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摘要:PLC是一种拥有诸多优点的控制系统,其在电气自动化的控制领域中有着电动机、控制系统以及集成电路系统的应用,并且其在未来随着智能化发展的不断提升,会被应用到更多的智能化领域中。文中将基于此浅析PLC技术在电气自动化中的应用以及发展。关键词:PLC技术;电气自动化;自动化控制
中图分类号:F407
文献标识码:A
文章编号:2095-6487(2019)03-0164-02
0引言
PLC是一种拥有诸多优点的控制系统,其在电气自动化的控制领域中有着电动机、控制系统以及集成电路系统的应用,并且其在未来随着智能化发展的不断提升,会被应用到更多的智能化领域中。
1PLC简介
PLC的全称是Programmable Logic Controller,中文意为可编程逻辑控制器。PLC的使用载体主要是电脑软件与控制设备的搭配,主要是为了应用逻辑指令输入来对于目标实现逻辑控制的目的。PLC这种控制系统的可操作性强,使用专业性不高,而且被广泛的应用于对自动化控制有一定要求的工业领域中。随着我国多个工业领域技术的不断发展,PLC的应用范围也在被不断的扩大,在运动控制、自动控制、逻辑控制等等领域都有所涉及川。文中将以PLC电气控制技术在工业生产中的应用为例,浅析PLC技术的应用以及发展。PLC结构如图1所示。
2PLC对于电动机的自动控制
在工业化生产中对于电动机的控制一直是非常重要的一项课题。应用PLC技术到对于电动机的控制,可以实现对于电动机的正反转控制、星形三角形降压启动等控制目的。比起搭建自动控制以及运动控制控制系统来说,PLC对于电动机的人工控制性能更强,具体实施方案更加简单。而且控制的可行性可以在电脑中利用软件系统来进行轻松的测试。
对于电机的转控制来说,首先控制人员需要先行搭建PLC的运行梯形图,关于梯形图的学习以及使用也是意见逻辑性很强、上手简单的课题,文中不再过多赘述,之后只需在电脑中安装STEP7-Micro软件便可以展开编程,之后将程序输入到CUP224XP系统之中在软件内点击运行PLC即可开展控制工作,PLC组态如图2所示。
3PLC在控制系统中的应用
自动化控制系统核心就是电动机的控制,很多种过于简单传统的控制系统以及无法适用于型号更新的电动机,而PLC的可编程逻辑就能够在很多的方面对于控制系统结合不但可以提高PLC自身的系统性能,又能够做到对于控制目标进行更加高效的控制手段。如针对永磁无刷直流电动机这种目前较为流行的电机来说,过于简单的单纯控制系统如开环控制,由于缺乏反馈系统使的电动机的转矩以及电枢电流的可控性极差,而单纯的单闭环控制系统又难以做到让电动机拥有良好的静动态性能。此时就可以用PLC控制与双闭环控制系统的结合来对于BLDCM进行更加平稳高效的控制。
双闭环控制系统是一种对于直流电动机控制的经典系统,其控制内外环的转速环以及电压环可以起到分别对于电动机的转矩以及电枢电流的有效控制。但是关于传感器的使用问题则一直是控制系统中的一大缺陷,由于BLDCM需要检测转子的具体位置才能够做到对于定子电枢进行正确的通电以确保电机正常运行。但是使用传感器来起到监测以及反馈的目的会使得电动机的转矩脉动增大并且运行成本更高。对于此有一些专家提出了应用PLC的逻辑监测以及与双闭环控制模式的结合来代替传感器的作用,虽然此种手段尚未普及应用仍处于开发阶段,但是由此可见PLC的应用对于工业化生产的控制系统所带来的优质影响。而且.PLC的逻辑控制也能够做到让电动机在启动的过程中获取最大的启动需求电流,以此来保证电动机的启动效率。
4对于集成电气系统进行控制
集成电气系统是指在電气系统中集中的使用多种电器元件,在运行过程中,多种原件相互搭配起到功能上的有效组合效果。电气系统的集成应用是一种对于多种电气控制领域技术要求较高的系统,此时应用PLC的逻辑编程功能可以使得各电器元件起到有效的逻辑连接,不但可以有效地简化多种原件的控制思路,还可以利用PLC程序中的虚拟控制手段来代替多种元件之间连接的实际电路从而省略了搭建控制系统的以及进行线路布置的任务。PLC控制柜如图3所示。
5PLC在工厂生产中的应用实例
5.1工厂的设备操控
