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        電氣自動(dòng)化設(shè)備中PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用

        2019-10-21 20:00:50李延平
        中國電氣工程學(xué)報(bào) 2019年5期
        關(guān)鍵詞:電氣自動(dòng)化設(shè)備PLC控制應(yīng)用

        李延平

        摘要:為了更好地為人類社會(huì)生產(chǎn)和生活提供服務(wù),基于plc的自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。它在電氣自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行調(diào)試中起著非常重要的作用。作為現(xiàn)代電氣自動(dòng)化控制領(lǐng)域中的一項(xiàng)重要技術(shù),plc控制系統(tǒng)可以提高傳統(tǒng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的操作復(fù)雜度、抗干擾能力和可靠性。文章針對電氣自動(dòng)化設(shè)備中PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的闡述,內(nèi)容僅供參考。

        關(guān)鍵詞: 電氣自動(dòng)化設(shè)備;PLC控制;系統(tǒng);應(yīng)用

        導(dǎo)言:許多國家和機(jī)構(gòu)對什么是電氣自動(dòng)化有具體的解釋。其中一個(gè)表達(dá)式是,傳感器是用光學(xué)和熱學(xué)等學(xué)科的組件制造的,傳感器是手動(dòng)控制的。一種使用預(yù)定邏輯執(zhí)行命令的方法。1950年代左右生產(chǎn)了電氣自動(dòng)化。它是一種結(jié)合信息技術(shù)和電子技術(shù),不斷發(fā)展更新的實(shí)用工業(yè)技術(shù)。二十世紀(jì)七十年代,隨著跨學(xué)科電子計(jì)算機(jī)的蓬勃發(fā)展,特別是通信技術(shù)的變革,導(dǎo)致了電氣自動(dòng)化的發(fā)展,電氣自動(dòng)化向科技的自動(dòng)化和智能化邁出了堅(jiān)實(shí)的一步,但由于當(dāng)時(shí)技術(shù)的局限,在發(fā)展到一定階段后,工業(yè)發(fā)展整體上已經(jīng)陷入了一個(gè)緩慢的階段。其表現(xiàn)是,雖然規(guī)模不斷擴(kuò)大,但成本也大幅增加。企業(yè)利潤不再像以前那樣快速增長。其根本原因是自動(dòng)化控制技術(shù)還不夠成熟。需要進(jìn)一步深入研究。20世紀(jì)以來,隨著工業(yè)技術(shù)的不斷變化,生產(chǎn)技術(shù)得到了極大的發(fā)展,電氣設(shè)備自動(dòng)化的趨勢越來越顯著。一方面提高了勞動(dòng)生產(chǎn)的效率,另一方面也給企業(yè)帶來了更多的實(shí)質(zhì)經(jīng)濟(jì)效益,反過來更多的財(cái)力投入到研發(fā)中,形成良性循環(huán)。據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì), 2017年全國規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)利潤總額為75 187.1億元人民幣, 比上年 (2016年) 增長21%, 增速比2016年加快12.5個(gè)百分點(diǎn)。即使取得了如此長足的進(jìn)步, 電氣自動(dòng)化仍然有可提高的地方, 例如效率問題, 效率問題不光體現(xiàn)在資源浪費(fèi)的層面上, 它更體現(xiàn)在設(shè)備本身的使用率上, 如果電氣設(shè)備長期運(yùn)行在最佳空間以外, 將會(huì)極大損耗電氣設(shè)備的零部件, 造成設(shè)備的使用壽命大大縮短, 所以我們不能滿足現(xiàn)階段取得的一點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)步, 要將眼光放在長遠(yuǎn)處去考慮。

        1 概念的界定

        1.1 PLC控制系統(tǒng)概述

        PLC控制系統(tǒng)是, 是可編程序控制器 (Programmble Logic Controller, PLC) , 該系統(tǒng)是為工業(yè)生產(chǎn)而設(shè)計(jì)的。它是一種用于數(shù)字操作的電子設(shè)備??丶褂每删幊虄?nèi)存。它是工業(yè)控制的核心部分。它在內(nèi)部存儲(chǔ)中執(zhí)行邏輯操作、算術(shù)操作、序列控制、算術(shù)操作和計(jì)數(shù)相關(guān)操作指令。傳統(tǒng)的繼電器控制裝置逐漸被plc控制器所取代。經(jīng)過長期的發(fā)展,plc的應(yīng)用在世界各方面都得到了加強(qiáng),并逐步向電力、儀表、計(jì)算機(jī)控制一體化的方向發(fā)展。具有一定的開放性,能有效地利用計(jì)算機(jī)控制、數(shù)字通信和智能感應(yīng)等技術(shù)。這一階段在電氣自動(dòng)化設(shè)備的發(fā)展中占有重要地位。

        1.2 PLC工作原理

        plc,又稱可編程控制器,主要使用數(shù)字和模式輸入來實(shí)現(xiàn)命令操作。主要包括通信設(shè)施、電力供應(yīng)、功能模塊、中央處理器、輸入輸出接口、存儲(chǔ)設(shè)施等。在輸入采樣中,plc控制系統(tǒng)與外部設(shè)施之間的信息交換主要由控制結(jié)構(gòu)完成,接口主要設(shè)置在i/o總線之上。主要用于外部設(shè)施與主機(jī)之間的信息傳遞。在用戶程序執(zhí)行過程中,plc中的一個(gè)輸入端必須對應(yīng)另一個(gè)輸出線圈,然后掃描并監(jiān)督用戶程序。掃描工作時(shí),在計(jì)算接觸控制線的過程中,必須以嚴(yán)格的從左到右順序進(jìn)行,并且必須完全定義i/o圖像中的存儲(chǔ)區(qū)域的操作。最后,它是輸出更新鏈接。事實(shí)上,在完成更新工作后,輸出設(shè)備的接觸情況會(huì)被檢查并接受。此外,為了有效提高輸出電路的運(yùn)行效率,可以通過壩法完成。

