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PLC技术在电气工程及其自动化控制系统中的应用

张伟

盐城市联鑫钢铁有限公司,江苏盐城,224145

摘要: 在科学技术不断发展的时代背景下,电气工程自动化已经成为行业进步的必然趋势,为了确保技术应用的综合质量,要结合PLC技术的具体流程提高电气工程自动化运行的实效性。基于此,本文针对PLC技术在电气工程及其自动化控制系统中的应用进行探讨分析,以供参考。
关键词: PLC技术;电气工程;自动化;应用
DOI:10.12721/ccn.2021.157128
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PLC技术应用在电气工程自动化控制中,能在提升运行效率的同时,为企业日常管理工作水平的进步提供保障,从而为企业创造更大的经济效益,有利于电气工程自动化控制模式的全面进步。

1 PLC技术

PLC技术是一种可扩展的编程控制器,这是一种结合了计算机技术的先进控制方式。PLC系统按结构分为众多的控制模块,例如电源模块,中央处理器模块,模拟量输入输出模块,数字量输入输出模块,特殊模块等,实现了智能控制功能。PLC技术的基本运行原理是通过输入模块,将现场信号及设备状态读取到系统内,然后通过中央处理器根据编写的程序处理逻辑关系,最后通过输出模块输出控制信号,以实现智能逻辑控制。随着现阶段计算机技术的进步,在自动化控制技术的研究过程中更多的将PLC系统和计算机系统有效地集成在一起,组成一套大型的DCS系统。另外,随着计算机处理技术的发展,在系统中应用了高速CPU、高速计数,脉冲控制等模块,以提高PLC在实际过程应用中的控制能力。并实现了数据共享,远程控制等功能。另外在PLC系统的设计过程中,通过灵活多样的程序设计,将工艺流程通过梯形图、语句表的方式系统的展现出来[1]

2 PLC技术的主要特点

2.1应用广泛

自动化控制系统中使用PLC、触摸屏、工控机、伺服控制器等工控设备,已经是每个制造企业普遍采用到的技术。可以说现在的工业生产、产品制造都离不开以PLC系统为基础或核心的控制系统。通过PLC系统实现的人机交互、设备的远程控制、参数设置、报警提示,实时数据的传送在工业现场随处可见。并且通过程序开发实现了对设备的自动化、智能化、网络化技术水平的提升。通过丰富的通讯协议将工业现场分散的控制节点和上位机融合组成一套大型控制系统。可以说PLC控制系统是自动化设备的灵魂,为技术人员提升控制系统的水平提供了方法和手段[2]

2.2工业生产网络化

PLC系统利用灵活多样的通讯接口可实现集散控制、远程的数据提取及控制,比如应用广泛的DCS、数据监控平台、设备群控等系统。并且利用Modbus、自由口通讯协议实现了第三方仪表及设备的通讯。另外通过时序控制可实现在单一网络的数据轮询,提高了PLC网络的利用率,拓展了PLC的应用范围。PLC丰富的通讯协议接口便于将现场传感器、智能仪表、智能执行器的等现场设备数字化后整合到DCS控制系统中,是现场设备控制层的关键节点。

3 PLC技术在电气工程自动化控制中的具体应用

3.1顺序控制层面

在电气工程自动化控制系统运行过程中将会涉及许多环节,其中较为基础的是顺序控制环节。在我国大部分火力发电厂的发电工作中,均采用了PLC技术,根本原因在于其能够更好的清除锅炉燃烧过程中产生的石灰和残渣,从而保证相关设备不会因清洁不到位而发生相应的故障,影响火力发电厂的发电工作。但随着我国社会对电力需求的日益增长,传统的电力设备清洁技术已经无法满足实际需求,因此需要针对现阶段存在的问题进行技术创新。在具体实施电力设备清洁工作过程中,应对PLC技术的应用模式进行创新,同时将PLC技术应用于逻辑控制、监控以及报警环节上,这样能够在一定程度上显著提高整体的生产效率。PLC技术在电气工程自动化控制的应用过程中,需要对输入输出的数据信息进行精准化估量,这样才能更好的开展多元化电气设备控制工作[3]。与此同时,为了保证PLC技术在电气工程自动化控制中发挥最大的效用,相关工作人员可以将PLC技术与电气工程自动化控制系统的进行科学整合,从而在一定程度上提高生产效率。

