馬曉燕

(新鄉(xiāng)廣播電視大學,河南 新鄉(xiāng) 453000)

0 引言

電氣工程作為目前的現(xiàn)代化工程,對人們的生活和社會的發(fā)展都有很大的幫助,不僅提高了人們的生活質(zhì)量,還推動了社會的進步。 對于電氣工程行業(yè)而言,PLC 技術屬于自動化控制關鍵性技術之一,其在工作效率、投入成本等方面具有顯著優(yōu)勢,為加速電氣工程產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展,應做好PLC 技術的應用工作,以PLC 技術為支撐,切實提升電子工程綜合效益。

1 電氣工程的發(fā)展現(xiàn)狀

電氣工程的工作范圍和儀器設備的管理都非常復雜和廣泛,其中涵蓋了多種技術理念和管理模式。 比如建立電氣工程自動化系統(tǒng)使其相關電氣工程的投入成本大大降低;建立完善的網(wǎng)絡信息系統(tǒng)解決生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題;統(tǒng)一標準的相關數(shù)據(jù)對接保證各項數(shù)據(jù)在傳輸流通過程中的準確性;提升員工各方面的素質(zhì)推動整體電氣工程的穩(wěn)步發(fā)展等。 由此可見,自動化控制系統(tǒng)為電氣工程發(fā)展搭建了進步的階梯,但其在電氣工程的發(fā)展應用過程中也會出現(xiàn)問題。

第一,在實際操作的過程中缺乏專業(yè)度較高的技術型人才。 首先,在人才培養(yǎng)方面,學習電氣工程的技術人才較少。 當代學生普遍認為,電氣工程屬于工作枯燥的“力氣活”,致使電氣工程成為冷門專業(yè),報考的學生較少。 第二,在人才培養(yǎng)期間,存在理論知識教學重于實踐操作教學的錯誤方式,導致電氣工程人才缺乏過硬的技術實踐應用能力,繼而無法勝任電氣工程相關工作。 第三,電氣工程對其相應的機器設備和運行模式缺乏管理,使其生產(chǎn)質(zhì)量有所下降,繼而出現(xiàn)了產(chǎn)品使用壽命短、安全性能低的現(xiàn)象。 之所以會出現(xiàn)上述問題,很大一部分原因是操作人員的懈怠和管理人員的寬松管理。 第四,儀器設備不夠先進。 目前,很多電氣工程都采用全自動化的方式進行管理,運用先進的科學技術手段促進電氣工程的發(fā)展。 為了跟上市場的腳步,相關人員應該不斷地探索新型技術和方法,這樣才能順應時代的潮流,推動其更快地進步和發(fā)展。

2 PLC 技術的應用優(yōu)勢

PLC 技術在機械工程自動化方面得到了極其廣泛的應用。 隨著PLC 技術的進步和成熟,其不斷影響著各行各業(yè)的發(fā)展,為自動化控制領域做出了巨大的貢獻。 PLC 技術的應用優(yōu)勢具體包括以下方面。

第一,應用便捷。 PLC 技術在使用的過程中極其方便,程序也較為簡單,其主要是運用簡單直接的梯形圖形、邏輯圖形或語句表等程序進行編程,且無須過多改變硬件及線路結(jié)構(gòu),即可完成PLC 程序設定,提升電氣工程自動化程度。 第二,性價比較高。 PLC 技術投入少,回報大,功能性強。 PLC 設備中有上千個編程原件,均可用于滿足用戶需求。 即使上千用戶同時使用,PLC 技術也可發(fā)揮出強大的控制能力。 與相同性質(zhì)的繼電器相比,PLC 技術資金投入較低,成本優(yōu)勢顯著,應用性能優(yōu)異,可利用互聯(lián)網(wǎng)方式展開統(tǒng)一管理與分別控制。 同時,PLC 技術的強大性能可以直接帶動電磁閥和小型交流接觸器。 第三,便捷性強。 PLC 系統(tǒng)實現(xiàn)了標準化、系列化、模塊化設計,并且硬件配套較好、較全面,用戶選擇空間大,使用起來很便捷,可以根據(jù)自己的需要進行選擇。 PLC 技術的安裝也很容易,可以快速投入工作中。 第四,抗干擾性強。 前期的繼電器控制系統(tǒng)很多由于應用了中間繼電器、時間繼電器等電氣設備,容易造成接觸不良,導致儀器故障,造成很大的損失。 PLC 技術的使用不僅取代了這些繼電器,還優(yōu)化了其系統(tǒng)的各項功能,不僅減少了故障,還為用戶節(jié)省了很多成本,創(chuàng)造出很多利潤。

