中国铁路北京局集团有限公司石家庄建筑段 河北石家庄 050000
摘要:新时期,社会经济发展迅速,工业化水平不断提高,机电设备被广泛应用于工业生产中。与此同时,自动化技术发展迅速,将自动化技术应用于机电控制中,有利于提升机电自动化水平,提升机电设备生产效益。因此,对自动化技术在机电控制中的应用进行详细探究具有十分重要的现实意义。
关键词:机电自动化;PLC技术;应用
引言
现代科学技术的运用以及发展进一步促进了PLC技术的诞生以及发展。事实上,作为计算机与控制技术有机融合的技术成果,PLC技术已经广泛地被运用在机电工程自动化的控制作业过程中,并由此保障工业生产的整体性,促进各项作业效率以及水平的提升。
1 PLC 技术概述
PLC 就是一类可编程逻辑控制器,这一系统的实现基础是外处理器,通过自动控制,来保证互联网、计算机以及通信技术的有机结合。是一类新近开发的工业控制系统。上世纪七十年代,PLC 技术开始在世界范围内得到应用和发展,并且在机电自动化中具有较为广泛和高效的应用。随着计算机技术以及互联网技术的大规模应用,PLC 技术与之结合,构成了一类由计算机实现主要控制功能的,电气仪表一体化的模式,伴随着科技的进步,今后的 PLC 系统将不仅仅作为一个基础形式的系统,会逐渐发展成为一个综合性较强、开放形式的分布范围更广的可应用系统。
1.1技术特点
基于 PLC 技术综合了多种先进的技术和方法,所以可以抵抗不同形式的干扰,同时可靠性和稳定性较高,和传统的控制系统相比较,不仅结构简单,而且具有极强的可操作性,操纵人员的工作简单便捷,同时,极大的提高了管控质量,在实际应用中,PLC 技术通过对提醒图编程方式的利用,来保证操作人员全面、准确的接受信息,并且保证操作方便,维护简单,在维护方面具有较低的资金投入量。
1.2技术应用的可行性
机电自动化控制主要包括两种形式,分别为 PLC 控制和继电器控制,随着继电器控制应用范围的拓展,已经逐步暴露出很多弊端和不足,不能很好地满足生产的实际要求,当 PLC 技术迅速发展,其应用范围得到了极大的拓展,机电控制技术在机电领域中已经极少应用。PLC 技术的设计工作主要是针对不同的工业环境来说的,同时考虑了可编程以及存储设备的性能、存储能力、控制能力以及运算能力。将模拟量以及控制量有机的结合起来,来对生产过程以及机械设备的运行进行有效的控制。
2 PLC 技术在机电自动化控制中的应用
2.1在开关量控制中的应用
PLC 的优点包括速度快、软触点多、接线与维修简单、可靠性强等优点,在显著提高系统性能的同时,极大的节省了时间和人力,并在最大程度上解决了系统中的线路复杂和难以修改的问题。与传统继电器不一样的是,PLC 有一个自动开关控制。中间继电器按照顺序控制器的公式来设计并且控制系统的动作,控制器所对应的部分又是可以被画出的梯形图,因此通过仿真模拟,就可以对系统和设备进行检查,这样就大大的提高了设备的可靠性,并同时确保了设计的规范化。
2.2在顺序控制中的应用
在工业自动化 PLC 控制技术的应用中,顺序控制是这一技术应用的重要领域,这一顺序控制指的是 PLC 控制技术应用而实现的全部生产过程的协调控制。对于实现顺序控制的 PLC控制技术应用来说,这一应用需要得到电气设备自动化系统的支持,而对于应用 PLC 控制技术的系统来说,其本身由主站层、远程层、现场传感器等部件构成,而通过这些部件组成的电气设备自动化系统就能够支持电气设备的远程顺序控制,实现生产过程的效率最大化。
2.3在电动机调速变频控制中的应用
在机电自动化控制的过程中,PLC 技术还可以使用在对频率的控制。在自动化生产的过程中,因为电气生产的量比较大,机械设备长期处在超负荷的运转状态,这样就会增加机械磨损的情况,在这种情况下,在机械设备生产过程中,不可避免的会产生一定的粉尘和碎屑,从而增加机械内部的摩擦力度,为了使机械设备能够满足生产效率,在生产的过程中就会加大机械的运转速度,这样做会增加机械设备的磨损程度。但是在机械设备频率控制的过程中,使用 PLC 技术能够有效地缓解这种情况的发生,在使用的过程中,可以根据机械设备的运转频率进行决定,这就可以有效地控制机械设备的运转速率,降低机械设备磨损的产生。