        2PLC控制系統(tǒng)在電氣自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用

        2.1 順序控制中的應(yīng)用

        順序控制是電氣自動(dòng)化設(shè)備的主要控制方法之一,隨著設(shè)備的長時(shí)間運(yùn)行,它將消耗越來越多的電力,增加成本。應(yīng)用plc控制系統(tǒng)可以更好地解決這一問題,對順序控制產(chǎn)生影響,降低運(yùn)行階段的功耗,從而降低生產(chǎn)成本,提高企業(yè)效益。此外,與其他控制方法相比,plc控制系統(tǒng)還具有一定的保護(hù)功能,既能可靠地實(shí)現(xiàn)設(shè)備的順序控制,又不能明顯地控制功能的紊亂或失效。同時(shí),還可以對不同類型的設(shè)備或不同位置的設(shè)備進(jìn)行更有針對性的操作控制,在部分故障的情況下,控制系統(tǒng)可以迅速停止運(yùn)行,從而有效保證了設(shè)備的安全。對相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行可靠的控制,最終可以提高工業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。

        2.2 閉環(huán)控制中的應(yīng)用

        閉環(huán)控制的應(yīng)用主要是指在泵式電機(jī)等設(shè)備中的應(yīng)用。通過應(yīng)用plc控制系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)對各類泵電機(jī)的高效自動(dòng)化控制,尤其是現(xiàn)場控制箱的手動(dòng)起動(dòng)。plc控制系統(tǒng)可以將類似的啟動(dòng)模式升級為自動(dòng)啟動(dòng)。采用最合理的控制方法,提高設(shè)備的運(yùn)行效率,使設(shè)備的運(yùn)行更加高效。這樣既能節(jié)約過復(fù)雜的操作流程,又能提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性,從而提高設(shè)備的整體質(zhì)量??梢哉f,plc控制系統(tǒng)在閉環(huán)控制中的應(yīng)用充分體現(xiàn)了該技術(shù)在運(yùn)行控制中的方便和效率,使閉環(huán)控制更加安全可靠。也可廣泛應(yīng)用于多種操作設(shè)備中。

        2.3開關(guān)量控制

        對于一些傳統(tǒng)的控制系統(tǒng),主要是利用繼電器的原件來實(shí)現(xiàn)。在其運(yùn)行過程中,由于繼電器本身的缺陷,相對容易出現(xiàn)電擊或接觸不良等問題。系統(tǒng)容易發(fā)生故障,進(jìn)而影響系統(tǒng)的可靠性。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)本身就存在著復(fù)雜的配線問題。目前,為了在電氣自動(dòng)化設(shè)備中應(yīng)用plc控制系統(tǒng)技術(shù),只需少數(shù)軟繼電器即可使用。這種簡單的實(shí)現(xiàn)不僅可以提高整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而且對系統(tǒng)的維護(hù)也非常方便。因?yàn)椴季€技術(shù)是一種簡單的二次連接,對系統(tǒng)的維護(hù)也非常方便,同時(shí)也消除了對特殊閃光電源的要求。

        3 PLC控制系統(tǒng)在電氣自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用展望

        從目前的情況看,未來的plc控制系統(tǒng)將有較好的發(fā)展前景。從技術(shù)角度看,可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造將在未來應(yīng)用更多的計(jì)算機(jī)技術(shù),一些存儲(chǔ)容量更高、運(yùn)行速度更快的plc控制系統(tǒng)將繼續(xù)出現(xiàn)。從產(chǎn)品規(guī)模來看,我國將致力于一些超小型、超大型設(shè)備的開發(fā),產(chǎn)品的品種和規(guī)格將更加完善,以適應(yīng)我國不同行業(yè)的發(fā)展需要。從市場需求的角度來看,國際競爭將打破各國生產(chǎn)產(chǎn)品的現(xiàn)狀,國際通用語言將出現(xiàn)在編程語言中。從網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的角度來看,plc控制系統(tǒng)將朝著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的方向發(fā)展,從而使plc控制系統(tǒng)能夠在各行各業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

        結(jié)束語

        傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化技術(shù)多種多樣,效率普遍低下,給用戶帶來很大的困惑。與傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化技術(shù)相比,plc技術(shù)本身的優(yōu)勢得到了極大的放大。例如,當(dāng)plc和gui合并時(shí),配置觸摸屏方便用戶實(shí)時(shí)觀察電氣自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)修改偏差值,同時(shí),它還可以作為報(bào)警功能,方便現(xiàn)場維護(hù),plc也可以結(jié)合gprs模塊。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對現(xiàn)場運(yùn)行情況進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控,方便總部技術(shù)人員對現(xiàn)場情況進(jìn)行分析;另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是plc操作方便,大大提高了電氣自動(dòng)化的安全性。同時(shí),plc技術(shù)仍有巨大的改進(jìn)空間,我們應(yīng)該對plc技術(shù)有更深入、更全面的了解,認(rèn)真總結(jié),不斷改進(jìn)和完善。隨著工業(yè)4.0、智能工廠、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新概念的不斷涌現(xiàn),如何在工業(yè)離散、加工、混合控制等行業(yè)合理選擇合適的高端plc以保證效率、可靠性,以及未來工廠的安全?它已經(jīng)成為我們這一代實(shí)業(yè)家爭取它的巨大動(dòng)力。

        參考文獻(xiàn)

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