3 PLC 技術應用于電氣自動化控制的途徑

3.1 PLC 自動控制技術

閉環(huán)控制PLC 技術、順序控制PLC 技術、開關量控制PLC 技術是PLC 自動控制中的核心技術。 其中,閉環(huán)控制PLC 是電氣工程自動化控制中應用價值最大的一項技術。 傳統(tǒng)依靠人工操作的電氣工程工作效率低,人力、物力、財力投入巨大。 將閉環(huán)控制PLC 技術應用于電氣工程,能夠通過操控轉(zhuǎn)速測量單位與電氣原件,大大提高電氣工程中各設備的準確率,減少失誤,之后再控制電氣工程中的電氣電機泵,達到對整個電氣工程的控制,讓電氣工程能一直保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

電氣工程還需要順序控制PLC 技術,依照其順序進行控制,比如在電氣工廠中,利用順序控制技術將生產(chǎn)過程中的爐渣和爐灰依照順序分離出來,通過PLC技術的順序控制賦予電氣工程的操作縝密的邏輯性,并做好現(xiàn)場轉(zhuǎn)播、主站層和遠程控制的系統(tǒng)工作,使其各方面的工作都能順利實施,使PLC 自動控制系統(tǒng)發(fā)揮出最大的作用。 同時,相關人員還要用PLC 的開關量控制技術在充足的時間保障下對電氣工程自動化控制工作的各項開關進行控制,縮短電氣工程自動化的控制時間,從而提高整體的工作效率。 自動化控制系統(tǒng)的效率提高了,整個電氣工程設備系統(tǒng)的工作效率將會同步提高,合理地利用好各項資源,提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

3.2 數(shù)字控制能力

通過PLC 技術對電氣工程及自動化控制技術的幫助,能優(yōu)化電氣工程與自動化控制系統(tǒng)。 PLC 技術對操作人員的技術要求較高,需要隨時保持高度警惕的工作狀態(tài),對PLC 技術的自動控制系統(tǒng)進行管理,同時要熟練掌握PLC 技術的原理和操作方式。 數(shù)字控制能力是近代快速發(fā)展的自動控制技術,PLC 技術憑借該功能可對其他電氣工作進行良好的控制。 從運行原理、運算方法角度來看,其理解起來相對復雜,但實際操作較為簡單,可依托于某種工程各項標準,運用文字編碼的方式以特定的數(shù)字或符號表現(xiàn)出來,經(jīng)過數(shù)字控制系統(tǒng)的邏輯處理與計算發(fā)布動作指令,并作用于相應的機械設備,從而達到控制的效果。

