葉強(qiáng)

摘要：隨著我國(guó)科技不斷進(jìn)步，自動(dòng)化生產(chǎn)水平逐漸提高，以機(jī)床電氣控制作為基礎(chǔ)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)成為當(dāng)前我國(guó)小型企業(yè)電氣控制應(yīng)用當(dāng)中一項(xiàng)熱點(diǎn)話題，PLC產(chǎn)品在應(yīng)用方面的便捷性和強(qiáng)大的功能性，在未來(lái)的發(fā)展中擁有較好的前景。本文將針對(duì)PLC技術(shù)在小企業(yè)電氣控制系統(tǒng)當(dāng)中的設(shè)計(jì)應(yīng)用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；小企業(yè)；電氣控制；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.PLC技術(shù)定義、構(gòu)成、功能分析

PLC技術(shù)也可以稱為可編程邏輯控制器，該項(xiàng)技術(shù)主要是通過(guò)利用微電腦技術(shù)為基礎(chǔ)，制造產(chǎn)生的通用型自動(dòng)化控制設(shè)備，在設(shè)備當(dāng)中使用可編程存儲(chǔ)器，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)編寫(xiě)程序的存儲(chǔ)，并且能夠利用邏輯計(jì)算、定時(shí)技術(shù)、順序控制技術(shù)和各種運(yùn)算操作進(jìn)行程序的執(zhí)行，進(jìn)而通過(guò)數(shù)字和模擬方式對(duì)信號(hào)進(jìn)行接收和輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械和生產(chǎn)過(guò)程的管控?？删幊踢壿嬁刂破鲝慕Y(jié)構(gòu)方面進(jìn)行分析，主要包括固定式和組合式這兩種類(lèi)型，固定式由中央處理器、I/O模塊、內(nèi)存、電源和顯示器構(gòu)成，這幾個(gè)部分構(gòu)成一個(gè)不能被拆分的整體結(jié)構(gòu)，所以叫做固定式可編程邏輯控制器。組合式則分別由中央處理器、內(nèi)存、I/O模塊、電源和機(jī)架通過(guò)組裝而成。在可編程邏輯控制器當(dāng)中，中央處理器相當(dāng)于中樞神經(jīng)部分，占據(jù)核心位置，在每套可編程邏輯處理器當(dāng)中至少應(yīng)該配備一個(gè)中央處理器，其作用是根據(jù)控制器給出的相應(yīng)功能對(duì)使用程序給出的信號(hào)和數(shù)據(jù)進(jìn)行接收和儲(chǔ)存，并且能夠使用掃描方式對(duì)輸入裝置發(fā)出的相應(yīng)狀態(tài)和數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，并且能夠保存到臨時(shí)寄存器當(dāng)中。在中央處理器的結(jié)構(gòu)當(dāng)中包括寄存器、控制模塊、運(yùn)算器和控制狀態(tài)，其速度和內(nèi)存在可編程邏輯控制器當(dāng)中發(fā)揮重要作用，直接影響數(shù)據(jù)處理速度和工作狀態(tài)。

可編程邏輯控制器的功能包括，針對(duì)執(zhí)行項(xiàng)目進(jìn)行限時(shí)控制，根據(jù)提供的定時(shí)信息，對(duì)定時(shí)裝置進(jìn)行設(shè)置，在運(yùn)行過(guò)程中也可以進(jìn)行調(diào)整和改動(dòng)?？删幊踢壿嬁刂破鬟€可以實(shí)現(xiàn)條件控制，也就是通過(guò)邏輯運(yùn)算指令進(jìn)行相關(guān)設(shè)定，從而實(shí)現(xiàn)繼電器的串并聯(lián)等相關(guān)連接處理。同時(shí)，也能實(shí)現(xiàn)步行控制，在上一道工序完成之后，同步對(duì)移位寄存器進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)前，一部分可編程邏輯控制器還能實(shí)現(xiàn)通信功能、遠(yuǎn)程控制、模數(shù)及數(shù)模轉(zhuǎn)換功能，為自動(dòng)化技術(shù)的全面應(yīng)用提供有力條件。

2.PLC技術(shù)在小企業(yè)電氣系統(tǒng)控制方面系統(tǒng)控制的要求分析

2.1針對(duì)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行控制分析

首先應(yīng)對(duì)步電機(jī)的運(yùn)行情況進(jìn)行演示分析，通過(guò)PLC按鈕對(duì)其開(kāi)關(guān)鍵進(jìn)行控制。步進(jìn)電機(jī)在系統(tǒng)啟動(dòng)階段因?yàn)檎蛐D(zhuǎn)，七圈后會(huì)自動(dòng)停止。相關(guān)參數(shù)應(yīng)設(shè)置為，頻率800赫茲、電流1.5安培、驅(qū)動(dòng)器細(xì)分為5，利用啟動(dòng)按鈕和PLC的設(shè)置對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)。

2.2針對(duì)小車(chē)往返的運(yùn)行控制分析

小車(chē)的往返操作通常使用啟動(dòng)按鈕、停止按鈕和熱保護(hù)繼電器三個(gè)部分進(jìn)行設(shè)定和控制，在設(shè)置過(guò)程中應(yīng)充分考慮延時(shí)現(xiàn)象，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，對(duì)參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)小車(chē)的往返運(yùn)行和循環(huán)效果。為了避免小車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生事故，應(yīng)在電路設(shè)計(jì)階段安裝限位保護(hù)開(kāi)關(guān)，通過(guò)手動(dòng)操作強(qiáng)行讓小車(chē)停止運(yùn)行，同時(shí)還應(yīng)設(shè)定為小車(chē)自動(dòng)停止3-5秒時(shí)向反方向運(yùn)行。熱保護(hù)繼電器的設(shè)置電流為0.35A-0.4A。

