电气设备自动化控制中PLC技术应用.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 22 日 作者简介：汤玥（1978），女，四川绵阳人，本科，讲师，电工电子。-191-电气设备自动化控制中 PLC 技术应用 汤 玥 四川绵阳职业技术学院，四川 绵阳 621006 摘要：摘要：随着我国经济的飞速发展，信息化程度的不断提高，电力系统中可编程控制器（PLC）的应用日益受到重视。若能正确地使用 PLC，就能使它的使用价值得到最大的发挥。基于此，本文对 PLC 技术在电气设备自动化控制中的应用进行研究，在明确了 PLC 技术特点的基础上，对 PLC 系统下的电气设备自动化控制体系进行研究，最后分析了 PLC 技术在自动顺序控制、机床电气设备、开关量控制、闭环控制以及集中控制中的应用，以助于进一步推动我国电气设备自动化控制的发展，促进经济的持续稳定增长。关键词：关键词：电气设备；自动化控制；PLC 技术 中图分类号：中图分类号：TM732 0 引言 PLC 技术在电力自动装置上的普遍应用正在推动电气设备行业的智能化建设。随着现代计算机技术的结合，PLC 技术能够提高设备工作的实效性和灵活性，改变了传统智能化控制应用中的难题。PLC 技术的应用不仅仅是简单的控制开关，它还能实现智能化产品的整合应用和工艺的革新。通过 PLC 技术，各种电力自动装置能够相互联通，并且能够根据实际需求自动调整工作模式。这一点极大地提升了系统故障管理和系统运行的可靠性。PLC 技术的广泛应用为中国电气设备行业的智能化建设提供了借鉴。借助 PLC 技术，中国的电气设备行业能够更加高效地进行生产和管理，提高产品质量和生产效率。这将进一步促进产业的稳步发展。1 PLC 技术概述 PLC（可编程逻辑控制器）系统是一种通过预编程来实现功能程序的控制和运行的技术。它的主要作用是控制工业自动化系统中的各种设备和机器的运行，以实现生产过程的自动化和优化。下面将详细讨论 PLC系统的主要关键点。PLC 技术控制的系统只能进行单向操作，同时只能运行一个程序。这意味着 PLC 系统只能按照预先设定的程序顺序执行任务，并且无法进行并行操作。这种限制使得系统的运行流程更加可控，但也限制了系统的灵活性和多功能性。PLC 系统的接线量相对较小，但可以通过软件有效连接其他内部线路。这意味着 PLC 系统可以通过编程来动态连接不同的线路，从而实现更复杂的控制功能。这种灵活性使得 PLC 系统在不同的应用领域中得到广泛应用。PLC 系统具有自动存储和修改程序的能力，无需更改接线。这意味着 PLC 系统可以通过修改程序来改变控制逻辑，而无需重新布线或更改硬件配置。这种通用性使得 PLC 系统更易于维护和升级，也为系统的灵活性和可扩展性提供了基础。电力线载波系统的构成包括：接口电路，电源，通讯等。接口电路主要实现了数据的输入与输出。为了适应不同的控制要求，采用了不同的接口。功率源的稳定与否，对整个系统的稳定起着至关重要的作用。PLC 系统中的 CPU 根据程序条件判断系统的运行状态，并将数据传输到输出设备，以实现相应的控制功能。CPU 是 PLC 系统的核心组件，其性能和处理能力直接影响系统的响应速度和稳定性。2 PLC 系统下的电气设备自动化控制体系 PLC 在电力系统中的运用，为电力系统的监控和监控奠定了坚实的基础。通过 PLC 系统的框架体系结构和多层级模块的配合，可以实现对电气设备的精确控制，并通过与其他设备和系统的连接，实现自动化控制的全面优化。PLC 在电气设备自动化控制中的应用可以实现对电气设备的监测与控制。PLC 系统的框架体系结构主要包括上下两个结构层和三个部分，其中上下两个结构中国科技期刊数据库 工业 A-192-层实现了电气设备控制信号数据的输入与输出，如图 1所示。PLC 系统的第一层是数据输入模块，利用 PLC系统的可编程的逻辑控制扫描技术实时采集设备的控制信号作为控制方法的基础数据。这些控制信号可以包括开关量、模拟量等不同类型的信号。通过人工智能技术，对这些控制信号进行采集与处理，为自动化控制方法提供数据基础。PLC 系统的第二层是控制器模块，结合顺序控制技术和人工网络技术对设备或程序进行分析处理，确定电气设备的控制方案。在这一层中，PLC 系统可以根据预先设定的逻辑条件和控制算法来进行判断和决策，从而实现对电气设备的精确控制。