在工业工厂内,由于一些大型的工厂需要对于很多的电气设备进行操控以实现高效生产的目的,如污水处理厂需要控制清水器、蓄水池、排水管道以及水压测试系统等。对于这些系统的线路设计以及控制工作要求专业性高,而且一旦出现问题往往会导致检修工程量大、对于生产效率的影响大等等现象。但是在国内已经有许多的工厂开始利用多台高压PLC控制器联合运行的模式来对于电气设备进行统一管理,这样便将以往的人员分割操作生产的模.式转变为了集成控制的模式。而且由于使用了PLC软件库中的虚拟原件代替了大量的实际电路,在成本方面以及运行检修方面也为工厂带来了诸多的好处。高压PLC控制器在工厂内的联合运用可以有效的起到节约运行成本、简化检修工作、实现集成控制等等目的。为工厂的管理以及生产都带来了诸多优点。
5.2工厂继电保护
继电保护的措施是保证电力设备能够正常运行,避免意外事故发生的重要手段。在工厂的生产工作中,继电保护对于企业的生产效率和人员安全起着至关重要的作用,并且智能化的设备集成系统往往会产生事故联动效应,对厂产生极其严重的危害。应用PLC的继电设备保护,一方面可以允许人员仅仅利用电脑操控来对于事故进行监视甚至调整,避免了许多情况下实际作业的危险,因为PLC的模拟原件完全可以代替连接工厂设备的实际线路。另一方面,应用PLC的逻辑继电保护可以实现几点反馈效率更高的特点,因为比起线路反馈来说,让程序进行对于故障的逻辑运算以及信息在电脑中的传导都会更加精准快速。
如应用PLC来运算高压运行设备与监视设备之间的逻辑连接,可以让检测设备更加智能化的对于高电压设备进行检测,一旦高压设备出现了漏电、外壳带电等等事故现象,检测设备便可以通过PLC的逻辑运算来快速接收信号,从而进行断电或者降压等等保护措施,从而起到PLC继电保护的重要作用。
6结束语
随着电器领域在不断向着电子化、自动化、虚拟化等等方面的高速发展,PLC由于其多种鲜明的优点导致受到了大量使用者的青睐。在目前,PLC的使用在电机控制、控制系统以及集中电路控制已经相当普及,但是随着相关领域对于网络、电脑科技以及运行安全的需求不断增加,相信PLC控制依然会朝着智能化的方向发展,在未来能够更加符合智能化的科技需求。
参考文献
[1]张亮军.PLC技术在电气工程自动化控制中的应用[J].电子技术与软件工程,2016(3):144.
[2]顾庆江.电气自动化中PLC技术的应用分析[J].建材发展导向,2017,15(9):323-324.
[3]李向东,电气自动化控制系统的应用及发展前景展望[J].产业与科技论坛,2011(2):44-45.
中图分类号:F407
文献标识码:A
文章编号:2095-6487(2019)03-0164-02
0引言
PLC是一种拥有诸多优点的控制系统,其在电气自动化的控制领域中有着电动机、控制系统以及集成电路系统的应用,并且其在未来随着智能化发展的不断提升,会被应用到更多的智能化领域中。
1PLC简介
PLC的全称是Programmable Logic Controller,中文意为可编程逻辑控制器。PLC的使用载体主要是电脑软件与控制设备的搭配,主要是为了应用逻辑指令输入来对于目标实现逻辑控制的目的。PLC这种控制系统的可操作性强,使用专业性不高,而且被广泛的应用于对自动化控制有一定要求的工业领域中。随着我国多个工业领域技术的不断发展,PLC的应用范围也在被不断的扩大,在运动控制、自动控制、逻辑控制等等领域都有所涉及川。文中将以PLC电气控制技术在工业生产中的应用为例,浅析PLC技术的应用以及发展。PLC结构如图1所示。
2PLC对于电动机的自动控制
在工业化生产中对于电动机的控制一直是非常重要的一项课题。应用PLC技术到对于电动机的控制,可以实现对于电动机的正反转控制、星形三角形降压启动等控制目的。比起搭建自动控制以及运动控制控制系统来说,PLC对于电动机的人工控制性能更强,具体实施方案更加简单。而且控制的可行性可以在电脑中利用软件系统来进行轻松的测试。
对于电机的转控制来说,首先控制人员需要先行搭建PLC的运行梯形图,关于梯形图的学习以及使用也是意见逻辑性很强、上手简单的课题,文中不再过多赘述,之后只需在电脑中安装STEP7-Micro软件便可以展开编程,之后将程序输入到CUP224XP系统之中在软件内点击运行PLC即可开展控制工作,PLC组态如图2所示。
3PLC在控制系统中的应用
