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【摘 要】本文主要针对PLC概述、PLC技术的原理、PLC技术的优点、PLC在电气自动化控制中的应用以及PLC在电气自动化应用前景展望进行简要分析,仅供参考。
【关键词】PLC技术;电气工程;自动化控制;应用
一、PLC概述
PLC是一种以汇编程序为基础的控制器,主要由通信模块、功能模块、输入输出电路接口、储存器、中央处理器和电源等组成,根据用户程序要求进行数字控制,基于软件控制系统,根据PLC内部的CPU顺序,按照串行形式,扫描各个输入点数据,并且将相应控制信号发送给输出点。PLC的CPU通过逐条执行程序命令,周而复始的进行程序扫描。PLC进行数字操作,主要是通过识别0点数和1点数,处理和传输信息数据,然后管理和控制电磁阀或者电机开关,还可以对系统中某些电力设备的温度、流量、压力等参数进行控制。PLC可编程逻辑控制器通过输入端、输出端和电气设备进行接线,因此PLC系统只有少量接线,大量线路都由软件系统连接起来,在PLC系统运行中以程序方式储存在内部储存器中,如果电气自动化控制系统需要改变控制要求,只需要修改PLC控制程序,不需要变动控制器接线。
PLC的通用性和灵活性在电气自动化控制中有着明显的优势。PLC在电气自动化控制中的应用,要结合电气自动化控制系统同的实际需求,选择的合适型号的PLC装置,提高电气自动化控制系统的自动化、集成化和智能化。在日常运行过程中,电力企业只需要安排专业的管理人员来维护和管理电气自动化控制系统。在电气自动化控制中运用PLC,可有效提高电气自动化控制系统的运行效率,提高生产运营效益。
另外,PLC具有明显的应用优势,一方面,抗干扰性较强,传统控制系统应用大量继电器,而PLC可利用少量的输入和输出硬件设备来解决触点接触不良的问题,实现系统的自动化运行,降低系统故障率,并且采用软硬件抗干扰方式,可有效提高系统的可靠性和抗干扰性;另一方面,编程简单,PLC应用系统开发时间较短,调试、安装和设计比较容易,不需要拆动硬件设备,只需要修改程序编程,从而调整和改变控制方案。
二、PLC技术的原理
PLC,全称ProgrammableLogicController,可编程逻辑控制器,是一种以微处理器为核心的数字运算操作的电力系统装置。它是专门为工业现场应用而设计的。采用一类可编程的存储器,相关人员可以在该存储器内部执行相应的逻辑运算、顺序控制等操作指令,并通过数字式或模拟式的输入、输出接口,实现对各种类型设备的识别或生产过程的控制。
PLC技术属于计算机控制技术范畴,其工作原理主要有三个不同的阶段,即输入采样阶段、用户程序执行阶段和输出刷新阶段。在输出采样阶段,PLC可以依次扫描所有输入状态和数据,并将其存入I/O映像区中的相应单元内,然后转而执行用户程序,控制输出操作;在用户程序执行阶段,PLC可以按照从上到下、自左向右的顺序,依次扫描用户程序,并对扫描到的数据信息进行运算,根据运算结果控制逻辑线圈的状态,以确定程序是否处于正常运行状态;在输出刷新阶段,CPU会发出相应的指令,然后依据I/O映像区数据和相关状态,结合电路封锁功能驱动外部设备的运行,从而实现电气自动化控制。
三、PLC技术的优点
作为微机技术和传统继电接触控制技术相互结合的产物,PLC技术克服了继电接触控制系统中机械触点接线复杂、可靠性低、功耗高、灵活性差等缺点,充分利用了微处理器的优势,具体包括以下优点。
1、功能完善
当前,PLC产品的规模和型号非常丰富,可以满足各种工业控制的需要,而且具有非常完善的逻辑处理和数据运算功能,被广泛应用于各種数字控制领域。
2、可靠性高
在PLC的生产过程中,采取了先进的内部抗干扰技术,极大地提高了系统的可靠性。同时,PLC具备相应的自我检测能力,一旦发现硬件故障,可以及时发出警报信号,提醒相关人员处理故障,因此,PLC控制系统具备很高的可靠性。
3、编程语言简单
作为一种工控计算机,PLC的接口相对简单,编程容易,其使用的梯形图语言编程对工作人员的专业技能要求较低,不需要面对复杂的汇编语言,即使那些不熟悉计算机的人员也可以轻松上手。
4、维护方便
在PLC技术中,以存储逻辑代替了接线逻辑,极大地降低了装置外部的接线数量,减少了系统的建设周期,同时,也在一定程度上降低了设计难度,以便于系统的维护和管理。不仅如此,PLC可以实现在线编程,转变生产过程,被广泛应用于多品种、小批量的工业生产控制中。
