基于PLC技術(shù)的電氣儀表自動(dòng)化控制研究

吳建龍 劉弟弟

新疆鴻禹化工科技有限公司，中國(guó)·新疆 五家渠 831300

1 引言

PLC技術(shù)是一種基于數(shù)字式運(yùn)算的操作系統(tǒng)和可編輯邏輯控制器，專為在各種工業(yè)場(chǎng)合中的應(yīng)用所研究。該技術(shù)主要目的是用于電子儀表對(duì)周圍環(huán)境大量數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，本次試驗(yàn)正是利用這一技術(shù)手段來(lái)對(duì)電氣儀表進(jìn)行有效的自動(dòng)化和控制。

2 PLC控制技術(shù)概論

PLC的電源對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行有著至關(guān)重要的作用，甚至對(duì)運(yùn)行有著決定性的作用，如若PLC的電源出現(xiàn)了問(wèn)題與故障，那么就會(huì)直接對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)造成影響，正常運(yùn)行工作得不到保障[1]。由此可見(jiàn)，在PLC進(jìn)行生產(chǎn)制作時(shí)，制作商就應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到電源的重要作用，加強(qiáng)質(zhì)量的監(jiān)管與監(jiān)督，將電壓控制在一點(diǎn)范圍內(nèi)波動(dòng)，CPU作為整個(gè)系統(tǒng)的中心樞紐，它控制著系統(tǒng)中所有數(shù)據(jù)的處理工作，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的判斷，能將寄存器中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)较鄳?yīng)的輸出裝置。PLC控制技術(shù)最為明顯的優(yōu)勢(shì)就是整體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)十分靈活，這使得在操作上十分方便，便于工作人員的使用，并且面對(duì)復(fù)雜的環(huán)境能夠有效找到應(yīng)對(duì)方案。

3 參數(shù)設(shè)定

中國(guó)許多電氣企業(yè)在進(jìn)行電子產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中為了保證其生產(chǎn)資料和數(shù)據(jù)的及時(shí)準(zhǔn)確，需要其工作人員使用基于PLC技術(shù)的一種新型高科技家用電器儀表來(lái)對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)視，從而真正地實(shí)現(xiàn)家用電氣儀表的有效、自動(dòng)化管理。在本次電氣儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)的試驗(yàn)中，要求專業(yè)技術(shù)人員對(duì)電氣儀表相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)置，使其具備有效的控制功能。

Q＝IN×0.1

其中，Q表示每個(gè)環(huán)境實(shí)際進(jìn)行檢測(cè)的儀器物理數(shù)據(jù)質(zhì)量，IN則表示該檢測(cè)儀器在每個(gè)環(huán)境實(shí)際檢測(cè)點(diǎn)的實(shí)際檢測(cè)值。通過(guò)這種轉(zhuǎn)換方法對(duì)統(tǒng)計(jì)公式數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)換以后，技術(shù)人員把預(yù)先統(tǒng)計(jì)設(shè)置好的各種參數(shù)經(jīng)過(guò)一臺(tái)計(jì)算機(jī)自動(dòng)上傳至PLC三個(gè)控制設(shè)備車間，進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行評(píng)判趨勢(shì)圖的分析繪制，從而用戶可以輕松實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)地運(yùn)行評(píng)判和準(zhǔn)確分析各種民用電氣設(shè)備[2]。

4 故障預(yù)測(cè)

基于PLC的智能電氣系統(tǒng)儀表設(shè)備自動(dòng)化智能控制系統(tǒng)技術(shù)在電氣系統(tǒng)中繼續(xù)進(jìn)行技藝工作和技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，電氣系統(tǒng)必須具備比較高的電源故障過(guò)熱發(fā)生可能概率，其發(fā)生原因主要可能是專業(yè)技術(shù)人員在電氣系統(tǒng)中繼續(xù)進(jìn)行技術(shù)工作和應(yīng)用實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用，中途電源不得暫時(shí)停用，這會(huì)直接導(dǎo)致電源的內(nèi)部散熱和自動(dòng)控制系統(tǒng)功能的大大減弱，電源機(jī)的散熱和自動(dòng)控制系統(tǒng)功能的大大降低將甚至?xí)苯釉斐呻姎庀到y(tǒng)可能出現(xiàn)各種大面積過(guò)熱故障[3]。對(duì)于此類情況，建議由線路設(shè)計(jì)師們?cè)谡麄€(gè)電源線路總線上對(duì)其線路做一些功能優(yōu)化和設(shè)計(jì)改動(dòng)，可以有效避免由于整個(gè)電源總線散熱系統(tǒng)功能的降低而導(dǎo)致電源線路性能受到的負(fù)面影響。在采用PLC兩種技術(shù)的控制方法下，需要一個(gè)專業(yè)的控制技術(shù)人員親自在一個(gè)控制房中同時(shí)進(jìn)行電子儀表的控制操作，電氣和電子儀表的操作控制比較困難，所以要求專業(yè)的控制技術(shù)人員必須具備極高的控制專門知識(shí)。技術(shù)人員對(duì)所有的民用電氣故障儀表設(shè)備發(fā)生的電氣故障檢測(cè)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)后，要嚴(yán)格保證其故障數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)目焖贉?zhǔn)確度，采用二次線性矢量校正法的原理對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行故障數(shù)據(jù)的二次線性矢量校正，方程式定義如下：