在生產(chǎn)不同的產(chǎn)品時,只需要將其參數(shù)和控制程序做出相應的調(diào)整,其他條件固定不變就可以進行生產(chǎn),從技術和生產(chǎn)投入層面節(jié)省了人力、物力、財力。所有的資料信息都可以進行保存,在其需要保密處理的信息和材料上也可以做加密處理,以免信息和技術泄露。 由此可見,PLC 技術的數(shù)字控制能力應用價值非常高。 目前,隨著電氣工程的不斷發(fā)展,數(shù)字控制技術在信息識別上也得到了廣泛的應用。 數(shù)字控制技術可以檢查出信息的真?zhèn)?通過增加二進制的位數(shù)提高控制技術的精確度,減少了工作失誤。 檢測出錯誤的信息后,利用數(shù)字控制技術還可以對錯誤的信息進行糾正,避免了電氣自動化系統(tǒng)的失誤和故障。 數(shù)字控制技術選用了連接最快的纖維材料,通過控制智能終端與隔板,對其相關數(shù)據(jù)進行控制,實現(xiàn)了快速、科學、智能的安裝。 隨著數(shù)字控制技術的不斷優(yōu)化和改良,目前,其不僅被應用在電氣工程中,還被其他行業(yè)廣泛應用[1]。

3.3 邏輯控制能力

PLC 技術作為一種可編程邏輯控制器,是利用可編程的存儲器,對其內(nèi)部各項系統(tǒng)的邏輯運算、順序控制、計算、存儲、計時等進行指示,并通過控制系統(tǒng)對其進行控制。 在實際應用中,首先需要將控制的系統(tǒng)或程序利用邏輯控制器進行掃描,讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)進行輸入采樣,并且將提取的狀態(tài)和數(shù)據(jù)存儲到相應的單元格內(nèi),輸入采樣之后進行轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新。 在這個過程中,如果輸入的是脈沖信號,那么掃描周期一定要小于脈沖信號的長度,因為在這個時期輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會根據(jù)實際情況的變化而變化,所以只有保證掃描周期與沖脈信號長度之間的規(guī)范控制,才能保證最終提取和錄入信息的準確度[2]。

接下來進入用戶程序執(zhí)行階段,可編程邏輯控制器在掃描用戶程序和數(shù)據(jù)時按照由上而下的順序進行掃描,在掃描每一條梯形圖時,先從梯形圖左邊由各觸點構(gòu)成的控制線路開始掃描,同時按照先上后下、先左后右的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算,最終刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM 存儲區(qū)中對應位置的狀態(tài)和結(jié)果,這種結(jié)果就是在這樣縝密的邏輯運算的方式中產(chǎn)生的。 在邏輯運算的過程中,輸入點在映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都不會發(fā)生變化,而其他輸出點和軟設備在映象區(qū)或系統(tǒng)RAM 存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化,發(fā)生變化時,先掃描的梯形圖紙的掃描結(jié)果會影響排在后面掃描的梯形圖紙中的線圈和數(shù)據(jù),后掃描的梯形圖得出結(jié)論的邏輯線圈的狀態(tài)和數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對一開始的數(shù)據(jù)和程序發(fā)出指令。 因為邏輯控制的過程極其復雜和煩瑣,所以在整體的邏輯控制中,一定要非常嚴謹?shù)刈龊酶黜棓?shù)據(jù),不管在哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,都會影響整體的控制程序[3]。

3.4 交通以及中央空調(diào)的控制

在傳統(tǒng)的交通信號燈的設備工作中,經(jīng)常會出現(xiàn)信號指示錯誤或故障,造成極其嚴重的交通事故。 此時,應用PLC 技術可在交通信號燈電氣工程自動化控制方面實現(xiàn)重大突破,對整個交通系統(tǒng)進行優(yōu)化升級,提高信號燈的準確性,減少失誤故障導致的交通事故。例如,某市的交通大隊在該市的一個區(qū)進行調(diào)查,在傳統(tǒng)的交通信號燈設備工作下,平均每月因信號燈而出現(xiàn)的失誤是10 次左右,其中每月因信號燈失誤造成的交通事故為13 起左右,涉事車輛20 余輛,嚴重的交通事故會造成人員傷亡。 自從采用了PLC 技術優(yōu)化后的自動控制技術,幾乎不會有失誤,提高了信號燈的準確率,減少了交通事故。