PLC 系统的第三层是输出模块，通过通信网络技术将控制方案传输到输出模块，在该模块进行分析、收集、存储和连接其他外设驱动结构，发出电气设备的控制指令，实现自动化监测与控制。这些输出模块可以包括电机驱动器、阀门控制器等，通过与电气设备的连接，实现对设备的控制。为了构建一个完整的 PLC 系统，需要结合计算机网络技术和通信网络技术，通过数据分析处理和传递实现自动化控制。在此基础上，提出了一种基于 PLC 与其它设备、系统的数据交互与通讯方法，使各设备间能够相互协作，实现信息的共享。图 1 PLC 系统下的电气设备自动化控制体系结构图 3 PLC 技术在电气设备自动化控制中的应用 3.1 在电气设备自动顺序控制中的应用 PLC 是一种重要的自动化控制技术，其基本功能是实现顺序控制。PLC 在电力系统中的运用，可以达到对电力系统进行连续自动控制，从而大大改善了电力系统的工作效率与品质。在进行顺序控制的过程中，工程师必须对控制过程、功能及特征进行科学的描绘。函数图表的构成要素包括：步骤，方向线，变换。将状态与行为（指令）进行转化。通过对其进行直观的描述，可以帮助设计人员更好地了解和分析其控制逻辑。要使 PLC 的使用效果得到最大程度的体现，就必须掌握一定的方法与技巧。在电力装置的自动控制中，程序结点是一个重要环节，利用 PLC 技术可以实现各个节点的自动化控制，提高生产效率和稳定性。3.2 在机床电气设备中的应用 机床电气设备在电气工程企业的生产加工过程中扮演着非常重要的角色。一旦发生故障，不仅会影响生产进度，还会造成原材料的浪费。为了提高控制效果，许多企业开始采用 PLC 技术来管理机床电气设备的运转时间、开启时间和停止时间。PLC（可编程逻辑控制器）技术的应用可以带来许多优势。首先，通过PLC 技术可以进一步提升机床电气设备的工作效率，并且可以对设备的运行时间进行有效控制，以此来降低能源消耗，防止出现不必要的停机，进而使生产效率得到进一步提升。其次，PLC 技术还可以降低故障概率。PLC 具备扫描和数字控制功能，能够实时监控机床电气设备的运行状态。一旦发现异常，PLC 系统会立即发出警报，为技术人员提供重要数据，使其能够快速采取措施进行维护和保养操作，避免严重故障的发生。使用 PLC 技术管理机床电气设备还带来了其他的好处。首先，PLC 系统可以提供详尽的数据记录，并能够存储大量的历史数据。这些数据可以用于分析设备运行的趋势和性能，帮助企业进行生产计划和设备维护的优化。其次，PLC 技术还能够实现与其他设备的联网，使得企业能够实现智能化的生产管理。通过与生产线上其他设备的连接，PLC 系统可以自动调整机床电气设备的运行参数，以适应不同的生产需求，提高生产线的灵活性和适应性。3.3 在开关量控制中的应用 开关量管理是 PLC 技术的主要内容之一。通过开关量管理，可以实现虚拟电气运算和信号编辑运算的融合，从而提高智能化控制系统的稳定性。传统智能化控制系统受到继电器开关等机械设备的影响。在传中国科技期刊数据库 工业 A-193-统系统中，需要等待继电器开关反应，并且可能引发短路现象。然而，PLC 技术能够减少继电器开关反应时间，从而提高控制器的工作效能。为了更好地应用 PLC技术，需要提高与智能化管理系统的融合水平。通过提高融合水平，可以进一步提升控制系统的工作效能。因此，在 PLC 技术的应用过程中，需要注重与智能化管理系统的协调和配合。3.4 闭环控制应用 PLC 在电力装备的自动控制中得到了广泛的运用。该方法可使闭环控制的各函数块最优，从而保证了整个系统的安全稳定。电力装备的自动控制一般都是闭环过程，通过对各种数据进行加工并进行反馈，从而达到闭环运行。但是，闭环控制过程很难被系统的内在反馈机理所制约，导致控制效果不佳。科学运用 PLC技术可以提升电气设备自动化控制系统的运行效率。PLC 技术的应用有助于提升电气企业的经济效益。PLC技术能够优化闭环控制系统的功能板块，这意味着它可以改善系统的各个方面，使其更加高效和稳定。闭环控制是一种通过反馈机制来调整系统运行的控制方式，而 PLC 技术能够对反馈信息进行处理和分析，并根据需要进行相应的调整。这样，系统就能够更加精确地控制和稳定运行。然而，闭环控制进程往往容易受到系统内部反馈机制的限制。这是因为在传统的闭环控制中，反馈信息的处理和分析往往是由人工进行的，而人工处理存在一定的局限性，无法达到精确和实时的要求。