(Dm－Dn)＝m(Cm－Cn)

式中，c和d分別為電氣測(cè)量?jī)x表各項(xiàng)測(cè)量數(shù)據(jù)的短路輸入輸出偏移比數(shù)值，n和m分別為電路中的短路比和輸出校正比，m和c分別為儀表的輸出校正電壓常數(shù)數(shù)值，n可代表各種標(biāo)準(zhǔn)燃?xì)怆娫吹亩搪份敵鲂Ｕ妷海话阈Ｕ秶畲鬄?20V。電氣工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控儀表的安全參數(shù)設(shè)置和性能科學(xué)性測(cè)試能夠有效保證現(xiàn)場(chǎng)使用電氣自動(dòng)儀表設(shè)備能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)處理實(shí)現(xiàn)精確的電氣自動(dòng)化數(shù)據(jù)管理和過(guò)程控制，技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要定期進(jìn)行各種類型的數(shù)據(jù)處理校正，還根據(jù)需要定期或者提前對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的各種電氣自動(dòng)儀表設(shè)備進(jìn)行安全性能的檢查和性能測(cè)試，保障了現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)處理信息的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確度和數(shù)據(jù)的科學(xué)性[4]。在對(duì)電氣電器儀表進(jìn)行日?？刂撇僮鞯倪^(guò)程中，技術(shù)人員還需要特別注意一下這個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，即技術(shù)人員必須切實(shí)做好電氣儀表控制裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)以及后期的日常維修工作，保證各種儀表的正常運(yùn)行。

5 實(shí)現(xiàn)電氣儀表自動(dòng)化PLC控制

通過(guò)專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行校正的電氣儀表數(shù)據(jù)將會(huì)被自動(dòng)存儲(chǔ)于一臺(tái)計(jì)算機(jī)中，系統(tǒng)將所有相關(guān)的數(shù)據(jù)運(yùn)輸?shù)焦ぷ髡局?，最終會(huì)通過(guò)WED服務(wù)端向計(jì)算機(jī)的局域網(wǎng)，存儲(chǔ)在這臺(tái)局域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)將會(huì)更加有利于實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備自動(dòng)化的接收和檢查。非電子元器件是PLC電氣儀表的自動(dòng)化和控制技術(shù)方法的重要組成部分，技術(shù)人員也應(yīng)該做到科學(xué)合理地選擇各種自動(dòng)化的元器件，保證它們能夠在進(jìn)行自動(dòng)化和控制的過(guò)程中長(zhǎng)期、穩(wěn)定地進(jìn)行使用。

閉環(huán)控制。在電力系統(tǒng)中，有很多種泵類電機(jī)被應(yīng)用到其中，而且各種泵類電機(jī)之間還有很多的不同，自動(dòng)啟動(dòng)、現(xiàn)場(chǎng)控制箱手啟動(dòng)以及機(jī)旁手啟動(dòng)等方面都存在著差異。PLC技術(shù)在電力系統(tǒng)中進(jìn)行運(yùn)用，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化管控泵類電機(jī)啟動(dòng)狀態(tài)，并且可以通過(guò)機(jī)旁手啟動(dòng)模式對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的開關(guān)進(jìn)行操控，判斷每臺(tái)泵機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)以及運(yùn)行時(shí)間，實(shí)現(xiàn)泵機(jī)開啟關(guān)閉自動(dòng)化。在當(dāng)下，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中最常見(jiàn)的一種控制方式就是將傳統(tǒng)常規(guī)的控制系統(tǒng)與PLC控制技術(shù)相結(jié)合，作為一個(gè)能夠有效控制泵類電機(jī)的安全回路，將自身的輔助價(jià)值完美地體現(xiàn)。換而言之，傳統(tǒng)控制模式會(huì)在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)一些短時(shí)間不能繼續(xù)做的故障時(shí)會(huì)自動(dòng)開啟，使電力系統(tǒng)保持良好的運(yùn)行狀態(tài)。調(diào)制調(diào)節(jié)器的應(yīng)用能夠確保泵類電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，進(jìn)而將電力系統(tǒng)的可靠性以及穩(wěn)定性進(jìn)行提升。為了實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)有效的閉環(huán)控制，需要我們?cè)陔姎饪刂葡到y(tǒng)中運(yùn)用PLC控制技術(shù)，協(xié)調(diào)配合轉(zhuǎn)速測(cè)量單元、電液執(zhí)行單元以及電子調(diào)節(jié)單元。

