PLC技术在电气自动化控制中的运用分析_汪海洋.pdf

CHINA ELECTRICAL EQUIPMENT INDUSTRYCHINA ELECTRICAL EQUIPMENT INDUSTRY2023.04.DQGY 73PRODVCT AND TECHNIC产品与技术件，显著提高自动化系统控制的速率与质量。1.2 运行过程相对安全可靠电气工程及其自动化控制过程中在安全性方面提出了较高的要求，合理运用PLC技术能显著增加系统的抗干扰性能，即便是在复杂的运行环境内，PLC技术也能较好地满足系统用户的要求，辅助提升电气运行的安稳性与可靠度。在科学技术日新月异的背景下，PLC技术在发展中取得了很大进步，安全性能也有很大提升，进一步提高了电气设备对复杂环境的适用性。1.3 操作简洁将PLC技术用在电气自动化系统内，技术操作过程相对较简单，仅利用简单与直观的指令就能实现自动化管理控制，明显降低了传统经控制系统的操作难度系数，且作业人员学习获得过程较便捷，能够在较短时间内掌握操作要点，熟悉操作过程，进而减少由人为操作带来的失误问题，辅助提高电气设备的运转效率，从技术层面上确保企业能正常开展生产活动。1.4 系统功能完善化在电气自动化控制系统内PLC技术占据着重要0 引言PLC具体是通过模仿人类思维及行为方式形成的一门科学技术，又可以将其称做智能化技术与可编程逻辑控制器，这种技术实际应用时弥补了传统电气工程内接线繁琐复杂、可靠性差、功耗高、灵敏度差等诸多不足，运用微处理器明显增加了PLC在生产实践中应用的灵活性，表现出较好的拓展性，运用可编程的储存器完整地存储了各项生产信息，依照逻辑运算与顺序控制执行用户下达的指令，基于数字化模拟输入和输出形式精准调控机械的生产过程。在电气自动化工程内应用PLC技术体现出较高的应用价值，确保电气设备运行质量与生产效益。1 PLC技术的应用优势1.1 反应快速在电气自动化系统内，辅助继电器是PLC技术的应用结构，利用其去除掉内部的部分连接导线。在这样的工况下，继电器运行过程中一般会显著增加节点应变时间，无需像传统机械继电器一样分析返回系数，为快速处理电气系统内部信息创造便利条汪海洋（唐山曹妃甸联城科技股份有限公司）PLC技术在电气自动化控制中的运用分析摘 要：为进一步提升电气自动化控制水平，做出合理应用PLC技术的建议。首先分析PLC技术用于电气自动化控制中的优势，包括反应快速、过程安全可靠、操作简单、系统功能完善及应用广泛等。其次，探讨PLC技术在顺序控制、闭环控制、开关逻辑及其他设备控制等方面的应用情况。最后以提升PLC技术应用效果为目的，探究几点可行措施方法，以供同行借鉴学习。关键词：电气自动化控制；PLC；技术应用；提升措施电器工业202304设计排版.indd 812023.4.25 11:40:04 AMCHINA ELECTRICAL EQUIPMENT INDUSTRYCHINA ELECTRICAL EQUIPMENT INDUSTRY2023.04.DQGY 74地位，其具有较强的适应能力，并且自身配套设施相对较完善，功能更加齐全，PLC是集成电路开发设计过程中形成的一个微型芯片，引领着电气设备的微型化发展进程，还具备能耗低、轻巧便捷等优势。现如今，编程语言与芯片在电气自动化系统内得到了广泛应用，其集成化水平较高，促进了PLC技术与电气自动化控制系统之间的有效融合，以上也是PLC技术在电气自动化控制领域内广泛应用的一个直接动因。1.5 应用范围相对较宽广运用PLC编程语言的翻译功能可以顺利地转变成计算机编程语言，为广大用户实际操作创造了很多便利条件，此时作业人员无需学习专业的计算机语言就能高效地执行电气设备的操作过程，进而显著降低PLC编程难度3。另外，PLC技术还具备良好的开发性，能够和计算机系统充分融合，历经规范化连接与操控过程执行多样化的操作管理过程，明显缩短自动化控制系统的运作时间长度，降低不兼容情况的发生率，进而使电气设备运行效率得到更大的保障。2 电气自动化控制中PLC技术的应用2.1 顺序控制如果要把一个控制系统划分成数个独立的控制动作或工序，这些动作或者工序一定要严格按照设定的先后顺序执行才能确保生产活动正常推进，可以将以上这种控制系统叫做顺序控制系统。顺序控制系统内的电气设备一般是基于固定不变或者相对固定的动作或者工序去运作，通常运用主令信号，比如按钮、开关、传感器等作为一些动作的转换条件。