PLC技術在電氣工程及自動化控制中的應用
摘要:PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的應用不僅可促進企業工作效率的提升,在企業工作質量改善中也發揮了重要作用。本文從PLC技術的定義和特點出發,簡要分析了PLC控制系統的核心技術,重點分析了PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的應運用及策略,探討了PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的發展趨勢。
關鍵詞:PLC技術;電氣工程;自動化控制
1PLC技術概述
1.1PLC技術的定義和特點
PLC全稱為ProgrammableLogicController,即可編程邏輯控制器,該技術可通過對工業數據的模擬和編程達到提升工業環境安全的目的。PLC系統在自身的存儲器內部可以執行諸如邏輯運算、順序等特定的操作,還可通過對一些常見的模擬量和數字量進行inlet和outlet來控制電機或器械。電氣自動化中所使用的傳統控制器系統內部接線較復雜,不僅可靠性較低,能源消耗也較高,同時也不具備較良好的靈活性。以計算機技術以及接觸器控制技術為基礎的PLC應用輔助繼電器代替了傳統的機械觸電繼電器,應用邏輯關系代替了原來的連接導線,而這類繼電器的節點變位時間可以無限趨近于零,也無需像傳統繼電器一樣考慮返回系數問題。PLC控制系統具有非常強大的抗干擾能力,因此在復雜的工業操作環境中也可正常應用。PLC控制系統采用簡單的指令形式,操作起來簡單便利。正是這些優勢,PLC技術在近些年逐漸取代了傳統系統運用于電氣工程及其自動化控制中。
1.2PLC控制系統的核心技術
1.2.1PLC控制技術中央處理器、存儲介質、輸入輸出接口、電源等部件構成了PLC控制系統,用戶也可根據實際需求添加輔助控制等外部輔助設備,各部件功能如下:
(1)中央處理器的主要功能是分析數據,接收并處理用戶輸入的指令或數據;
(2)存儲介質的主要功能是存儲用戶程序中的相關信息與數據;
(3)輸入輸出接口的作用在于接收或傳遞指令信號;
(4)電源的作用則為控制系統電源的接通與關閉。通常而言,PLC控制系統的工作原理與計算機的工作原理類似,接通電源后進行中央處理器的自動診斷,診斷結束后對網絡信息進行處理,這些均屬于準備工作;準備工作完成后再選擇用戶程序進行掃描,并通過輸入輸出口進行控制。一旦在應用PLC控制系統過程中出現不合理的情況,我們即可從中央處理器自動診斷步驟重新開始。
1.2.2PLC控制系統的設計原則在進行PLC控制系統設計時,我們需遵循以下幾個原則:
(1)PLC控制系統的安全性與可靠性需得到保證,同時還要滿足控制對象的基本需求。
(2)在確保PLC控制系統能夠正常運行的情況下,最大限度縮小成本投入,提高生產制造企業的經濟效益,同時還需進行系統的擴展開發,以便系統升級或再次開發操作。
(3)PLC控制系統下生產出的產品不僅需保證質量,還需保證安全性。
2PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的運用
2.1在順序控制方面的運用
PLC技術作為順序控制器進行應用是目前其在實際生產生活中應用最為普遍的環節,如應用PLC技術清理火力發電廠的飛灰和爐渣。在順序控制過程中,一旦自動化控制系統在發揮自身效能時遇到困難,生產效率將變低。PLC在順序控制方面的應用主要涉及遠程控制、現場傳感、主站層這三個部分的內容,我們在進行自動化系統的設計與組合時需確保科學性與合理性,以充分發揮PLC技術在順序控制方面的性能。
2.2在開關量控制方面的運用
