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PLC技术在电气工程的应用状况

 论文栏目:电气工程论文     更新时间:2019/6/12 9:23:07   

[摘要]随着科学技术的不断发展进步,PLC技术被广泛应用在电气工程自动化控制中,并以其独特的技术优势占据着核心技术地位。PLC技术有着广阔的发展前景,而电气工程自动化控制中成功引入PLC技术,将推动电气工程的长远发展。主要介绍PLC技术以及该技术的应用领域,并系统分析PLC技术在电气工程自动化控制方面的应用状况。

[关键词]PLC技术;电气工程;自动化控制;应用

PLC技术具有很多优势,其中比较典型的就是容量大和反应快,不仅拓展了电气工程自动控制系统的整体功能,而且显著提高了系统运行的准确性和稳定性。所以,电气工程自动化控制系统与PLC技术的完美结合,有效满足了用户的使用要求,而且极大地拓宽了电气工程自控化控制系统的应用范围,具有一定的实效意义。

1PLC技术概述

传统的控制技术有计算机控制、单片机控制和继电器控制等,这些控制方式都存在自身的缺陷问题,如计算机控制系统虽然功能强大,但只适用于室内工作,使用条件受到限制;单片机控制可实现的功能相对比较简单;继电器控制的使用寿命较短且能耗大。对此,为了攻克传统的控制难题,PLC技术应运而生,并且以其强大的稳定性和功能性迅速地得到广泛应用[1]。PLC,即可编程逻辑控制器,该技术以计算机技术为基础,融合了计算机控制技术的精密复杂性,对工业数据进行模拟和编程,实现了工业上的智能控制。PLC系统的功能强大,其存储器内部可以执行逻辑运算、顺序等特定的操作,其逻辑关系代替了原来的连接导线,结构相对简单但丰富了系统功能,同时PLC对于电机和器械的控制主要是通过inlet和outlet相关的模拟量和数字量,这种操作能够减少来自外界的干扰,适用于复杂的工作环境中。PLC的控制系统主要由硬件和软件两部分构成。其中,硬件部分是指二极管、开关等电气元件,而软件部分是技术人员根据系统功能要求编写的包含各种逻辑关系的软件。PLC的硬件和软件都是可以被改变的,可以根据现场应用情况随时对软件进行程序的修改,也可以对此进行硬件的更换,以满足工业上多样化的使用要求。PLC技术主要通过采样、执行和输出这三个阶段来实现控制。采样阶段,待输入数据以脉冲信号被读取,可编程逻辑控制器通过扫描数据进行采样并储存。执行阶段,PLC通过自上而下的扫描使其按照特定的顺序和路线进行操作,进而得出正确的运算结果,以便判断分析该命令是否需要执行。输出阶段,PLC系统的中央处理器根据输入数据的状态进行相应的输出信号,并完成相应的指令。

2PLC在电气自动控制系统中的应用

2.1开关量的逻辑控制

开关量的逻辑控制,是PLC技术应用最广泛的领域。PLC技术内部的可编程存储器作为一种虚拟继电器取代传统的继电器形式,具有极强的控制开关量的能力。同时,由于PLC技术可以连接网络,其控制点数基本可以无限扩大,而且它内部的逻辑关系比较强大,能够对任何逻辑关系作出相应的控制[2]。

2.2模拟量的控制

在工业生产中,遇到最多的变量就是电流、电压、温度和压力等,这些变量在实际的生产过程中是不断变化的,因此需要进行相应的控制。PLC对于模拟量的控制,一般都需要将模拟量转化成数字量进行处理,这是因为PLC对于数字量的处理功能相对比较强大,不仅能够对数字进行加减乘除这些基础运算,还可以进行开方、插值和浮点等高级运算。所以,PLC系统中对模拟量进行控制时,一般需要配有模拟量和数字量的转换单元,即A/D、D/A单元。A/D单元是将外电路传递过来的模拟量转换成数字量,D/A单元是将PLC系统的数字量转换成相应的模拟量,进而传递给外电路进行控制。PLC对于模拟量的控制的典型特点是它可以同时控制开关量,其功能远远超过其他控制方式。

2.3数字量的控制

由于PLC技术是以计算机技术为支撑,所以可以实现对数字量的处理和控制。PLC技术对数字量控制是参照数字控制技术的原理,基于PLC系统能够接收和输出脉冲的功能和数字处理运算的能力,再加上配套的传感器装置。所以,对PLC系统进行配套的单元配置就可以实现对数字量的控制。

