PLC技術(shù)在電氣自動化控制中的應(yīng)用及發(fā)展

高欣

摘要：PLC是一種擁有諸多優(yōu)點(diǎn)的控制系統(tǒng)，其在電氣自動化的控制領(lǐng)域中有著電動機(jī)、控制系統(tǒng)以及集成電路系統(tǒng)的應(yīng)用，并且其在未來隨著智能化發(fā)展的不斷提升，會被應(yīng)用到更多的智能化領(lǐng)域中。文中將基于此淺析PLC技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用以及發(fā)展。關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);電氣自動化;自動化控制

中圖分類號：F407

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：2095-6487（2019）03-0164-02

0引言

PLC是一種擁有諸多優(yōu)點(diǎn)的控制系統(tǒng)，其在電氣自動化的控制領(lǐng)域中有著電動機(jī)、控制系統(tǒng)以及集成電路系統(tǒng)的應(yīng)用，并且其在未來隨著智能化發(fā)展的不斷提升，會被應(yīng)用到更多的智能化領(lǐng)域中。

1PLC簡介

PLC的全稱是Programmable?Logic?Controller，中文意為可編程邏輯控制器。PLC的使用載體主要是電腦軟件與控制設(shè)備的搭配，主要是為了應(yīng)用邏輯指令輸入來對于目標(biāo)實(shí)現(xiàn)邏輯控制的目的。PLC這種控制系統(tǒng)的可操作性強(qiáng)，使用專業(yè)性不高，而且被廣泛的應(yīng)用于對自動化控制有一定要求的工業(yè)領(lǐng)域中。隨著我國多個工業(yè)領(lǐng)域技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC的應(yīng)用范圍也在被不斷的擴(kuò)大，在運(yùn)動控制、自動控制、邏輯控制等等領(lǐng)域都有所涉及川。文中將以PLC電氣控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用為例，淺析PLC技術(shù)的應(yīng)用以及發(fā)展。PLC結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2PLC對于電動機(jī)的自動控制

在工業(yè)化生產(chǎn)中對于電動機(jī)的控制一直是非常重要的一項(xiàng)課題。應(yīng)用PLC技術(shù)到對于電動機(jī)的控制，可以實(shí)現(xiàn)對于電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制、星形三角形降壓啟動等控制目的。比起搭建自動控制以及運(yùn)動控制控制系統(tǒng)來說，PLC對于電動機(jī)的人工控制性能更強(qiáng)，具體實(shí)施方案更加簡單。而且控制的可行性可以在電腦中利用軟件系統(tǒng)來進(jìn)行輕松的測試。

對于電機(jī)的轉(zhuǎn)控制來說，首先控制人員需要先行搭建PLC的運(yùn)行梯形圖，關(guān)于梯形圖的學(xué)習(xí)以及使用也是意見邏輯性很強(qiáng)、上手簡單的課題，文中不再過多贅述，之后只需在電腦中安裝STEP7-Micro軟件便可以展開編程，之后將程序輸入到CUP224XP系統(tǒng)之中在軟件內(nèi)點(diǎn)擊運(yùn)行PLC即可開展控制工作，PLC組態(tài)如圖2所示。

3PLC在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

自動化控制系統(tǒng)核心就是電動機(jī)的控制，很多種過于簡單傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)以及無法適用于型號更新的電動機(jī)，而PLC的可編程邏輯就能夠在很多的方面對于控制系統(tǒng)結(jié)合不但可以提高PLC自身的系統(tǒng)性能，又能夠做到對于控制目標(biāo)進(jìn)行更加高效的控制手段。如針對永磁無刷直流電動機(jī)這種目前較為流行的電機(jī)來說，過于簡單的單純控制系統(tǒng)如開環(huán)控制，由于缺乏反饋系統(tǒng)使的電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩以及電樞電流的可控性極差，而單純的單閉環(huán)控制系統(tǒng)又難以做到讓電動機(jī)擁有良好的靜動態(tài)性能。此時就可以用PLC控制與雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)合來對于BLDCM進(jìn)行更加平穩(wěn)高效的控制。

雙閉環(huán)控制系統(tǒng)是一種對于直流電動機(jī)控制的經(jīng)典系統(tǒng)，其控制內(nèi)外環(huán)的轉(zhuǎn)速環(huán)以及電壓環(huán)可以起到分別對于電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩以及電樞電流的有效控制。但是關(guān)于傳感器的使用問題則一直是控制系統(tǒng)中的一大缺陷，由于BLDCM需要檢測轉(zhuǎn)子的具體位置才能夠做到對于定子電樞進(jìn)行正確的通電以確保電機(jī)正常運(yùn)行。但是使用傳感器來起到監(jiān)測以及反饋的目的會使得電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動增大并且運(yùn)行成本更高。對于此有一些專家提出了應(yīng)用PLC的邏輯監(jiān)測以及與雙閉環(huán)控制模式的結(jié)合來代替?zhèn)鞲衅鞯淖饔?，雖然此種手段尚未普及應(yīng)用仍處于開發(fā)階段，但是由此可見PLC的應(yīng)用對于工業(yè)化生產(chǎn)的控制系統(tǒng)所帶來的優(yōu)質(zhì)影響。而且.PLC的邏輯控制也能夠做到讓電動機(jī)在啟動的過程中獲取最大的啟動需求電流，以此來保證電動機(jī)的啟動效率。