6 試驗(yàn)成果分析

通過(guò)試驗(yàn)成果和各種傳統(tǒng)的電氣儀表控制手段的對(duì)比分析結(jié)果可知，由于傳統(tǒng)的方式不能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電氣自動(dòng)化的精準(zhǔn)控制，因此就需要把PLC技術(shù)和特定的計(jì)算機(jī)接口完美地結(jié)合起來(lái)，在提高電氣儀表自動(dòng)化控制精度的基礎(chǔ)上，節(jié)約大量人力物力，有助于改善設(shè)計(jì)的效果，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。另外，電氣測(cè)量?jī)x表在其工作的過(guò)程中，有多種不同的工作模型可供選擇，從而能夠大大提高測(cè)量數(shù)據(jù)的精度準(zhǔn)確性和信息的可靠性，保證測(cè)量設(shè)備在工況下運(yùn)行時(shí)的環(huán)境保護(hù)和安全。通過(guò)對(duì)比實(shí)際試驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)資料，論文主要介紹的PLC技術(shù)具有較高的安全性，相比傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)，應(yīng)該大面積推廣和使用，充分發(fā)揮其作用，促進(jìn)中國(guó)相關(guān)產(chǎn)品行業(yè)的健康快速發(fā)展，帶動(dòng)中國(guó)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展。

7 電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展前景

重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)可逆性調(diào)節(jié)器的智能開發(fā)。隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的推移，當(dāng)前如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化已經(jīng)逐漸成為許多互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的趨勢(shì)和發(fā)展方向，企業(yè)若想在這個(gè)新的時(shí)代下不斷發(fā)展，必須充分意識(shí)到自己的不足，根據(jù)實(shí)際情況和需求作出及時(shí)的創(chuàng)造性改變。電氣自動(dòng)化是企業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，需要引起我們的重視。在電氣和自動(dòng)化中，結(jié)合微處理器，利用先進(jìn)的數(shù)字化和機(jī)器人操作技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)多樣化的信號(hào)傳遞。在電氣工業(yè)自動(dòng)化的推廣和應(yīng)用下，電氣測(cè)量?jī)x表的自動(dòng)化控制也得到了進(jìn)一步的發(fā)展。

建立健全傳感系統(tǒng)。在現(xiàn)代科學(xué)和技術(shù)發(fā)達(dá)的今天，電氣式儀表的工藝和技術(shù)含量也愈加突出，其工藝和精準(zhǔn)性也日益提升。但在許多地區(qū)，對(duì)于各種電氣儀表的使用要求，在不同的企業(yè)中往往會(huì)有很大的差別，所以在開發(fā)和設(shè)計(jì)這類產(chǎn)品時(shí)一定要充分了解企業(yè)的需要，確保各種電氣儀表都能夠在市場(chǎng)上發(fā)揮最佳的功能。由于儀表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)通常較為復(fù)雜，因而要在不同的工作環(huán)境中正常運(yùn)行，就要應(yīng)用傳感器技術(shù)和傳感裝置，從而有效增強(qiáng)與儀表的緊密性，通過(guò)PLC比例式微積分等方法和措施可以進(jìn)行原始調(diào)整，以此方式來(lái)有效地應(yīng)對(duì)機(jī)械自動(dòng)化過(guò)程中所遇到的多個(gè)回路等問(wèn)題。

8 結(jié)語(yǔ)

總而言之，基于PLC技術(shù)的電氣自動(dòng)化控制方法的應(yīng)用，能夠真正促使傳統(tǒng)電氣儀表自動(dòng)控制方法中存在的不足得到妥善的優(yōu)化與解決，保障自動(dòng)化控制的安全性得以充分提升。此外，這種方式應(yīng)用十分簡(jiǎn)單且高效，在大范圍的應(yīng)用過(guò)程中能夠起到良好的應(yīng)用效果，更能夠?yàn)殡姎庾詣?dòng)化控制的發(fā)展提供充分的保障。