四、PLC在电气自动化控制中的应用
1、闭环控制
电气自动化控制系统有多种电机启动方式,如机旁屏手动启动、现场控制手动启动、自动启动等。电气自动化控制系统PLC技术的闭环控制,包括电液执行单位、转速测量单位和电子调节单元,实现对转速测量和调节器的有效控制。电气自动化控制系统应用PLC控制器的自动启动方式,在动力泵开机时,应用PLC顺控模块,根据泵设备的累积运行时间,合理选择主备用泵,利用机旁屏手动启动方式,只需要在泵启动时适当调节现场开关,根据电气自动化控制系统泵的运行时间,从而决定关闭或者启动主备用泵,在现场操作时,将开关档调至调速器手动档。当前,电气自动化控制系统多采用常规控制系统和PLC控制技术配合的方式,在应用过程中可利用常规控制系统来补充PLC控制系统,优化泵类电机控制回路。在PLC控制器发生运行故障时,常规控制系统可保持电气自动化控制的正常运行,实现高效、持续的系统运行。
2、开关量控制
传统电气控制系统多应用电磁性继电器,在实际应用过程中会发生触点故障,从而降低电气控制系统的可靠性,并且传统电气控制系统内部接线比较复杂。PLC在电气自动化控制中的应用,采用大量软继电器,会提高电气自动化控制系统的安全性和可靠性,并且PLC控制器自身维护简便、功能齐备,不仅简化了电气二次接线,而且还会满足电气设备运行需求。PLC电气自动化控制系统会减少系统辅助开关的使用量,可集中显示和控制多个断路器的运行信号。例如,火力发电系统中使用备用电源自动投入装置,如图1所示,可有效增强了系统的安全性和可靠性,为了进一步加强对火力发电系统的控制,基于PLC的备用电源自动投入装置在电力企业的应用,工作人员可通过调整和修改编程,改变系统运行方式,并且PLC自身具有良好的数据处理和逻辑判断能力,有效提高系统的抗干扰性,实现火力发电系统的安全、稳定运行。 3、顺序控制
随着节能减排理念的深入,降耗增效成为工业生产的重点,对于电气自动化控制水平提出了更高的要求。開关量控制和顺序控制是电气自动化控制系统主要的控制方式,PLC在电气自动化控制系统的应用,代替继电控制器,不仅可有效控制电气自动化控制系统的单独工艺,而且配合信息模块和通信总线连接,可实现对电气控制系统的自动化运行。
四、PLC在电气自动化应用前景展望
PLC技术与计算机行业的发展紧密相关,当前我国的计算机行业正以一种飞快的速度向前发展,伴随着这种发展,我国PLC也取得了一个又一个重大的突破,PLC开始被广泛的运用到各个领域,为相关企业的生产活动提供着巨大的潜能和动力。毫无疑问,在未来的领域中,PLC技术将继续向着开放式控制系统不断的进步和发展,尤其是对于基于PLC的工业控制系统而言,这更是一种必然的趋势。我们充分的相信,为了能够更好的为用户提供服务,适合大多数用户的使用和需要,PLC将在现有基础上不断地进行完善和创新,注重人机合一的效果,逐步的加强通信设备的完备性,同时派遣专业的人员亲临现场对一些新的人员进行专业的指导。总体而言,PLC技术在电气自动化控制中具有一定的优势,有助于更好的实现电气自动化的控制。与传统的电气自动化控制系统相比较,具有明显的长处。传统的技术需要投入大量的人力和物力,需要极大的成本,而且在稳定性、安全性方面都存在着一定的问题,但是,PLC的应用将会在经营过程中节省一定数量的原料投入,而且有助于系统的稳定性和人员的安全性以及发电的可靠性的实现,在很大程度上为企业降低了成本,提升了工作效率,并创造了可观的收益。当然,我们也必须正视PLC在电力自动化应用中的问题,不断地突破现有的技术和人员瓶颈。
结束语
总而言之,PLC技术的发展和普及为电力工程的自动化控制提供了良好的技术支持,对电力工程自动化的发展起着极其重要的作用。电力工作人员应结合实际情况,充分重视PLC技术的合理应用,进一步推动电力行业的持续、稳定发展。
参考文献:
[1]刘铁中.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用[J].科技视界,2013,34:106.
[2]谢曼.探析新形势下PLC在电气自动化中的应用[J].电子技术与软件工程,2014,10:252-253.
[3]王文琦.电气自动控制中的PLC技术研究[J].科技致富向导,2014,30:124.