PLC技術在應用于電氣工程及其自動化控制中時可以可編程存儲器的身份參與進虛擬繼電器運行過程中。在對繼電器進行通斷控制時,PLC控制系統往往需要很長的反應時間,這實際上也就意味著繼電器難以在短路保護期間得到有效控制。這正是PLC在運用過程中不斷出現的缺點之一,改善這一缺點的措施有自動切換系統與PLC技術的綜合運用,這一手段不僅可改變系統反應慢的現狀,同時還可促進系統運作效率的提升,而這正是PLC技術在開關量控制方面的應用。
3PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的運用策略
早在電氣工程自動化控制智能化發展的起步階段,PLC技術已經在該領域有了應用,最具代表性的是電氣工程自動化控制對信息技術的初步利用。近些年,計算機技術與科學技術的發展使得PLC技術理論體系逐漸完善,其在電氣工程自動化控制中所發揮的作用也越來越大。為了更好地將PLC技術應用于電氣工程及其自動化控制中,筆者認為可采用以下策略。
3.1深入展開PLC技術在電氣工程自動化控制
為了給PLC技術的運用提供思路,我們需從電氣工程自動化控制的實際需求出發,既要鼓勵全球權威的專家學者通過大量實踐案例進行PLC技術在電氣工程自動化控制中的理論研究,還要對PLC技術進行深度開發。
3.2積極開展專業技術培訓工作
PLC控制系統設計人員的綜合素養較低是影響其在電氣工程自動化控制中運用的主要因素,因此我們需更加重視設計人員的專業技術培訓,確保其掌握PLC技術。
3.3加快建立健全PLC技術的運用規范和標準
在運用PLC技術時,其規范性與統一性非常重要,因此我們需加快建立健全相應的運用規范與標準,同時還需推動其成為行業標準,以為電氣工程自動化控制的信息化發展奠定較為夯實的基礎。
3.4為系統設計單位與使用單位建立有效的溝通機制
有效的溝通機制可確保系統設計目標與實際生產需求相符,系統設計單位與使用單位之間也可及時針對設計或使用過程中存在的問題進行交流溝通。除以上4種策略外,我們還需對系統運行環境加以考慮,如在極易受到電波干擾的惡劣環境下,設計人員可安排對應的抗干擾設備,以保證PLC控制系統切實發揮自身效能。
4PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的發展趨勢
4.1進一步提升PLC控制系統的可靠性與抗干擾性
在過于惡劣或電磁干擾過于強烈的生產環境下,PLC控制系統在運算或控制過程中極易出現偏差管理現象,甚至還會因某些重要環節出現的錯誤而導致工業生產秩序紊亂。因此,進一步提升PLC控制系統的可靠性與抗干擾性是PLC未來發展的科學方向。在這一方向指導下,我們需采取措施提升系統在惡劣環境以及電磁信號密集環境下的抗干擾能力,而并盡量減少系統設計、安裝及使用過程中各類因素對系統所產生的負面影響。
4.2推動PLC系統向網絡化、數字化發展模式不斷邁進
1975年DCS技術問世,到目前,其在電氣自動化控制系統中的應用以及研發水平日益成熟,但由于提升的空間有限,因此其逐漸出現了后勁不足的現象。PLC技術與DCS技術的充分融合則有利于二者優劣互補,經過合理通化與創新發展,一種全新的控制系統產生并且在電氣工程中得到了較為廣泛的應用,即FCS控制系統,這將使得進一步綜合與強化的應用在系統內數字化、自動化及智能化的控制中得以實現。在不久的將來,FCS控制系統技術還將進一步拓寬其在火電廠工業生產中的廣泛應用,同時還將獲得持續的完善與更新。
5結語
近些年,隨著計算機技術與接觸器控制技術的發展,PLC控制系統的設計與應用得到了進一步完善,其技術理論體系也越來越成熟。綜上所述,PLC技術在電氣工程及其自動化控制中有著傳統機械觸電繼電器所無法比擬的優勢與特點,而互聯網技術與信息技術的成熟將使得其控制系統更加安全可靠,其在電氣工程自動化控制領域的應用也將得到進一步的深入。
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作者:王宇超 單位:上海遠動科技有限公司
責任編輯:電力交易小郭
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