升了工业领域中自动控制水平,顺序控制是在工业的自动控制系统中一种比较典型的控制方式,应用广泛,如在交通领域中对信号灯的控制,对商品包装的生产线控制等。
2.3 闭环控制
在传统的电气工程领域,自动化普及应用程度并不高,更多是利用人工的方式来启停电气设备,这样会使得设备的安全性与可靠性得不到保障,而且还降低了工作效率,但是PLC 在模拟量闭环控制中的应用,有效的解决了这样的问题。在工业生产以及日常生活的应用中,闭环控制被广泛的应用在自动控制系统中,如对运行中的电机进行自动控制,又如在电动机转速控制系统,流量、液位、温度、压力等的控制系统等等,都是采用了闭环控制系统。闭环控制可以分为单闭环控制与多闭环控制系统。对于控制两个过程变量比例比控制它们之间的绝对值更重要的系统来说,例如控制两台需要同步的设备的速度,就可以采用单闭环控制系统。而多闭环控制系统是将两个过程数据变量之比保持为一个常数,如在对电气设备自动调温系统的控制等。在对闭环控制系统的选择上,要根据需要择优进行选择。
3 电气自动控制系统中 PLC 技术的应用发展方向
目前,随着大规模集成电路等微电子的发展,PLC 技术已经非常成熟,不仅可靠性得到了提高,成本下降,控制功能得到了增强,功耗和体积减小,而且随着图像显示、通信网络、数据处理的发展,使 PLC 向连续生产过程控制的方向发展。一方面为适应自动控制系统向小型化发展的需要,要大力发展性价比更高、速度更快、小型的 PLC。另一方面,向速度更快、容量更大、技术更加完善的大型PLC 方向发展。随着电气自动化向着更复杂化控制系统方向的发展,人们对 PLC 的数据信息的传输与处理能力也提出了更高的要求,要求其存储器的容量也越来越大。为满足自动化控制领域中各种自动控制需要,近年来,开发了许多新模块和新器件应用在了 PLC 技术当中,如现阶段所用的 PLC 电梯控制系统采用软接线模式,控制系统具有较强的适应能力和可拓展性能,可以根据实际控制需求,通过改变变成软件中的逻辑程序,便可以实现对控制系统的调整和改变,系统优化十分方便,并且成本较低。实现劳动力成本的大幅下降并且响应国家节能减排政策。因此,PLC 在电梯控制系统中具有较高的推广应用价值。
随着相关的软硬件技术、商业模式和社会价值的发展成熟,PLC 技术逐渐在智能化楼宇系统中应用成熟,智能化楼宇系统技术涵盖四个层次的系统,即BAS建筑设备自化系统、OAS办公自动化系统、CAS通信自动化系统、CSS结构化综合布线系统。实现某些设备设施的智能化、网络化,为居民提供优质高效的服务,有利于居民的生活更加便捷,也有利于节能减排战略的实施。
结语:PLC技术在电气工程及其自动化控制系统中的应用具有重大的意义,例如在优化系统,远程控制,诊断故障,数控系统中都有很好的应用,从而进一步提高了电气系统的安全性,可靠性以及准确性,能够满足日常生活需求,能够在很大程度上推动电气系统行业的发展,进而企业要将PLC技术全面广泛应用到电气工程及其自动化控制系统中,从而提高电气系统的效率和质量,进而提高企业的经济效益,推动电气工程自动化控制系统的发展与进步。
参考文献:
[1]张俊.PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用[J].装饰装修天地,2019(20):387.
[2]刘海旺.试论PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用[J].电力系统装备,2019(15):62-63.
论文作者:徐鹏飞
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/5/6