[4]左晓霞.PLC技术在电气自动化中的应用探讨[J].金田,2014,05:496.
【关键词】PLC技术;电气工程;自动化控制;应用
一、PLC概述
PLC是一种以汇编程序为基础的控制器,主要由通信模块、功能模块、输入输出电路接口、储存器、中央处理器和电源等组成,根据用户程序要求进行数字控制,基于软件控制系统,根据PLC内部的CPU顺序,按照串行形式,扫描各个输入点数据,并且将相应控制信号发送给输出点。PLC的CPU通过逐条执行程序命令,周而复始的进行程序扫描。PLC进行数字操作,主要是通过识别0点数和1点数,处理和传输信息数据,然后管理和控制电磁阀或者电机开关,还可以对系统中某些电力设备的温度、流量、压力等参数进行控制。PLC可编程逻辑控制器通过输入端、输出端和电气设备进行接线,因此PLC系统只有少量接线,大量线路都由软件系统连接起来,在PLC系统运行中以程序方式储存在内部储存器中,如果电气自动化控制系统需要改变控制要求,只需要修改PLC控制程序,不需要变动控制器接线。
PLC的通用性和灵活性在电气自动化控制中有着明显的优势。PLC在电气自动化控制中的应用,要结合电气自动化控制系统同的实际需求,选择的合适型号的PLC装置,提高电气自动化控制系统的自动化、集成化和智能化。在日常运行过程中,电力企业只需要安排专业的管理人员来维护和管理电气自动化控制系统。在电气自动化控制中运用PLC,可有效提高电气自动化控制系统的运行效率,提高生产运营效益。
另外,PLC具有明显的应用优势,一方面,抗干扰性较强,传统控制系统应用大量继电器,而PLC可利用少量的输入和输出硬件设备来解决触点接触不良的问题,实现系统的自动化运行,降低系统故障率,并且采用软硬件抗干扰方式,可有效提高系统的可靠性和抗干扰性;另一方面,编程简单,PLC应用系统开发时间较短,调试、安装和设计比较容易,不需要拆动硬件设备,只需要修改程序编程,从而调整和改变控制方案。
二、PLC技术的原理
PLC,全称ProgrammableLogicController,可编程逻辑控制器,是一种以微处理器为核心的数字运算操作的电力系统装置。它是专门为工业现场应用而设计的。采用一类可编程的存储器,相关人员可以在该存储器内部执行相应的逻辑运算、顺序控制等操作指令,并通过数字式或模拟式的输入、输出接口,实现对各种类型设备的识别或生产过程的控制。
PLC技术属于计算机控制技术范畴,其工作原理主要有三个不同的阶段,即输入采样阶段、用户程序执行阶段和输出刷新阶段。在输出采样阶段,PLC可以依次扫描所有输入状态和数据,并将其存入I/O映像区中的相应单元内,然后转而执行用户程序,控制输出操作;在用户程序执行阶段,PLC可以按照从上到下、自左向右的顺序,依次扫描用户程序,并对扫描到的数据信息进行运算,根据运算结果控制逻辑线圈的状态,以确定程序是否处于正常运行状态;在输出刷新阶段,CPU会发出相应的指令,然后依据I/O映像区数据和相关状态,结合电路封锁功能驱动外部设备的运行,从而实现电气自动化控制。
三、PLC技术的优点
作为微机技术和传统继电接触控制技术相互结合的产物,PLC技术克服了继电接触控制系统中机械触点接线复杂、可靠性低、功耗高、灵活性差等缺点,充分利用了微处理器的优势,具体包括以下优点。
1、功能完善
当前,PLC产品的规模和型号非常丰富,可以满足各种工业控制的需要,而且具有非常完善的逻辑处理和数据运算功能,被广泛应用于各種数字控制领域。
2、可靠性高
在PLC的生产过程中,采取了先进的内部抗干扰技术,极大地提高了系统的可靠性。同时,PLC具备相应的自我检测能力,一旦发现硬件故障,可以及时发出警报信号,提醒相关人员处理故障,因此,PLC控制系统具备很高的可靠性。
3、编程语言简单
作为一种工控计算机,PLC的接口相对简单,编程容易,其使用的梯形图语言编程对工作人员的专业技能要求较低,不需要面对复杂的汇编语言,即使那些不熟悉计算机的人员也可以轻松上手。
4、维护方便
在PLC技术中,以存储逻辑代替了接线逻辑,极大地降低了装置外部的接线数量,减少了系统的建设周期,同时,也在一定程度上降低了设计难度,以便于系统的维护和管理。不仅如此,PLC可以实现在线编程,转变生产过程,被广泛应用于多品种、小批量的工业生产控制中。
四、PLC在电气自动化控制中的应用