PLC技术具备良好的自动化顺序器功用，能够进行科学合理的编程，减少重复处理流程，增加处理效率，提升自动化运行的有效性，压缩实际生产成本。顺序控制自身是一种经典的自动化程序，其包括数个功能模块和主程序，能够实现对电气设备运行状态的远程化操作控制，全面提升设备的智能化控制水平。在顺序控制系统内，可以将PLC技术细分成现场传感、远程控制以及主次站，设计人员要科学规划设计程序，全面提升数据管理水平，最大限度地提升电气设备的生产效率，通过远程化控制将故障问题发生率降到最低。装钢机是加热炉长行程上料过程中常用部件类型，在加热炉内装钢机主要执行钢坯的转运任务，由装料轨道之上稳妥地托起钢坯，并按照设计路线将其传送到加热炉的待料处，等待加热炉对其做出相关处理操作。当前装钢机的运行控制方式有手动控制与自动化控制之分，观察分析加热炉的整体构造情况，其装料端都组装了两扇炉门。装钢机的运行控制被公认为是加热炉钢坯顺序控制的核心部分，为了确保装料辊道能高速运作，应严格遵循装料炉门在上位、升降挡板处于下位的原则开展装钢机的运行设计活动，一旦装钢机控制顺序存在错差，那么造成的最直接后果是装料辊道的运行速度下降。在设计装钢机的工作程序环节中，应着重做好装钢机开启程序的设计工作。装钢机是否能顺利启动，应在符合台架运载钢坯到位和台架停运两个条件的工况下进行。成功启动装钢机以后，在装钢机的协助下把钢坯运送到加热炉中，可以借助台架执行钢坯的运输任务，充分运用台架的辅助控制功能，能够把“取料完毕”信号传送给加热炉钢坯的顺序控制系统，装钢机的具体控制程序见图1。在装钢机依照系统设定的运输形式把钢坯传送到加热炉时，应快速闭合装钢机，并开启入炉辊道与进炉门。为了确保顺序控制系统能动态检测钢坯的所处方位，建议将检测传感器加装在加热炉的炉门位置，运用这种传感器及PLC控制程序就能精准判断出钢坯的方位，在钢坯成功抵达设计位置后，就开启进炉门快速运送钢坯5。闭合炉门以后，使推钢机返回到最初部位，等待顺序控制系统传送相关指令信号。PRODVCT AND TECHNIC产品与技术电器工业202304设计排版.indd 822023.4.25 11:40:04 AM2023.04.DQGY 75CHINA ELECTRICAL EQUIPMENT INDUSTRYCHINA ELECTRICAL EQUIPMENT INDUSTRY图1 装钢机PLC控制程序图2.2 闭环控制在电气自动化控制系统内，实际中电机启动的频率相对较高，并且启动方式呈现出多样化特征，自动化启动、机旁屏手动启动均是应用频率较高的方式。在闭环控制系统内应用PLC技术不仅能显著提升电气自动化控制水平，还能优化电子调节及电液的执行质量，直接影响着调节器调控的科学性与合理性，所以可以尝试把PLC技术用在电气自动化系统内的自动启动方面。动力泵的启用是运用控制器实现设计控制目标的，在此基础上还能全面采集动力泵运行效率的相关参数指标，以此为据更加科学合理地应用主泵与备用泵产品。而在运用机旁屏启动方式过程中，能在规范运用动力泵的基础上实现对开关动作状态的有效调控，进而合理掌握控制动力泵的真实运作时间，明显增加了电气控制系统内主泵开关控制的便捷性、自由度。综合以上论述的内容，闭环控制中合理运用PLC 技术能明显提高电气自动化控制工作的质效，显著提高系统运行的连贯性。2.3 开关量逻辑控制在工业机械化生产中开关量逻辑控制发挥着重要作用，为了确保机械设备运行轨迹的高精准度，就一定要确保设备开启、关闭时间正确无误，否则就会产生相关问题。传统电气化控制技术应用尽管创建出精准的开关量逻辑控制体系，但是站在长期应用的视角出发，因为传统技术对本体的防护能力不足，故而外界因素容易对其产生较大的干扰作用，特别是在复杂多变的工业生产环境内存在着大量的干扰因素，此时运用传统技术容易产生失效问题。而通过合理运用PLC技术，能显著强化精准控制开关量逻辑的能力水平，并且PLC系统内进行磁环、屏蔽双绞线等设计项目，提示系统具备较强的抗干扰能力，进而有效弥补了传统电气自动化控制技术应用过程中暴露出的不足。2.4 其他设备控制现代工业生产中会配置应用很多机械设备，除了上文提及的设备产品之外，其他设备运转过程中在电气自动化控制方面也有一定需求，选择工业领域内常见的继电器设备作为实例进行分析。