2.3針對(duì)多段速的運(yùn)行控制分析

利用演示變頻器對(duì)電機(jī)多段速運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行設(shè)置和控制，利用PLC實(shí)現(xiàn)速度的自動(dòng)切換功能，使用屏幕觸摸控制和PLC通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)變頻器多段速的實(shí)時(shí)控制，變頻器通常采用外部運(yùn)行的方式，可以利用觸摸屏幕進(jìn)行啟動(dòng)和停止的相應(yīng)控制。在啟動(dòng)階段，第一段速的頻率應(yīng)為15赫茲，運(yùn)行五秒之后應(yīng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為第二段速，在第二段運(yùn)行頻率設(shè)置為25赫茲，運(yùn)行八秒鐘后切換為第三段速。在第三段運(yùn)行設(shè)置頻率為50赫茲，直到第五段速保持運(yùn)行狀態(tài)頻率不變。如果不出現(xiàn)系統(tǒng)故障、緊急停止或者斷電問(wèn)題，通過(guò)編程能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多段速運(yùn)行的靈活設(shè)定和控制，如果中途有停止，則需重新啟動(dòng)系統(tǒng)，就能開(kāi)始重新運(yùn)行。

3.小企業(yè)設(shè)備選型研究

3.1變頻器選型分析

變頻器通常安置在系統(tǒng)的電源和電極之間，通過(guò)對(duì)其變頻器相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)電源輸出頻率的更改，從而改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。變頻器的頻率改變方式通常采用的有兩種，PU模式和外部控制模式，PU模式是指通過(guò)對(duì)面板上的按鍵進(jìn)行操控，對(duì)變頻器輸出頻率相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，外部控制模式則是通過(guò)對(duì)外部輸入的信號(hào)進(jìn)行更改實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器輸出頻率的調(diào)整。這兩種方式在操作方面都非常靈活，所以在我國(guó)的工業(yè)領(lǐng)域和民用領(lǐng)域的電器使用及控制方面得到了廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，變頻器當(dāng)中還包含有很多保護(hù)功能，例如針對(duì)過(guò)流的保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)以及過(guò)載保護(hù)等。

3.2 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)選型分析

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的使用可以實(shí)現(xiàn)電脈沖和角位移電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)換。通過(guò)使用驅(qū)動(dòng)電源，向步進(jìn)電機(jī)發(fā)出具有一定規(guī)律的脈沖信號(hào)，每當(dāng)有一個(gè)脈沖輸入到接收設(shè)備當(dāng)中，步進(jìn)電機(jī)就會(huì)向前移動(dòng)一步，其中，步進(jìn)電機(jī)角位移和脈沖數(shù)之間成正比關(guān)系，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和脈沖頻率也成正比關(guān)系，繞組通電的方向決定了轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。

4.PLC技術(shù)小企業(yè)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

4.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

通過(guò)使用PLC進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)與停止控制，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)開(kāi)始運(yùn)行后，在正轉(zhuǎn)七圈后會(huì)自動(dòng)停止。熱保護(hù)繼電器利用PLC進(jìn)行小車(chē)的啟動(dòng)和停止控制。假設(shè)小車(chē)在B點(diǎn)開(kāi)始啟動(dòng)，向A點(diǎn)運(yùn)行，當(dāng)小車(chē)到達(dá)A點(diǎn)之后，延時(shí)應(yīng)該為三秒，然后小車(chē)將向B點(diǎn)返回，到達(dá)B點(diǎn)后自動(dòng)停止，在到達(dá)B點(diǎn)后，小車(chē)的延時(shí)應(yīng)達(dá)到五秒，同時(shí)繼續(xù)向前運(yùn)行，通過(guò)循環(huán)往復(fù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)置要求。保護(hù)小車(chē)在超行程運(yùn)行當(dāng)中避免發(fā)生事故，需要在電路系統(tǒng)當(dāng)中設(shè)定限位保護(hù)裝置，操作左、右限位都能實(shí)現(xiàn)使小車(chē)的運(yùn)行停止，同時(shí)也在3-5秒后繼續(xù)向反方向運(yùn)動(dòng)。變頻器的開(kāi)關(guān)控制由PLC執(zhí)行，針對(duì)速度能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)切換，在五段速維持運(yùn)行狀態(tài)。

4.2系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置

在對(duì)步進(jìn)電機(jī)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)方面，其驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分為5；電流設(shè)置為1.5A；頻率800Hz。對(duì)變頻器參數(shù)進(jìn)行設(shè)置需根據(jù)客戶的控制要求進(jìn)行設(shè)定。

結(jié)束語(yǔ)：

我國(guó)小型企業(yè)通過(guò)利用PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)控制，能夠有效提高企業(yè)自動(dòng)化水平，縮減勞動(dòng)力成本，為企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益作出貢獻(xiàn)。通過(guò)加強(qiáng)對(duì)PLC技術(shù)的應(yīng)用研究，能夠提高小型企業(yè)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的掌握水平，提高生產(chǎn)效率，推動(dòng)企業(yè)可持續(xù)化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)4

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（作者單位：江森自控日立萬(wàn)寶空調(diào)（廣州）有限公司）