1、闭环控制
电气自动化控制系统有多种电机启动方式,如机旁屏手动启动、现场控制手动启动、自动启动等。电气自动化控制系统PLC技术的闭环控制,包括电液执行单位、转速测量单位和电子调节单元,实现对转速测量和调节器的有效控制。电气自动化控制系统应用PLC控制器的自动启动方式,在动力泵开机时,应用PLC顺控模块,根据泵设备的累积运行时间,合理选择主备用泵,利用机旁屏手动启动方式,只需要在泵启动时适当调节现场开关,根据电气自动化控制系统泵的运行时间,从而决定关闭或者启动主备用泵,在现场操作时,将开关档调至调速器手动档。当前,电气自动化控制系统多采用常规控制系统和PLC控制技术配合的方式,在应用过程中可利用常规控制系统来补充PLC控制系统,优化泵类电机控制回路。在PLC控制器发生运行故障时,常规控制系统可保持电气自动化控制的正常运行,实现高效、持续的系统运行。
2、开关量控制
传统电气控制系统多应用电磁性继电器,在实际应用过程中会发生触点故障,从而降低电气控制系统的可靠性,并且传统电气控制系统内部接线比较复杂。PLC在电气自动化控制中的应用,采用大量软继电器,会提高电气自动化控制系统的安全性和可靠性,并且PLC控制器自身维护简便、功能齐备,不仅简化了电气二次接线,而且还会满足电气设备运行需求。PLC电气自动化控制系统会减少系统辅助开关的使用量,可集中显示和控制多个断路器的运行信号。例如,火力发电系统中使用备用电源自动投入装置,如图1所示,可有效增强了系统的安全性和可靠性,为了进一步加强对火力发电系统的控制,基于PLC的备用电源自动投入装置在电力企业的应用,工作人员可通过调整和修改编程,改变系统运行方式,并且PLC自身具有良好的数据处理和逻辑判断能力,有效提高系统的抗干扰性,实现火力发电系统的安全、稳定运行。 3、顺序控制
随着节能减排理念的深入,降耗增效成为工业生产的重点,对于电气自动化控制水平提出了更高的要求。開关量控制和顺序控制是电气自动化控制系统主要的控制方式,PLC在电气自动化控制系统的应用,代替继电控制器,不仅可有效控制电气自动化控制系统的单独工艺,而且配合信息模块和通信总线连接,可实现对电气控制系统的自动化运行。
四、PLC在电气自动化应用前景展望
PLC技术与计算机行业的发展紧密相关,当前我国的计算机行业正以一种飞快的速度向前发展,伴随着这种发展,我国PLC也取得了一个又一个重大的突破,PLC开始被广泛的运用到各个领域,为相关企业的生产活动提供着巨大的潜能和动力。毫无疑问,在未来的领域中,PLC技术将继续向着开放式控制系统不断的进步和发展,尤其是对于基于PLC的工业控制系统而言,这更是一种必然的趋势。我们充分的相信,为了能够更好的为用户提供服务,适合大多数用户的使用和需要,PLC将在现有基础上不断地进行完善和创新,注重人机合一的效果,逐步的加强通信设备的完备性,同时派遣专业的人员亲临现场对一些新的人员进行专业的指导。总体而言,PLC技术在电气自动化控制中具有一定的优势,有助于更好的实现电气自动化的控制。与传统的电气自动化控制系统相比较,具有明显的长处。传统的技术需要投入大量的人力和物力,需要极大的成本,而且在稳定性、安全性方面都存在着一定的问题,但是,PLC的应用将会在经营过程中节省一定数量的原料投入,而且有助于系统的稳定性和人员的安全性以及发电的可靠性的实现,在很大程度上为企业降低了成本,提升了工作效率,并创造了可观的收益。当然,我们也必须正视PLC在电力自动化应用中的问题,不断地突破现有的技术和人员瓶颈。
结束语
总而言之,PLC技术的发展和普及为电力工程的自动化控制提供了良好的技术支持,对电力工程自动化的发展起着极其重要的作用。电力工作人员应结合实际情况,充分重视PLC技术的合理应用,进一步推动电力行业的持续、稳定发展。
参考文献:
[1]刘铁中.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用[J].科技视界,2013,34:106.
[2]谢曼.探析新形势下PLC在电气自动化中的应用[J].电子技术与软件工程,2014,10:252-253.
[3]王文琦.电气自动控制中的PLC技术研究[J].科技致富向导,2014,30:124.
[4]左晓霞.PLC技术在电气自动化中的应用探讨[J].金田,2014,05:496.