2.4数据采集

PLC系统具有庞大的数据存储区,其采集方式也是多种多样的。它可以采用计数器进行脉冲数据采集,也可以采用A/D单元进行模拟量采集,采集的数据都可以在存储区自动存储,同时,PLC系统可以与计算机和打印机等外接设备相连接,利用计算机进行更加系统精准的数据分析和处理,并通过打印机进行打印,以书面形式呈递给相关工作人员。

2.5监控

PLC系统的内部元器件相对较多,必然存在大量的自检信号,所以能够实现对自身工作的监控,有助于各个系统有条不紊地运行。除此之外,PLC系统还能对控制对象进行监控,当控制对象不能按设定值完成动作任务时便进行报警等处理,方便工作人员及时发现问题,解决问题[3]。

2.6联网、通讯

当今的工业发展更加智能化和集成化,而PLC技术的联网通讯功能正好满足了这一使用需求。PLC技术不仅能够实现PLC与PLC之间的联网通讯,而且可以与计算机、仪表等装置进行通讯,方便了系统之间信息的交换传递。

3PLC自动控制技术在电气自动控制中的应用状况

3.1交通领域

在交通领域应用电气自动控制技术,主要表现在对于交通信号灯的控制。例如,当某段道路上出现交通事故等突发状况时,容易发生交通堵塞,这时候监控系统能够捕捉到这些路况信息。如果引入PLC自动控制技术,则通过该技术就可以把这些路况信息传递到相关部门的设备上,然后通过逻辑控制来实现对交通信号灯的控制。整个操作系统都是自动完成的,不需要人为参与[4]。所以,将PLC技术应用在交通领域,可以随时保障路段的通畅,同时,交通信号灯根据路况的实时情况进行调整,从一定程度上减少了交通事故的发生,使人们的出行变得更加顺畅,更加安全。

3.2电梯控制系统

电梯广泛应用在高层建筑上,是人们日常生活必不可少的工具。电梯的变量主要指额定载重量和运行速度等,这些变量作为输入信号是随机出现的,其电梯控制系统需要根据这些输入信号进行相应的执行命令。PLC自动控制技术的引入,使得电梯控制系统能够根据输入信号,利用PLC系统自身的软件程序对输入信号进行逻辑运算,然后发出输出指令,对电梯的拖动系统进行调整。PLC自动控制技术使得电梯控制系统稳定性较强,运行速度快,同时便于电梯的维修,延长电梯的使用寿命。

3.3数控领域

数控领域对于PLC自动控制技术的应用主要体现在两方面。一方面,PLC自动控制技术能够实现对机床的运行轨迹的设定,确保机床按照设定的控制程序稳定运行,减少人为操作导致的失误,提高产品质量[5]。另一方面,PLC系统自身能够对软件进行编程设计,以便于根据机床的运行状况进行调整编辑,进而保证数控系统的准确性。

3.4空调领域

PLC自动控制技术的一个典型优势就在于能够避免外界因素的干扰,按照自身的程序设定执行并控制。而PLC自动控制技术在空调领域的应用恰好就是利用了这个特点。例如,在中央空调的电气控制系统中,使用PLC技术进行控制能够保证空调最大时间范围内保持在最佳的工作状态,显著提高空调的运行效率。同时,也能根据用户的使用要求进行系统设置操作,让用户有更好的空调体验。

4结语

随着我国工业的不断发展进步,各行各业都对电气自动化控制加大了重视程度。PLC自动控制技术以其稳定的性能和可靠的操作而备受关注,并被广泛应用。PLC技术在电气自动化控制系统中的应用,提高了整个系统的应用性能,优化了企业的资源配置结构,极大地推动了我国电气工程行业的发展,使其朝着智能化、集成化、开放化的方向逐步发展。当然,根据现阶段PLC技术的应用情况,该技术仍然存在一些不足,这就需要不断吸收融合其他先进技术的优势,并根据实际应用经验进行调整创新,最大程度上满足工业的发展需求。

【参考文献】

[1]朱骏.电气工程自动化控制中智能化技术的应用[J].电子制作,2019(06):71-72.

[2]李朝明.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].化学工程与装备,2019(03):229-230.

[3]黄立忠.电气工程自动化控制中PLC技术的应用[J].世界有色金属,2018(24):161+163.

[4]张培培.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用分析[J].农家参谋,2019(05):216.

[5]贾亚飞.PLC技术在电气工程自动化控制中的应用[J].南方农机,2019,50(04):150.

作者:周锦阳 单位:沈阳工业大学

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