3.2闭环控制层面

闭环控制主要是指输出的数据信息经过相应的操作处理后,其将会重新返回数据处理的初期阶段,从而形成闭环。根据闭环控制的相关应用特征,其在实际应用过程中将会受到反馈机制的影响。当控制系统开启后,通过不同数据信息的有序输出,经过二次数据信息输出后及时导入不同数据,多次修正后将会达到预期输出结果。在工业生产和加工过程中,由于闭环控制系统具有较好的灵活性和高效的稳定性而被广泛应用。相关工作人员可根据系统控制对象的特征和数据反馈结果,对系统内部的实际操作进行有效调整,以系统的实际运行情况为基础,采用科学合理的自动控制模式,结合不同操作环节的数据信息分析结果,能够更加精准的掌握整个电气设备控制工作的核心要点[4]

3.3开关量控制层面

通过详细分析电气工程自动化控制系统的基本运行现状可知,其控制开关系统一般情况下将会消耗大量的电能,若在实际应用过程中操作时间过长,那么系统发生短路的概率将会增大。将PLC技术应用至电气工程自动化控制系统中,其将会在一定程度上有效的解决该类问题。在电气工程自动化控制的开关量阶段,应用PLC技术能够保证内部的基本数据满足电气系统的运行需求,同时提高电气系统的安全性和稳定性。PLC技术在满足实际需求的前提下,其还能够缩短控制程序中继电器的响应周期,提高内部能源的生产利用率。虽然科学合理的应用PLC技术能够显著的增强电气工程自动化控制的应用效率,但也存在一定的不足之处。在实际应用过程中相关工作人员需要根据电气工程自动化控制系统的基本运行特点,找到其在运行中存在的问题点,并结合其它技术对电气工程自动化控制系统进行全面优化,真正提高生产效率[5]

3.4在工业机器人系统中的应用

在工业生产过程中,工业机器人的运用提高了工业产品生产的质量和效率。管理人员和编程人员可以根据对产品生产的质量要求将指令输入到PLC系统中,从而使工业机器人可以连续运行。在生产过程中,中央控制室可以实时监控到机器和设备的运行状态,并对工业机器人的生产计划参数进行实时的调整。如果发现产品质量出现了偏差,可以及时停止生产过程并进行故障维护,PLC系统通过模拟仿真程序可以快速的找到故障原因,重新输入参数、修正指令可以及时的恢复系统运行。以此确保产品的质量和生产的效率。工业机器人的使用将工业生产带入到无人化时代,工业产品的生产质量和生产效率都出现了跨越式的提高。

结束语

PLC技术被广泛应用于当前的电气工程、自动化控制中,促进了我国电气工程自动化控制技术的发展,PLC技术的应用可以有效地优化和增强控制系统的自动化、智能化、网络化水平,是工业领域发展不可或缺的组成部分。在追赶世界先进制造水平的今天,深入研究和掌握PLC技术并使其国产化是现在面临的紧迫问题,在此希望国产PLC产品尽快到达国际一流水准。

参考文献

[1]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.

[2]陈弘正.PLC在电气自动化控制中的应用探讨[J].电声技术,2019,43(07):71-73.

[3]辛岳芃.电气工程自动化控制中PLC技术的应用[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2019(06):132-133.

[4]李涛,颜磊.PLC技术在电气工程及其自动化控制中的运用分析[J].电子制作,2019(12):71-73.

[5]王佳辉.基于PLC技术的电气工程自动化控制应用探析[J].产业科技创新,2019,1(17):41-42.