基于PLC技术的电气自动化控制应用研究

基于PLC技术的电气自动化控制应用研究

朱林

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摘要：近年来，随着社会建设的不断发展，PLC技术在当前电气工程行业发展中是一种新兴技术,并且得到了很多企业的重视,电气工程自动化控制水平得到有效提升。本篇文章就是以PLC技术的电气自动化控制应用为中心而展开讨论和分析的。

关键词：PLC技术；电气自动化控制；应用

引言

在现代电气自动化控制项目中，PLC技术得以广泛应用。以PLC可编程逻辑控制器作为系统核心，在无人工干预条件下维持电气系统与现场电气设备有序运行，对提升工作效率、保障电气作业安全、精简控制流程具有重要的现实意义，也是电气自动化控制技术体系的必然发展趋势。

1技术的概念与工作原理

PlC技术主要是通过使用相应编程来对系统进行充分的控制。其中,会涉及到电源显示板以及CPU等主要元件。在工作当中所采用的原理包含了三个程序。第一,输入采样,这是PLC系统运行过程当中最关键的起始阶段,需要将相应数据信息传入到系统当中进行存储,在PLC系统的工作过程当中,就能够显示出相应的状态信息,数据会保持不变,因此在输入脉冲信号的时候需要保证宽度大于扫描周期,这样才能够在后续工作中准确读出输入信息。第二个,执行程序通常情况下,需要按照由下而上的顺序来进行扫描PLC系统,也可以通过自动化功能来开展整个逻辑运算,并且结合结果来刷新I/O映像区域内的状态数据。也就是说,在执行程序的过程中,输入点的状态需要保持不变,但是在输出点的状态,数据会产生一定变化。第三,输出刷新这一环节是最后一个阶段,当用户完成整个程序的扫描工作之后,就系统就会自动输出刷新阶段,根据显示的相关信息,CPU主板会主动刷新相应数据内容,利用输出电路连接相应设备。

2PlC技术的应用优势

在电气自动化控制项目中，PLC技术具有可靠性强、易于编程、组态灵活、功能齐全的应用优势。第一，可靠性强。PLC装置有着较高集成度，把全部功能模块整合至单机结构，并设置额外的保护电路，高强度工作状态下不易出现运行故障。第二，易于编程。PLC以梯形图作为用户程序，程序由16条左右命令语句组成，由于指令数量较少，工作人员可以直接使用编程器来编写程序，无需掌握计算机专业知识。第三，组态灵活。PLC装置采取积木式结构，根据使用需求把若干功能模块进行拼接，如果电气自动化控制需求发生改变，或是在电气系统内配备更多台数的电气设备，直接调整PLC装置结构、增减功能模块数量即可。第四，功能齐全。PLC装置具备完善使用功能，无须配备其他类型控制器。以输入模块为例，同时具备开关量、模拟量、数字量等各类型现场信号的采集处理条件。

3PLC技术在自动化电气控制领域中的应用

3.1闭环控制

在自动化电气控制系统过程中使用电机的方法很多,最为常见的方式就是手动或者是自动。如果在具体的生产过程中使用到自动启动方式,那么可以充分利用PLC技术来达到闭环控制的效果。比如,在生产过程中进行温控系统的使用时,可以通过热电偶对加热炉的温度进行测试,输出信号就可以通过温度变送器来进行有效的传输和处理,最终传送到模拟量输入板块当中。CPU主板可以这样计算的结果,和之前所设定的数值进行充分对比,根据PLC控制算法来对误差进行分析,从而能够获得更加准确的结果,最后,通过转换处理之后,得到相应的电流信号,这样就能够完成整个自动控制电视调节阀开度的功能。这种工作模式的主要特点就是能够将闭环内的干扰因素进行合理控制,从而保证被控制量能够尽可能接近给定值。除此之外,工作人员也可以通过PLC的应用将其作为闭环控制器,因为这项设备结构简单,不会涉及到数学模型的运用,具有较强灵活性,从而能够有效简化工作流程。

3.2模拟量控制

电气系统模拟量包括电压、电流、温度等电气参数，PLC装置凭借A/D单元，持续从外部电路中采集模拟量信号，把模拟量转换为数字量信号，再把可识别数字量提交至中央处理单元进行扫描、运算处理。随后，在用户程序执行完毕后，向现场设备下达控制指令，指令通过D/A单元转换为模拟量，最终输送给外部电路，结束模拟量控制过程。简单来讲，PLC装置凭借A/D单元、D/A单元实现模拟量控制功能，本质上属于特殊I/O单元，具备信息交换、信号转换功能，还可以协助电气自动化控制系统抵挡外部环境干扰与隔离内外部电路。必须联合使用A/D单元、D/A单元二者构成组合单元，搭配采取模糊控制算法，从而最大限度改善模拟量控制效果。同时，如果在电气自动化控制系统内配置中型、大型PLC装置，可以额外对模拟量进行浮点运算与实时下达PID指令，把模拟量偏差控制在较低水准。

3.3开关量控制

传统的电气工程自动化设备在实际应用过程当中会具有非常复杂的线路,因此在后续使用过程当中一旦出现故障,那么维修工作就会消耗大量时间和精力,而且对于工作人员来说具有较高的难度,因此会影响到企业正常的运转。通过PLC技术来对开关量进行合理控制,并且可以通过数字编程方式来提高控制系统的稳定性,能有效保障设备稳定运行。这项技术可以对系统运行状态进行实时检测,然后自动进行电流的调节,保证设备能够进行高效稳定运行。如果在设备运行过程中发现设备高速与工作,甚至大于定额工具,这时,控制系统就会自动选择辅助电源选项,调节系统的额定电压,从而保证设备安全运行状态。

3.4电气设备连线控制

电气系统采取人工连线方式，不但需要提前完成图纸审查、物资准备、技术交底等多项准备工作，还有可能在接线期间出现错误操作问题，致使电气运行安全、运行质量充满不确定性。对此，需要依托PLC技术实现连线控制功能，配备传感器、变送器等配套装置，持续采集设备连线信号，把信号转换为标准电流信号与数字量形式，再把数字量发送至PLC装置，数字量经过读取后存储至连续地址内，判断电气设备连线质量是否达标，出具检测报告与发送异常报警信号，指导工作人员迅速解决错误连线问题，必要时自动切除故障部分，以此减轻电气设备与线路受损程度。同时，在电气系统运行期间，PLC装置还负责根据连线信号判断是否出现过载、短路等故障问题。以过载故障判断为例，绘制反时限过流动作曲线，把等效电流、实时电流信号等信息导入公式，根据计算结果评估电流过载程度，过载程度超出合理范围时发送报警信号与启动继电保护装置，避免电气绝缘被击穿。

结语

总而言之,随着中国科技事业的不断研究与发展,PLC技术在很多行业中都得到了有效应用,并且发挥出了较强的优势,因此不仅局限于电气工程行业的使用,也可以在其他范围内进行拓展,在未来的行业发展过程中,相关研究人员需要对这项技术进行进一步的研究和完善,从而才能够将其充分融合到电气工程自动化控制当中,进一步去促进电气工程行业的改革和创新。

参考文献

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