李文彬
摘 ? ?要:在電氣工程中使用PLC技術(shù),可有效提高自動(dòng)化控制效率,加快計(jì)算機(jī)邏輯運(yùn)算的速度,連接微機(jī)與繼電器兩種技術(shù),簡(jiǎn)化系統(tǒng)接線流程。本文將結(jié)合PLC技術(shù)使用原理,討論該技術(shù)在閉環(huán)控制預(yù)警、調(diào)節(jié)開關(guān)量、監(jiān)督數(shù)據(jù)機(jī)床、集中分散調(diào)節(jié)等方面的應(yīng)用,為優(yōu)化電氣生產(chǎn)的質(zhì)量與效率提供參考。
關(guān)鍵詞:PLC技術(shù);電氣工程;自動(dòng)化控制
1 ?引言
為滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)中各行各業(yè)日益高漲的產(chǎn)品需求,機(jī)電生產(chǎn)的速度也在不斷提升。同時(shí),為了保證質(zhì)量與工作效率,技術(shù)人員開始將機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)綜合起來。利用其優(yōu)勢(shì)來對(duì)機(jī)電系統(tǒng)的生產(chǎn)流程進(jìn)行整體優(yōu)化。PLC技術(shù)是一種可編輯邏輯控制器,能夠通過前期輸入指令,對(duì)計(jì)算機(jī)運(yùn)作進(jìn)行控制。
2 ?PLC技術(shù)概述
PLC技術(shù)可以通過在儲(chǔ)存器中輸入編程,實(shí)現(xiàn)對(duì)程序邏輯的執(zhí)行,機(jī)械設(shè)備或系統(tǒng)可以按照輸入的指令,完成順序控制、運(yùn)算操作、及時(shí)定時(shí)等操作。目前我國工業(yè)生產(chǎn)時(shí)對(duì)PLC技術(shù)應(yīng)用的比較全面,PLC的硬件組成與計(jì)算機(jī)比較相似,由電源、CPU、儲(chǔ)存器、電路接口、信號(hào)通道、設(shè)計(jì)模塊共同搭建而成。PLC技術(shù)經(jīng)過近幾年的不斷成熟,在電氣工程自動(dòng)化控制范疇內(nèi)已經(jīng)應(yīng)用的比較普遍,在操作時(shí),PLC技術(shù)使用的是簡(jiǎn)單明了的圖形邏輯,編程語言比較易于理解,搭建周期比較短,且調(diào)試速度快,可以即時(shí)加入自動(dòng)化控制系統(tǒng)。相比較于傳統(tǒng)的控制技術(shù)來說,PLC的執(zhí)行性更高,功能性強(qiáng),例如:一個(gè)小型PLC中往往含有上百個(gè)控制元件,可以對(duì)工程中的一些復(fù)雜邏輯進(jìn)行運(yùn)算控制。從實(shí)際運(yùn)行過程來看,PLC系統(tǒng)發(fā)生故障的概率比較低,而且通過連接中控系統(tǒng),可以快速對(duì)自身故障進(jìn)行識(shí)別,運(yùn)維方面也有良好體現(xiàn)[1]。
3 ?PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用
3.1 ?閉環(huán)控制預(yù)警
閉環(huán)控制是電氣工程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的重要組成部分,在工作過程中,電氣工程會(huì)執(zhí)行很多連續(xù)性的指令,且指令會(huì)跟隨工況發(fā)生變化,為了保證運(yùn)行時(shí)各機(jī)組的安全性,就需要采取閉環(huán)處理模式,提高系統(tǒng)中數(shù)字量與模擬量的轉(zhuǎn)化效率。PLC技術(shù)能夠?yàn)檗D(zhuǎn)化過程提供保證,并強(qiáng)化轉(zhuǎn)化時(shí)的相互性,例如,在溫度閉環(huán)控制時(shí),可以通過PLC技術(shù)控制,把溫度的曲線變化轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)反饋給中控計(jì)算機(jī),最終以標(biāo)準(zhǔn)電流與電壓的形式輸出,得到最終的模型量。
3.2 ?調(diào)節(jié)開關(guān)量
電氣工程中的自動(dòng)化開關(guān)控制內(nèi)容比較繁瑣,且任務(wù)量大,如果不做好開關(guān)量的管理,很容易導(dǎo)致電氣開關(guān)工作喪失穩(wěn)定性、可靠性與安全性。為改善這一問題,技術(shù)人員可以使用PLC技術(shù)。通過構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)開關(guān)量控制體系,提高了電氣自動(dòng)化系統(tǒng)開關(guān)量控制的邏輯性和時(shí)序性,保證了電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量與效率。例如:計(jì)算機(jī)可以根據(jù)PLC系統(tǒng)反饋的信息來判斷機(jī)床工作是否穩(wěn)定。如果經(jīng)過核算后發(fā)現(xiàn)沒有誤差,機(jī)床可以繼續(xù)生產(chǎn)。如果信息核對(duì)后發(fā)現(xiàn)機(jī)床存在故障,就會(huì)立刻動(dòng)作,下達(dá)執(zhí)行指令,例如:減慢工作速度、切斷設(shè)備電源等等。