傳統(tǒng)的中央空調(diào)由數(shù)字控制器和繼電器等進行控制。 其中,冷卻水系統(tǒng)不完善、冷卻泵頻繁開啟會造成電機開啟和關閉頻繁,導致很多安全問題。 PLC 利用微處理器和控制中心的接口對中央空調(diào)內(nèi)部的邏輯運算、數(shù)字運算和整體控制等方面進行數(shù)據(jù)緩沖、數(shù)據(jù)記錄、信號匹配和故障預警,從而實現(xiàn)在制冷的過程中,中央空調(diào)的控制系統(tǒng)可以使冷卻水通過冷凝器把高溫、高壓的氣體轉(zhuǎn)成冷空氣,再將所釋放出來的熱量排到地下。 制熱時,冷凝水通過冷凝器吸收熱量進行供熱的同時,將冷空氣排入地下。 在上述過程中,PLC 技術充分發(fā)揮了優(yōu)化后的中央空調(diào)控制系統(tǒng)邏輯運算和定時功能,提高了中央空調(diào)的數(shù)字化和智能化的能力[4]。

3.5 做好后勤工作

想要讓電氣工程健康、平穩(wěn)地發(fā)展,就需做好各項后勤保障工作,這樣電氣工程自動化控制系統(tǒng)才能有發(fā)揮作用的空間。 (1)及時對電氣工程和PLC 技術中的各項設備進行檢查和維修,盡量減少在日常工作中的故障,并且對其相應的老化部件進行調(diào)整或更換。如果出現(xiàn)故障問題,在很大程度上會影響儀器的正常運行,甚至導致電路出現(xiàn)短路的現(xiàn)象。 為了避免出現(xiàn)故障,電氣工程的管理人員應成立檢核與維修部門,定期檢查和維修設備,確保各項設備和儀器可以正常運行[5]。 (2)定期對電氣工程的員工進行培訓,使員工充分了解電氣工程中的各項設備和系統(tǒng)的工作原理,以此規(guī)范各項儀器的使用方法,盡量避免在儀器和設備的正常運作下,因操作人員的操作不規(guī)范所導致的儀器故障問題。 通過企業(yè)的培訓讓員工的工作素養(yǎng)不斷提高,這樣員工在工作的過程中才能盡心負責。 此外,單位還可定期進行制度和操作規(guī)范的考核,建立獎懲機制,安排專職人員進行培訓、監(jiān)督、考核,通過員工各項工作素質(zhì)的穩(wěn)步提升,帶動企業(yè)的整體發(fā)展。 (3)保障電氣工程的安全工作。 傳統(tǒng)的電氣工程工作環(huán)境很容易發(fā)生安全事故。 目前,在PLC 技術的智能管控下,安全隱患大大減少。 但電氣工程畢竟屬于高危的工程,一定要避免安全事故的發(fā)生,因為在電氣工程中發(fā)生安全問題會對企業(yè)效益、儀器設備甚至是人身安全都造成很大的影響,尤其是在使用PLC 技術之后,部分企業(yè)和員工過于依賴高科技智能系統(tǒng),對平時的工作環(huán)境和儀器安全都疏于管理,比如易燃、易爆物品亂丟、亂放,安全設備不齊全,不定期檢查等,一旦發(fā)生安全事故,沒有能力解決,最終釀成大禍。 (4)完善相關體系和機制,由專職人員負責和管理,嚴格規(guī)范員工的操作方法和流程,計入績效考核,監(jiān)督和實施的管理人員必須做到公平、公開、公正,使各職能部門和員工都能夠按照要求和標準開展工作。

4 結(jié)語

PLC 技術的不斷進步和發(fā)展,對電氣工程自動化控制技術具有重大的推動作用。 不斷完善內(nèi)部結(jié)構(gòu),利用其嚴謹?shù)募夹g手段和清晰的邏輯能力,對電氣工程自動化控制系統(tǒng)進行優(yōu)化,可降低電氣工程的投入成本,同時加快生產(chǎn)速度,提高電氣工程的生產(chǎn)質(zhì)量,促進電氣工程的發(fā)展。