4對于集成電氣系統(tǒng)進(jìn)行控制

集成電氣系統(tǒng)是指在電氣系統(tǒng)中集中的使用多種電器元件，在運(yùn)行過程中，多種原件相互搭配起到功能上的有效組合效果。電氣系統(tǒng)的集成應(yīng)用是一種對于多種電氣控制領(lǐng)域技術(shù)要求較高的系統(tǒng)，此時應(yīng)用PLC的邏輯編程功能可以使得各電器元件起到有效的邏輯連接，不但可以有效地簡化多種原件的控制思路，還可以利用PLC程序中的虛擬控制手段來代替多種元件之間連接的實(shí)際電路從而省略了搭建控制系統(tǒng)的以及進(jìn)行線路布置的任務(wù)。PLC控制柜如圖3所示。

5PLC在工廠生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)例

5.1工廠的設(shè)備操控

在工業(yè)工廠內(nèi)，由于一些大型的工廠需要對于很多的電氣設(shè)備進(jìn)行操控以實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)的目的，如污水處理廠需要控制清水器、蓄水池、排水管道以及水壓測試系統(tǒng)等。對于這些系統(tǒng)的線路設(shè)計以及控制工作要求專業(yè)性高，而且一旦出現(xiàn)問題往往會導(dǎo)致檢修工程量大、對于生產(chǎn)效率的影響大等等現(xiàn)象。但是在國內(nèi)已經(jīng)有許多的工廠開始利用多臺高壓PLC控制器聯(lián)合運(yùn)行的模式來對于電氣設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，這樣便將以往的人員分割操作生產(chǎn)的模.式轉(zhuǎn)變?yōu)榱思煽刂频哪Ｊ?。而且由于使用了PLC軟件庫中的虛擬原件代替了大量的實(shí)際電路，在成本方面以及運(yùn)行檢修方面也為工廠帶來了諸多的好處。高壓PLC控制器在工廠內(nèi)的聯(lián)合運(yùn)用可以有效的起到節(jié)約運(yùn)行成本、簡化檢修工作、實(shí)現(xiàn)集成控制等等目的。為工廠的管理以及生產(chǎn)都帶來了諸多優(yōu)點(diǎn)。

5.2工廠繼電保護(hù)

繼電保護(hù)的措施是保證電力設(shè)備能夠正常運(yùn)行，避免意外事故發(fā)生的重要手段。在工廠的生產(chǎn)工作中，繼電保護(hù)對于企業(yè)的生產(chǎn)效率和人員安全起著至關(guān)重要的作用，并且智能化的設(shè)備集成系統(tǒng)往往會產(chǎn)生事故聯(lián)動效應(yīng)，對廠產(chǎn)生極其嚴(yán)重的危害。應(yīng)用PLC的繼電設(shè)備保護(hù)，一方面可以允許人員僅僅利用電腦操控來對于事故進(jìn)行監(jiān)視甚至調(diào)整，避免了許多情況下實(shí)際作業(yè)的危險，因?yàn)镻LC的模擬原件完全可以代替連接工廠設(shè)備的實(shí)際線路。另一方面，應(yīng)用PLC的邏輯繼電保護(hù)可以實(shí)現(xiàn)幾點(diǎn)反饋效率更高的特點(diǎn)，因?yàn)楸绕鹁€路反饋來說，讓程序進(jìn)行對于故障的邏輯運(yùn)算以及信息在電腦中的傳導(dǎo)都會更加精準(zhǔn)快速。

如應(yīng)用PLC來運(yùn)算高壓運(yùn)行設(shè)備與監(jiān)視設(shè)備之間的邏輯連接，可以讓檢測設(shè)備更加智能化的對于高電壓設(shè)備進(jìn)行檢測，一旦高壓設(shè)備出現(xiàn)了漏電、外殼帶電等等事故現(xiàn)象，檢測設(shè)備便可以通過PLC的邏輯運(yùn)算來快速接收信號，從而進(jìn)行斷電或者降壓等等保護(hù)措施，從而起到PLC繼電保護(hù)的重要作用。

6結(jié)束語

隨著電器領(lǐng)域在不斷向著電子化、自動化、虛擬化等等方面的高速發(fā)展，PLC由于其多種鮮明的優(yōu)點(diǎn)導(dǎo)致受到了大量使用者的青睞。在目前，PLC的使用在電機(jī)控制、控制系統(tǒng)以及集中電路控制已經(jīng)相當(dāng)普及，但是隨著相關(guān)領(lǐng)域?qū)τ诰W(wǎng)絡(luò)、電腦科技以及運(yùn)行安全的需求不斷增加，相信PLC控制依然會朝著智能化的方向發(fā)展，在未來能夠更加符合智能化的科技需求。

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