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PLC技术在自动化电气控制中的应用探讨

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  摘 要:PLC技术的全称为“可编程逻辑控制器”,是一种专门应用于工业环境的数字运算操作电子系统。PLC技术在自动化电器控制中的应用优势体现在可靠性高、操作简便、适应性强及链接便利等方面。本文从设计、安装、运行和监控等方面简述了PLC技术在自动化电气控制中的应用。并结合应用案例简要说明PLC的应用情况。为提升PLC技术在相关领域的应用成效,建议采取构建合理的应用技术标准、加强人才培养并持续进行适应性的技术开发等策略。
  关键词:PLC;电气控制;自动化
  DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.125
  1 PLC技术的基本原理
   PLC技术的全称为“可编程逻辑控制器”,是一种专门应用于工业环境的数字运算操作电子系统。PLC技术通过在储存器内部进行编程运算,实现以顺序、数量、时间等要素指令对机械设备的控制,从而起到优化工业生产过程的目的。PLC技术的出现得益于上世纪70年代通用汽车等工业制造企业对生产线控制系统的升级要求。在经历近50年的发展后,PLC设备向小型化、智能化的方向不断演进。现代PLC的基本结构与微型计算机较为相似。可以将PLC技术分为输入、程序执行和输出三个基本工作步骤。由按钮、开关等输入设备将信号传输到CPU,再从ROM/RAM中提取预先编写的程序进行信息处理。经过CPU的运算后,经由输出接口将指令传递到接触器等输出设备中,从而实现对工业设备的自动控制。
  2 PLC技术的应用优势
   PLC技术在自动化电器控制中的应用优势体现在诸多方面。第一,可靠性高。随着PLC的广泛应用,控制器可以实现长期稳定运行并具有诊断和保护功能,增强了自动化控制系统的稳定性和安全性。第二,操作简便。目前常见的PLC控制器采取更加简便易懂的控制指令,操作人员可以根据需求快速调整。并且无需专业的编程知识,对人员能力的较低要求使其得以廣泛应用。第三,适应性强。PLC技术以功能模块为基础构建,为用户带来了多样化的组合方式,通过合理构建功能模块可以将PLC应用于各种系统中。第四,链接便利。PLC技术可以根据现场信号即器件的状况,选择相适应的模板实现输入、输出的快速连接。无需单独设置机房,对干扰的屏蔽要求也较低。从而显著提升了其应用的便利性,也是PLC最突出的应用优势之一。第五,随着信息技术的不断发展,PLC可以根据用户需求选择更高的配置,在运行速度上具备绝对优势,成为部分项目的必然选择。
  3 PLC技术在自动化电气控制中的应用
  3.1 设计与安装
   PLC控制中的应用要点在于对控制系统的设计。在设计实施前,需要对任务执行环境进行深入调查,内部包括运行周期、驱动方式、监控对象、联网需求等。根据调查结果合理设定总体方案,并确定硬件构成要素。
   然后,进行应用程序设计。当系统较为复杂时,一般可以按照流程或功能进行条状或块状分割。将总系统转化为多个字系统并根据任务分别进行程序编写并合理连接。在程序编写完成后进行调试并安装保护设施。设施安装应当按照绘制主回路电路图、敷线装机、检测环境的步骤逐一进行。
  3.2 运行与监控
   PLC应用于自动化电气可以更加便捷的实现监控和开关控制等活动。PLC在自动化电器中进行顺序控制无需传统的开关。将开关状态及其控制逻辑以储存值的形式置于控制器内。当需要改变顺序逻辑时,可以通过外接的程序输入设备进行程序改写,即可实现顺序的改变。以清除锅炉灰渣为例,将现场的传感输入数据经由主站层接入PLC控制器后,可以根据SO2的排放量实时检查确定石灰石脱硫的循环状况。由远程控制人员结合锅炉的设计参与和运行数据,对PLC进行程序改写和控制,从而完成清渣工作。
  3.3 应用案例
   PLC在工业生产中的应用非常广泛,本文以机床电气和物流仓储为例,简要说明PLC的应用情况。现代机床加工对灵活性有更高的要求,PLC由于反应时间短的优势,为快速机床的生产作业提供了必要支持。同时,PLC技术可以对机床的液压、电气构件运行情况进行监控,当发现问题时及时报警,从而避免了加工质量降低带来的不必要损耗。PLC的抗干扰特性也适合于机床加工的复杂作业环境,较长的使用寿命降低了停机检测的时间,有效提升了企业的生产效率。在物流仓储领域,自动化发展使PLC技术得以广泛应用。自动化仓储要求以较少的人工实现货物的快速出入库,垂直、横移等多种运动形式的仓库均需要闭环控制系统。运用PLC后,运行系统可以长期处于稳定运行状态,避免单一环节的问题影响整体效率。同时,也可以对堆垛机等辅助设备进行远程自动化控制。通过改写程序快速转化系统运行方式,有效提升了管理能力,以适应物流链中货物品类、供给速度的变化。
  4 提升PLC技术在自动化电气控制中应用成效的策略
   为提升自动化电气控制效果,应当在对PLC应用中构建合理的应用技术标准、加强人才培养并持续进行适应性的技术开发。随着自动化电气相关应用行业对PLC的不断应用,可以在各自领域分别构建涉及产品质量、系统设计、运行检测等多方面的技术标准。以共识性的标准规范为PLC技术的应用提供良好的发展环境。相关企业应当组织应用人员深入学习PLC技术的应用原理,并逐步掌握计算机硬件、程序编写等技能。以促进PLC的应用成效。各类院校可以在电气自动化专业中引入或拓展PLC技术教育,为社会提供更加充裕的专业人才。
  5 结束语
   综上所述,PLC技术是信息技术发展的具体产物,在自动化电气控制中具有广泛的应用优势。对PLC技术的应用应当采取科学的设计方法,注重安装环境的质量,使其发挥在电气控制中的监控和条件作用。PLC技术的发展需要应用行业企业及社会的共同努力,不断以技术变革提升生产力,促进社会经济的持续发展。
  参考文献:
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