3.3 ?監(jiān)督數(shù)據(jù)機(jī)床
隨著數(shù)控技術(shù)使用范圍的增加,PLC系統(tǒng)的重要性也被凸顯出來,目前其已經(jīng)成為數(shù)控技術(shù)使用時(shí)不可缺少的一部分。PLC可以及時(shí)讀取并整理機(jī)床運(yùn)行過程中產(chǎn)生的信息,因?yàn)闄C(jī)床規(guī)模較大,所以對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)信息也比較多,PLC系統(tǒng)儲(chǔ)存空間大,工作人員可以從其中獲取目標(biāo)信息,然后對(duì)機(jī)床工作情況進(jìn)行全方位的判斷。PLC可完成的數(shù)據(jù)收集分為以下幾種:首先可以對(duì)機(jī)床正常運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷,例如:主軸速度、設(shè)備啟停狀態(tài)等等。其次PLC可以完成自動(dòng)報(bào)警,一旦機(jī)床在工作時(shí)出現(xiàn)元件或模塊的損壞,PLC會(huì)自動(dòng)發(fā)出信號(hào),幫助計(jì)算機(jī)及時(shí)找到故障點(diǎn)。最后PLC還可以監(jiān)控機(jī)床的工作時(shí)間,例如:設(shè)備啟停時(shí)間、零件切割時(shí)間等等。PLC可以自身獨(dú)有的監(jiān)控優(yōu)勢(shì)幫助數(shù)控技術(shù)發(fā)揮出最大價(jià)值,方便后期系統(tǒng)的維護(hù)與開發(fā)。將PLC技術(shù)應(yīng)用在機(jī)床生產(chǎn)中可以利用計(jì)算機(jī)程序?qū)υO(shè)備進(jìn)行控制,工作人員會(huì)在計(jì)算機(jī)中設(shè)定好編程,然后實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械的加工管理,以軟件運(yùn)行代替以往的硬件電路控制,實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的邏輯、運(yùn)算、儲(chǔ)存等一系列綜合處理。通過PLC邏輯器的通信控制,機(jī)床周邊的傳感器就可以對(duì)工作過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集處理,并結(jié)合實(shí)際工況,將收集到的數(shù)據(jù)統(tǒng)一經(jīng)過通信系統(tǒng)上傳到計(jì)算機(jī)終端,達(dá)到監(jiān)督、管理的效果。
3.4 ?集中分散調(diào)節(jié)
PLC技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行終端集成的控制,按照編程的數(shù)據(jù)參數(shù)來分析并控制計(jì)算機(jī),并連接DCS系統(tǒng)共同實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、通信、顯示等操作。在新時(shí)期背景下,PLC屬于一種綜合性較強(qiáng)的4C技術(shù),使用起來更加便捷,對(duì)編程邏輯的管理操作可分級(jí)進(jìn)行。該技術(shù)可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)集、散兩種管理模式,首先在集中管理方面,因?yàn)镻LC技術(shù)采用的是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),而拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以做到對(duì)電氣工程各個(gè)子操作站的統(tǒng)一管控,如圖1所示,在中控主機(jī)中就可以通過PLC通道,對(duì)除塵機(jī)、電動(dòng)閥、抖動(dòng)電機(jī)、風(fēng)門電機(jī)、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制。同時(shí)還可以集中監(jiān)測(cè)各個(gè)機(jī)組設(shè)備的運(yùn)行情況,并及時(shí)上傳故障信息。而PLC技術(shù)在分散管理上,也有良好應(yīng)用,一旦某個(gè)機(jī)組出現(xiàn)故障,主機(jī)可以離開通過MPI/DP來停止子操作站的工作,并不會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的功能造成停工的影響,而如果總系統(tǒng)中需要加入新的子站,只需要在控制端進(jìn)行操作即可。
另外,PLC技術(shù)主要是使用組態(tài)軟件來控制電氣工程中的各個(gè)設(shè)備,所以工作人員只要在數(shù)據(jù)庫上制定控制計(jì)劃,就能搭建出用戶需要的控制流程,如:連續(xù)控制、順序控制、批量控制等等,靈活性比較高,能夠滿足多種工作的需求。將計(jì)算機(jī)與PLC數(shù)據(jù)線連接起來,能夠分散管理單獨(dú)的控制對(duì)象,如果下達(dá)指令中沒有被執(zhí)行對(duì)象,那所有機(jī)組仍保持正常工作狀態(tài)[2]。
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