電氣控制與PLC應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)的改進(jìn)方法研究

陳冰，崔羊威

（漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南漯河，462000）

1 PLC 控制技術(shù)的基本概述

PLC 整體采用了可編程的儲(chǔ)存器，其內(nèi)部可以執(zhí)行預(yù)算、控制技術(shù)等操作指令。通過(guò)數(shù)字式以及模擬式的輸入、輸出、控制等，對(duì)各種類型的機(jī)械設(shè)備或其他生產(chǎn)過(guò)程，可編程邏輯控制器可以根據(jù)其內(nèi)部的微處理器以及自動(dòng)化控制數(shù)字運(yùn)算器，將相關(guān)的指令載入內(nèi)部?jī)?chǔ)存，完成執(zhí)行。早期的邏輯控制器僅有簡(jiǎn)單的邏輯控制功能，因此被命名為可編程邏輯控制器。隨著PLC 的不斷改良，其整體由以往的模塊發(fā)展為現(xiàn)在的模擬控制模塊、時(shí)序控制模塊、多機(jī)通信控制模塊。在工業(yè)領(lǐng)域使用中，可編程邏輯控制器整體配置已然可以代替簡(jiǎn)易電腦，其拓展性以及可靠性方面擁有極高的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及分散式控制系統(tǒng)DCS 中，均有PLC 控制器的大量使用痕跡[1]。

2 PLC 在電氣控制中的工藝

在電氣控制中，PLC 在運(yùn)行周期可以對(duì)電氣的信息進(jìn)行采集以及整理，隨后完成輸入工作。在內(nèi)部處理器中，完成信息的初次篩選，并根據(jù)相關(guān)要求輸出信息量。在一般情況下，PLC 可以組合完成功能全然不同的PLC 系統(tǒng)。目前，在電氣控制中，常見(jiàn)的PLC 控制系統(tǒng)包含3 種。

其一，為單機(jī)控制系統(tǒng)。單機(jī)控制系統(tǒng)可以在實(shí)際應(yīng)用中利用單臺(tái)PLC，對(duì)所有電氣控制的環(huán)節(jié)進(jìn)行數(shù)字化控制。但此種控制模式在輸出以及輸入量上存在著一定的應(yīng)用不足，使其整體受到了限制；

其二，為集中控制系統(tǒng)。在該系統(tǒng)的操作過(guò)程中，運(yùn)用整臺(tái)的PLC 設(shè)備，可以保證在運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)多臺(tái)電子設(shè)備完成有效控制。被控制的電子設(shè)備在位置上，可以存在著明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系。同時(shí)，其分布距離也明顯固定，在實(shí)際操作中，比單機(jī)控制系統(tǒng)更加復(fù)雜一些；

其三，為分布式控制系統(tǒng)。在該系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，其需要用到多臺(tái)PLC 完成串聯(lián)，每一臺(tái)PLC 均可以控制系統(tǒng)或相關(guān)設(shè)備[2]。在運(yùn)行過(guò)程中，多臺(tái)PLC 可以處理海量信息，對(duì)處理中的相關(guān)問(wèn)題可以完成有效解決。因此，此類設(shè)備可以用在電氣控制中完成有效應(yīng)用。如相關(guān)裝置以及PLC 系統(tǒng)之間的距離較長(zhǎng)，可以使用遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，輸入相關(guān)指令，可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

3 PLC 在電氣控制中的相關(guān)準(zhǔn)備要素

PLC 產(chǎn)品種類繁多，且型號(hào)不同，對(duì)不同的電器控制其形狀、性能、容量、方式、價(jià)格等也均不相同，因此，在電氣控制中，其PLC 提前準(zhǔn)備要素可分為PLC 機(jī)型、結(jié)構(gòu)形式、安裝方式、功能要求、響應(yīng)速度、可靠性、機(jī)型等環(huán)節(jié)[3]。

在PLC 機(jī)型中，針對(duì)于電氣控制系統(tǒng)的特征，可以選擇PLC 的相關(guān)容量、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力模塊等。并對(duì)此進(jìn)行集中加強(qiáng)，PLC 機(jī)型的選擇原則可以滿足電氣控制的響應(yīng)需求。同時(shí)，對(duì)電氣控制維修要求下可以實(shí)現(xiàn)有效響應(yīng)，以最佳性價(jià)比進(jìn)行設(shè)定。因此，選擇時(shí)需要考慮到合理的結(jié)構(gòu)形式、性價(jià)比、安裝方法、相應(yīng)的功能需求等。需要注意的是，在選擇中，機(jī)型必須盡量保持統(tǒng)一，以保障相關(guān)工作流程的設(shè)定[4]。

而在結(jié)構(gòu)形式中，PLC 可分為整體式以及模塊式兩種結(jié)構(gòu)形式。PLC 的每一個(gè)環(huán)節(jié)點(diǎn)其平均價(jià)格均比模塊式較為合理，且占用面積較小。一般對(duì)于系統(tǒng)工藝或較小型的控制系統(tǒng)具有應(yīng)用性。在電氣控制系統(tǒng)中，需要PLC 功能拓展、靈活。因此，對(duì)于其功能種類以及模塊種類選擇，必須傾向于維修方便特征。

