探究PLC在电气自动化控制中的应用

2023-02-07

PLC技术在我国的电气自动化控制中有着很广泛的应用, 通过PLC技术不仅能够有效实现对电气工作流程的自动化控制, 还能提升设备运行的效率, 解决传统设备中存在的问题。通过使用PLC技术能够为企业创造更大的经济效益和社会效益, 是实现工业现代化的有力保证。

一、PLC技术的定义

PLC全称为可编辑逻辑控制器, 主要用于取代继电器, 主要执行继电器逻辑和计时计数等顺序控制, PLC的结构更像是一台计算机。PLC主要由中央处理单元 (CPU) 、储存器、电源、程序输入装置、输入与输出回路几部分组成。PLC的工作过程主要分为三个阶段, 即输入采样、用户程序执行和刷新输出, 完成这三个阶段被称为一个扫描周期, PLC控制器的CPU在运行的过程中会一直重复这三个阶段。PLC控制器在许多领域都有应用, 通过对使用情况进行划分, 可以将PLC主要归纳为开关量的逻辑控制、模拟量控制、运动控制、过程控制、数据处理、通信和联网几类。而通过对PLC控制器的数字量输出类型进行划分, 可分为继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出三种类型。PLC主要具有可靠性高、编辑容易、组态灵活、输入和输出功能模块齐全、安装方便和运行速度快的特点[1]。

二、在电气自动化控制中应用PLC的意义

在电气自动化控制中应用PLC主要有两方面的意义, 一方面能够加大电气设备的信息储存量, 另一方面是能够使电气设备更加智能化[2]。PLC基于计算机应用技术, 其内部具有独立的储存器, 由于系统软件主要存放在系统程序储存器中, 应用软件主要存放在用户程序储存器中, 这种结构使储存器的储存量得到有效的提升。此外, 在进行PLC系统设计时, 还能够将历史数据根据需要进行保留, 为排除故障提供有效的参考。应用了PLC技术的电气设备的工作效率和反应速度都得到了有效的提升, 同时, 也使电气设备更加的智能化, 这主要是由于PLC系统的CPU能够通过对数据的分析和处理, 从而判断系统的运行状态, 保证数据的实时、准确的传输。

三、PLC在电气自动化控制领域中的具体应用

(一) 数控系统中的应用

随着经济的发展, 工业生产的规模不断扩大, 数控技术也得到了广泛的运用, 而这也离不开PLC对数控技术的支撑。数控系统主要有直线型、连续型和点位型三种。在所有行业中, 机械制造是数控系统应用最多的行业, 这主要是由于通过数控系统能够实现加工机床的全方位、灵活转换, 而加工材料则始终固定在一个位置, 加工的参照对象也并非是加工的轨迹。数控系统主要氛围单板机式和全功能型数控装置两种, 在这两种装置中, PLC都得到了有效的运用。其中单板机式数控装置的应用较为广泛, 由于具有解决线路硬件、驱动和接口等方面问题的功能, 所以可以根据需要对机床进行调整, 此外, 还能改造、升级机床。全功能型数控装置虽然具有较单板机式更全面的功能, 当由于价格相对偏高, 而没能得到推广应用。

(二) 闭环控制中的应用

闭环控制系统基于反馈原理, 主要通过比较系统行为与期望行为之间的偏差, 通过消除偏差来获得预期的系统性能。手动现场控制、手动控制及旁屏、自动现场控制以及其他启动方式是实现闭环控制的主要手段。闭环控制中, PLC主要运用在控制调节器和转速测量等方面, 这些功能主要是通过PLC的转速测量、电子调节和电液执行等单元实现的。在动力泵开启后, 通过分析动力泵的运行时长, PLC可以合理的选择主用泵还是备用泵。若是在启动动力泵时采用手动控制机旁屏的方式, 就需要通过调节开关来对运行的时长进行分析, 来选择使用主用泵还是备用泵。目前在闭环控制中, 通常是将PLC和传统的控制技术进行结合使用, 形成有效的优势互补, 以此来提升电气系统的运行效率。

(三) 开关量控制中的应用

传统的开关量控制自动化主要是通过点磁性继电器实现的, 但这种控制方法的操作点较多, 接线相对复杂, 所以很容易受到外界因素的影响, 而出现运行效率低下的问题。为了妥善的处理这一问题, 就需要对继电器进行改进或是替换, 以此来降低故障的发生几率。这一过程中, 最合理的方式就是运用PLC技术, 使设备的运行质量得到有效的提高。此外再加上断路显示器的使用, 实现对系统的集中控制, 完善系统中的功能缺陷, 使开关量控制系统的使用质量得到有效的提升。

(四) 顺序控制中的应用

使用顺序控制, 能够使执行机构按照预定的生产工序进行有序的自动操作, 顺序控制在工业生产中运用十分广泛。但随着运行时间的增加, 顺序控制系统的能耗也会随着不断增加, 这就会使企业的成本加大。若是将PLC技术运用到顺序控制当中, 就能够很好的改善这一问题。一般来说, 对主和开关量的控制是电气自动化实现顺序控制的主要途径。通过优化继电器控制元件, 提升控制的顺序性和灵敏性, 以及对设备自动化控制部位的模块化处理, 能够实现自动化设备运行过程中的单独控制, 从而有效的避免出现操作顺序紊乱、设备控制质量差的问题, 有效的避免设备反应速度低下情况的出现。