自动化控制系统核心就是电动机的控制,很多种过于简单传统的控制系统以及无法适用于型号更新的电动机,而PLC的可编程逻辑就能够在很多的方面对于控制系统结合不但可以提高PLC自身的系统性能,又能够做到对于控制目标进行更加高效的控制手段。如针对永磁无刷直流电动机这种目前较为流行的电机来说,过于简单的单纯控制系统如开环控制,由于缺乏反馈系统使的电动机的转矩以及电枢电流的可控性极差,而单纯的单闭环控制系统又难以做到让电动机拥有良好的静动态性能。此时就可以用PLC控制与双闭环控制系统的结合来对于BLDCM进行更加平稳高效的控制。
双闭环控制系统是一种对于直流电动机控制的经典系统,其控制内外环的转速环以及电压环可以起到分别对于电动机的转矩以及电枢电流的有效控制。但是关于传感器的使用问题则一直是控制系统中的一大缺陷,由于BLDCM需要检测转子的具体位置才能够做到对于定子电枢进行正确的通电以确保电机正常运行。但是使用传感器来起到监测以及反馈的目的会使得电动机的转矩脉动增大并且运行成本更高。对于此有一些专家提出了应用PLC的逻辑监测以及与双闭环控制模式的结合来代替传感器的作用,虽然此种手段尚未普及应用仍处于开发阶段,但是由此可见PLC的应用对于工业化生产的控制系统所带来的优质影响。而且.PLC的逻辑控制也能够做到让电动机在启动的过程中获取最大的启动需求电流,以此来保证电动机的启动效率。
4对于集成电气系统进行控制
集成电气系统是指在電气系统中集中的使用多种电器元件,在运行过程中,多种原件相互搭配起到功能上的有效组合效果。电气系统的集成应用是一种对于多种电气控制领域技术要求较高的系统,此时应用PLC的逻辑编程功能可以使得各电器元件起到有效的逻辑连接,不但可以有效地简化多种原件的控制思路,还可以利用PLC程序中的虚拟控制手段来代替多种元件之间连接的实际电路从而省略了搭建控制系统的以及进行线路布置的任务。PLC控制柜如图3所示。
5PLC在工厂生产中的应用实例
5.1工厂的设备操控
在工业工厂内,由于一些大型的工厂需要对于很多的电气设备进行操控以实现高效生产的目的,如污水处理厂需要控制清水器、蓄水池、排水管道以及水压测试系统等。对于这些系统的线路设计以及控制工作要求专业性高,而且一旦出现问题往往会导致检修工程量大、对于生产效率的影响大等等现象。但是在国内已经有许多的工厂开始利用多台高压PLC控制器联合运行的模式来对于电气设备进行统一管理,这样便将以往的人员分割操作生产的模.式转变为了集成控制的模式。而且由于使用了PLC软件库中的虚拟原件代替了大量的实际电路,在成本方面以及运行检修方面也为工厂带来了诸多的好处。高压PLC控制器在工厂内的联合运用可以有效的起到节约运行成本、简化检修工作、实现集成控制等等目的。为工厂的管理以及生产都带来了诸多优点。
5.2工厂继电保护
继电保护的措施是保证电力设备能够正常运行,避免意外事故发生的重要手段。在工厂的生产工作中,继电保护对于企业的生产效率和人员安全起着至关重要的作用,并且智能化的设备集成系统往往会产生事故联动效应,对厂产生极其严重的危害。应用PLC的继电设备保护,一方面可以允许人员仅仅利用电脑操控来对于事故进行监视甚至调整,避免了许多情况下实际作业的危险,因为PLC的模拟原件完全可以代替连接工厂设备的实际线路。另一方面,应用PLC的逻辑继电保护可以实现几点反馈效率更高的特点,因为比起线路反馈来说,让程序进行对于故障的逻辑运算以及信息在电脑中的传导都会更加精准快速。
如应用PLC来运算高压运行设备与监视设备之间的逻辑连接,可以让检测设备更加智能化的对于高电压设备进行检测,一旦高压设备出现了漏电、外壳带电等等事故现象,检测设备便可以通过PLC的逻辑运算来快速接收信号,从而进行断电或者降压等等保护措施,从而起到PLC继电保护的重要作用。
6结束语
随着电器领域在不断向着电子化、自动化、虚拟化等等方面的高速发展,PLC由于其多种鲜明的优点导致受到了大量使用者的青睐。在目前,PLC的使用在电机控制、控制系统以及集中电路控制已经相当普及,但是随着相关领域对于网络、电脑科技以及运行安全的需求不断增加,相信PLC控制依然会朝着智能化的方向发展,在未来能够更加符合智能化的科技需求。
参考文献
[1]张亮军.PLC技术在电气工程自动化控制中的应用[J].电子技术与软件工程,2016(3):144.
[2]顾庆江.电气自动化中PLC技术的应用分析[J].建材发展导向,2017,15(9):323-324.
[3]李向东,电气自动化控制系统的应用及发展前景展望[J].产业与科技论坛,2011(2):44-45.