在安裝方式中，PLC 控制系統(tǒng)在電氣控制可分為集中式、遠(yuǎn)程式以及多臺(tái)PLC 聯(lián)網(wǎng)分布式。集中式系統(tǒng)反應(yīng)快、成本較低；而遠(yuǎn)程式適用于大型的電氣控制系統(tǒng)，系統(tǒng)分布裝置極為廣泛、年限較短，但有可能在設(shè)定中需要額外添加驅(qū)動(dòng)器以及遠(yuǎn)程電源；而多臺(tái)PLC 聯(lián)網(wǎng)分布式則可以針對(duì)超大型電氣控制，可以完成多臺(tái)設(shè)備的獨(dú)立制動(dòng)。

在功能要求中，小型PLC 具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)的功能，因此需要對(duì)其開(kāi)關(guān)控制設(shè)備，完成全面滿足。

在響應(yīng)速度中，PLC 是工業(yè)電氣控制的整體通用控制器。因此，其PLC 的響應(yīng)速度可以滿足電氣控制的范圍需求。如需要在特定工程中，完成跨范圍使用，或某些功能信號(hào)具有特殊要求時(shí)，必須慎重考慮PLC 的整體響應(yīng)速度。例如，可以選擇具有高速處理功能的PLC 或具有快速響應(yīng)模塊，中斷輸入模塊的PLC 等。

在可靠性中，對(duì)于一般系統(tǒng)而言，PLC 的可靠性必須對(duì)相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行完全考量。例如，采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。

在機(jī)型統(tǒng)一中，在電氣控制系統(tǒng)中，必須保證PLC 機(jī)型統(tǒng)一。需要考慮一下三大問(wèn)題。

其一，機(jī)型統(tǒng)一問(wèn)題。以保證模塊可以互相通用，使備用備件采購(gòu)和管理能夠?qū)崿F(xiàn)便捷化；其二，機(jī)型功能問(wèn)題。其功能以及使用方法一致，工作人員可以完成技術(shù)水準(zhǔn)的增強(qiáng)；其三，機(jī)型統(tǒng)一及外部設(shè)備通用問(wèn)題?？梢詫?shí)現(xiàn)資源共享以及資源上傳，形成多級(jí)分布式控制系統(tǒng)。

4 控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)分析

4.1 關(guān)鍵技術(shù)

在電氣控制系統(tǒng)PLC 應(yīng)用中，其關(guān)鍵技術(shù)在實(shí)際工作中，會(huì)因其交流電壓線圈在一般情況下以串聯(lián)方式使用。在三相電子回路當(dāng)中，其各項(xiàng)串聯(lián)的限流電阻應(yīng)按照統(tǒng)一公式進(jìn)行合理計(jì)算，其直流電流數(shù)值較大，且制動(dòng)效果較為優(yōu)秀[5]。如果電流數(shù)值超過(guò)一定范圍，將會(huì)導(dǎo)致其繞組出現(xiàn)嚴(yán)重的發(fā)熱現(xiàn)象，使整個(gè)設(shè)備在運(yùn)行中消耗更多能源。如電磁在飽和狀態(tài)后對(duì)其制動(dòng)轉(zhuǎn)矩改善，也無(wú)法產(chǎn)生明顯的加強(qiáng)。在變壓器中，其通常在能耗制動(dòng)中開(kāi)展正常工作。因此，在容量上其比長(zhǎng)期工作較小，在制動(dòng)過(guò)程中，可以按照實(shí)際的制動(dòng)頻率計(jì)算整體容量，通常為0.25 或0.5 倍。

4.2 控制變壓器的整體選用

在PLC 電氣控制中，為了保證整體安全可靠，選擇控制變壓器必須按照相應(yīng)的模式進(jìn)行選擇?？刂谱儔浩髟诳刂浦?，可以根據(jù)系統(tǒng)中的相應(yīng)電壓，對(duì)電壓值以及系統(tǒng)其他部分電壓值保持一致。在啟動(dòng)二次測(cè)交流電壓，可提供充分的運(yùn)行條件，在系統(tǒng)運(yùn)行中，變壓器運(yùn)行溫度需要保持在合理范圍內(nèi)。因此，在控制過(guò)程中必須嚴(yán)格按照以上原則對(duì)其整體進(jìn)行調(diào)整，控制保障系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量[6]。

4.3 熔斷器類型與額定電流電壓

在系統(tǒng)運(yùn)行中，熔斷器的選擇非常重要。在實(shí)際電氣控制模板，其必須對(duì)額定電流電壓予以嚴(yán)格控制，根據(jù)其負(fù)載大小具有密切關(guān)聯(lián)。在選擇熔斷器中，必須按照其自身的特點(diǎn)以及相關(guān)的要求完成篩選，對(duì)運(yùn)行過(guò)程中的相關(guān)參數(shù)予以科學(xué)合理的確定。因此，通過(guò)設(shè)定后才可以保證系統(tǒng)科學(xué)性以及合理性，提高系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，保證其相關(guān)功能能夠有效發(fā)揮。

5 結(jié)束語(yǔ)

在PLC 控制系統(tǒng)中應(yīng)用電器控制，可以對(duì)其整體進(jìn)行有效考量，滿足工業(yè)生產(chǎn)需求。兼顧物理設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)功能以及取值，做到整個(gè)系統(tǒng)可靠性高、維護(hù)性高、使用方便性高的特征。PLC 設(shè)備具有獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在電氣應(yīng)用中，可以極大的提升工作效率，降低故障發(fā)生，應(yīng)用性價(jià)比極高。針對(duì)此類情況，可以根據(jù)電氣控制中的關(guān)鍵技術(shù)，完成詳細(xì)分析，為今后PLC 電氣控制系統(tǒng)的運(yùn)行提供科學(xué)有效的依據(jù)。