具体选择LRD热继电器作为研究对象，探讨PLC的控制效果，试验过程中运用Matlab/Simulink进行仿真分析。具体实验中，选用一款市场在售的LRD热继电器，比如选用的继电器额定电压是690V，额定绝缘电压1000V，脱扣等级达到10V，运用螺钉夹衔接端子，布设开始、停止、复位按钮，进行“TH”防护处置，确保其适用于湿热工况，正常作业环境温度范围-2055，补偿环境温度-2070。市面上可供选择的PLC产品有很多，选择适宜的类型具有很大必要性，分析热继电器使用时在兼容性方面提出的要求，合适的PLC才具备良好的兼容性，这是确保继电器设备控制精准度与效率的重要基础。最后决定选用MX-100PLC产品，尺寸大小是128mm107mm40mm，额定电压DC 1836V，功耗5.0V/0.55 A，绝缘阻抗高于5.0MS2，全部外部PRODVCT AND TECHNIC产品与技术电器工业202304设计排版.indd 832023.4.25 11:40:05 AM2023.04.DQGY 76CHINA ELECTRICAL EQUIPMENT INDUSTRY端子和地面之间均有较好的抗干扰属性，峰值达到2000Vp-p，频率是5kHz，数字量输入、输出点数均是12，模拟量输入、输出点数分别是4、2。以PLC技术作为基础，运用模糊PID控制的形式对继电器自动化控制情况进行仿真分析（见图2）。图2 仿真控制模型传统电气自动化控制，主要运用DCS控制办法，以上这种控制形式因为在兼容性方面存在着问题，所以很难兼容不同系统。而采用PLC技术对继电器进行自动化控制，因为PLC自身具备良好的兼容性，所以能取得较理想的管理控制效果。对PLC系统进行兼容性测试分析，发现当电气设备具有Windows 2000、Windows XP、WIN7、WIN10等常规软件时，PLC技术均能支持其正常运作过程，并且浏览器INetscape、Firefox等也能正常运作。由此可见，PLC技术对不同系统表现出良好的兼容性，规避了传统DCS控制中不能兼容的现实问题。通过测试比较PLC与DCS控制下热继电器的响应速度，具体是在相同的电流环境下，运用690V直流电压分别进行25组测试活动，比较以上两种控制模式之下继电器的响应时间，以此为据确定响应的控制响应速度，PLC与DCS控制下热继电器的响应时间范围分别是0.450.53s、0.300.35s。从响应时间上看，PLT控制更占优势，其显著提高了继电器的响应速度。3 促进PLC技术在电气自动化控制中有效应用的策略3.1 加大设计与应用之间的沟通力度电气设备用户要全面了解设备运转过程中存在的缺陷与问题，以上也是设计人员开展的指导类工作，协助设备使用者有针对性地调整产品的应用方案。故而，电气设备使用单位和设计方之间要加强沟通，及时反馈意见与看法，使设计人员更有针对性地完善设计方案，进而持续完善PLC产品的功能，更好地满足使用单位的多样化需求。3.2 提升PLC系统的数字化与网络化水平客观上讲，电气工程及其自动化控制发展过程中遇到很大的阻力，这也就意味着电气自动化控制技术未来发展中可能会出现动力不够的情况。未来规避以上状况，技术人员在设计电气自动化控制技术时要充分结合PLC、DCS两大技术，充分发挥各项技术的功能作用，全面提升自动化控制技术的创新水平。有关人员要加大全新系统的研发力度，具体提升FCD控制技术的智能化与数字化发展水平，改善系统的综合应用性能，使PLC技术应用过程终末更具安全性、可靠性。4 结束语近些年，我国科学技术的信息化、数字化及智能化水平显著提升，把PLC技术用于到电气工程自动化控制领域，能辅助提升电气自动化发展水平，有效弥补早期电气自动化控制技术应用过程中暴露出的不足，使电气设备控制更具智能化、可靠性。未来技术人员要加大对PLC技术研究，遵循因地制宜的原则编制最合理的应用方案，充分发挥出PLC技术的功能作用，创造出更理想的效益。参考文献1金鑫.简析PLC技术在电气自动控制中的应用J.中国设备工程，2022（24）：14-16.（收稿日期：2023-01-05）PRODVCT AND TECHNIC产品与技术电器工业202304设计排版.indd 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