2.4 PLC 技术在换热站中用
北方地区冬季供热,换热站作为热源与热用户之间的一个中间环节,其供热品质的好坏对改善热网热力工况,提高供热质量起着重要作用。城市集中供热虽然发展迅速,但并没有完全发挥其节能效果,能源消耗现象严重。如果通过监测室外温度的变化结合 PLC 技术和变频技术而自动调节循环泵运行频率,不但能够大幅度节省能源,同时也减轻了工人的劳动强度,真正达到远程自动化控制的目的。例如,由于各楼房的建筑年限不同、用户保温情况的不同、管网设计的阻力不同以及昼夜室外温度的差异,导致在保证室内温度为 18℃时,各楼房的热量损耗各不相同。为不浪费能源,同时又能够满足热用户的需求,首先应测算出换热站的热负荷,其方法是:实测所供热每栋楼房的管网流量、供回水温度、室外温度、室内温度和楼房面积。(1)先计算出每楼房在室外温度 -24℃(地区设计温度)时的耗热量单耗,单位W/m2,计算公式为:
42×g× △ t1×1.163×103/ △ t2×M
式中:42 -室内温度为 18℃、室外温度 -24℃时的温差(当地室外设计温度);g -测得楼房瞬时流量,m2/h;△ t1 -管网供回水温差;△ t2 -室内外温差;M -楼房面积,m2。(2)计算不同的室外温度下每栋楼房的热负荷,计算公式:M× 单耗 ×(18℃ - 室外温度)×3.6×10-6/42再将每栋楼房的热负荷相加得到不同室外温度下换热站的热负荷。从公式可以看出只有室外温度是变量,其他都是常量。所以可将(M× 单耗 ×3.6×10-6/42)定为一固定系数,通过 PLC 编程,制作一套根据室外温度来控制循环泵变频器频率改变输出热量的程序。其原理如图 1。
3 PLC 在自动化领域中的发展趋势
3.1基于大容量和高速度的运算升级
在将来 PLC 需要更大的容量与更快的速度,因此,相关人员需要逐步升级 PLC的运算能力。当前,信息产业的发展快速,微型高速装置在设备容量加大的同时,价格却普遍下降。因此,存储设备中可以广泛的运用 PLC 控制系统。根据现状来看,在将来有关人员可以在更深层次上实现 PLC 控制系统的升级。
3.2编程语言的多样化与高级化方向发展
PLC 编程语言也会越来越丰富。当前,小型和中型的 PLC 主要是适用梯形图作为编程语言,随着有关研究人员不断开发高级的 PLC 编程语言,如 C 语言与 BASIC,PLC 编程语言的发展趋势也在朝着高级化与多样化。
结束语
综上所述,在工业生产中应用自动化技术,不仅能够有效提升生产实效性,而且还能够促进企业生产效益的提升。现如今,PLC 技术日渐完善,在机电控制中,可以将 PLC 技术应用于开关量控制、顺序控制、电动机频率控制以及编程中,能够有效提升机电控制自动化水平,确保工业生产效益的提升。
参考文献
[1]马洪亮.简述PLC技术在矿山机电控制中的应用[J].机械管理开发,2015
[2]佟占生.PLC控制技术在煤矿电器控制中的应用[J].内蒙古煤炭经济,2015
[3]张兴华.PLC技术在机电控制系统中的应用研究[J].黑龙江科技信息,2015
[4]景群.PLC技术在矿山机电控制领域的应用实践及思考[J].工业设计,2015
[5]薛君妍,欧纲.PLC技术在机电控制中的应用[J].电子技术与软件工程,2015
论文作者:韩路
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/28
标签:技术论文; 机电论文; 温度论文; 室外论文; 楼房论文; 机械设备论文; 过程中论文; 《建筑学研究前沿》2017年第33期论文;