而 PLC 技术的应用可以解决这个问题，该技术能对闭环系统中的各种反馈信号进行分析，并按照预先设置的规律做出适当的调节，使系统达到更好的控制性能。在电力装备自动控制中，合理应用 PLC是提高其工作效能的有效途径。PLC 是一种高效率、高精度的先进设备，它可以在很小的时间里对海量的数据进行分析，并按要求执行相应的控制动作。该技术不仅能有效地提升工作效率，还能节省大量的人力物力，从而有效地提升企业的生产率。3.5 集中控制 PLC 技术在当今的工业生产中发挥着越来越重要的作用。采用 PLC 技术，能对各种电器装置进行自动化监测，从而达到对各种装置进行统一管理的目的。这种集中控制可以有效地加强对设备的监测和管理，提高设备的运行效率。首先，集中控制可以简化流程，消除系统中不必要的环节，从而降低了工作强度。通过 PLC 技术，可以将各个电气设备的控制集中在一个主控制系统中，实现对整个生产过程的统一管理。这样一来，工作人员只需要在主控制系统上进行操作，就可以完成对各个设备的控制，而不需要分别操作每一台设备。这样不仅提高了工作效率，还降低了工作强度。其次，使用 PLC 技术进行监控和集中控制可以确保电气设备按照工序流程运行，从而提高生产效率。在生产过程中，各个设备需要按照一定的工序顺序进行操作，如果某个设备出现故障，可能会导致整个生产过程的中断或者错误。而采用 PLC 技术实现对装置的监视与集中控制，能对装置的工作状况进行实时监控，并能在发现装置发生故障时，立即停机，并通知员工修理。从而确保了连续的生产，确保了设备的正常运转，提高了生产率。最后，集中控制还可以提升生产安全。通过 PLC 技术，可以设置各种安全措施，如设备运行状态监测、温度控制、压力控制等等，一旦发现异常情况，可以及时采取措施，保证生产过程的安全性。此外，集中控制还可以记录和存储设备的运行数据，方便日后的分析和改进。以输送机为例，胶带输送机是一个重要的物料运输设备，为了实现对物料运输过程的集中控制，PLC技术在带式输送机控制中的应用是可行的。通过该技术，实现了启动、保护和软停车的自动控制，并且具有监控功能，能与 PC 机通讯。该控制系统主要由以下几个部分构成：现场信号的输入，控制信号的输出，I/O 模块、PLC 本机等。利用这几个组件，工人可以通过人机交互方式向控制系统发出指令，从而完成对物料输送过程的控制。采用称重传感器，将称重信息转化为电压信号，再经 PLC 处理、分析，达到对称重的监控与控制目的。在此基础上，利用变频调速技术，对喂料系统的进给速率进行调节，达到对原料的准确控制。要建设一套完备的材料运输系统，必须要有电力自动化设备、辅助设备、运输设备等。同时，采用PLC 技术，保证了整个生产过程的安全性。4 结束语 PLC 在电力装置的自动控制中具有不可忽略的重要作用。它可以保证电力装置的自动控制效果、改进生产率和质量。降低人为操作的风险。同时，PLC 技术的应用也能够实现电气设备的集中控制和监控，提高中国科技期刊数据库 工业 A-194-生产线的自动化水平。通过 PLC 技术的应用，可以实现设备之间的信息交互和协调，提高生产效率和产品质量，推动工业行业的进一步发展，为国家经济实力的提高提供支持。参考文献 1刘建广.PLC 技术在电气设备自动化控制中的应用J.现代制造技术与装备,2021,57(02):197-198.2李伟.论 PLC 技术在电气设备自动化控制中的应用J.大众标准化,2020(20):174-175.3潘浩.PLC 技术在电气设备自动化控制中的应用J.科学技术创新,2019(19):173-174.4倪骏程.PLC 技术在电气设备自动化控制中的应用J.电子制作,2019(02):82-83.5陈婧.基于 PLC 的工业机械手自动化控制系统设计J.科学技术创新,2021(08):193-194.6刘淼.电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势J.电子技术与软件工程,2021(6):94-95.7许雯晨.电气自动化技术在电气工程中的应用研究J.科技风,2021(07):187-188.8万波.电气设备自动化控制中 PLC 技术的应用J.建设建材,2020(1):141.9马卫超.PLC 技术在电气自动化控制中的应用J.南方农机,2019,50(23):236.10彭云.电气设备自动化控制中 PLC 技术的应用分析J.南方农机,2019,50(22):158.