基于PLC機電一體化技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用

張宇航 白雪

摘要：在科技進步和經(jīng)濟發(fā)展的驅(qū)動下，當(dāng)前我國電氣自動化系統(tǒng)運行水平得到快速發(fā)展， PLC機電一體化技術(shù)在電氣自動化領(lǐng)域得到深入開發(fā)和廣泛引用，PLC技術(shù)又可以稱之為可編程控制系統(tǒng)，能夠為電氣自動化提供系統(tǒng)控制服務(wù)。下面文章對PLC機電一體化技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用展開探討，僅供參考。

關(guān)鍵詞：機電一體化;PLC;電氣自動化;一體化

近年來，隨著科技進步和經(jīng)濟發(fā)展的步伐，我國電氣工程自動化技術(shù)水平日益成熟。本文認(rèn)為PLC技術(shù)在電氣工程自動化控制中的合理應(yīng)用，有助于促進電氣工程的快速發(fā)展，以及有助于推動電氣工程邁向自動化方向的發(fā)展道路，從而有效提升電氣設(shè)備的運行速度。

1PLC機電一體化概述

1.1PLC工作原理概述

在PLC的基本框架中，主要的組成部分有三個，第一是宏單元，第二是可編程形式的連線，第三是I/O輸入輸出模塊。在PLC技術(shù)中，宏單元屬于最基本的一個模塊，它所起到的是CPU作用，可實現(xiàn)最基本的邏輯控制。可編程形式的連線主要的作用是將信息在宏單元之間傳遞。I/O模塊的主要功能是對電氣的輸入和輸出特征進行控制。在PLC的具體應(yīng)用過程中，其工作可以按照四個階段進行劃分。第一階段是內(nèi)部處理，在這一階段中，主要是對可編程形式的控制器進行檢查，主要有內(nèi)部硬件功能檢查、運行情況檢查、監(jiān)控定時器是否能夠正常復(fù)位檢查等。第二階段是通信服務(wù)，在這一階段，控制器需要和其他形式的智能裝置之間相互通信，以此來響應(yīng)編程器的鍵入命令，同時也需要進行顯示內(nèi)容的更新。第三是輸入和輸出處理，在這一階段，控制器會將一切外部輸入電路接通狀態(tài)和斷開狀態(tài)輸入到映射寄存器內(nèi)。第四階段是程序執(zhí)行，在這一階段中，輸入到映射寄存器里的狀態(tài)通常不會因外部輸入信號發(fā)生變化而變化，所以在輸入信號發(fā)生變化的情況下，新狀態(tài)僅僅會在下個響應(yīng)周期內(nèi)的輸入處理這一階段才可以被讀入。

1.2電氣自動化設(shè)備中PLC控制的特點

正是由于PLC控制系統(tǒng)有傳統(tǒng)繼電器不具備的邏輯并且具有良好的安全性和可靠性優(yōu)點，因此在電氣自動化設(shè)備中廣泛應(yīng)用，此外，此技術(shù)的應(yīng)用還有助于優(yōu)化操作結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)設(shè)備運行成本的降低。具體地說，電氣自動化設(shè)備中PLC控制的特點：第一，具有反應(yīng)迅速的特點。通過PLC中繼電器核心構(gòu)件的應(yīng)用可以節(jié)省其內(nèi)部的部分導(dǎo)線，因此可以節(jié)省繼電器運行中的節(jié)點時間，同時也可以忽略返回系數(shù)，充分發(fā)揮其在數(shù)據(jù)處理中的優(yōu)勢。第二，具有較高安全性的特點。通過PLC控制系統(tǒng)在電氣自動化設(shè)備中的應(yīng)用，可以有效提升此類設(shè)備的抗干擾能力，保證其在復(fù)雜運行環(huán)境中具有較高的安全性和可靠性，保證此類設(shè)備的順利運行。第三，具有操作便捷的特點。由于PLC指令比較簡單且具有較強的直觀性，便于電氣自動化設(shè)備操作人員進行快捷操作，而且對操作人員的技術(shù)能力要求比較低。

2PLC控制技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用分析

2.1順序控制

隨著電氣自動化設(shè)備運轉(zhuǎn)時間越來越長，其系統(tǒng)能耗也會越來越大，經(jīng)濟效益則會相應(yīng)降低。隨著生態(tài)問題的日益嚴(yán)峻，在電氣設(shè)備的使用過程中，對其自動化控制要求也在不斷提升。電氣設(shè)備的自動化控制方式主要包括開關(guān)量控制以及順序控制兩種。順序控制過程中應(yīng)用PLC技術(shù)，可有效優(yōu)化電氣設(shè)備原有的繼電器控制方式，實現(xiàn)對電氣設(shè)備的單獨控制，從而防止由于控制順序混亂、控制反應(yīng)時間過長而導(dǎo)致的各種運行問題。例如，當(dāng)對人機接口的主站層以及遠(yuǎn)程IQ站進行控制時，PLC技術(shù)可通過現(xiàn)象傳感器對站點進行優(yōu)化控制，從而實現(xiàn)對電氣設(shè)備的自動化控制。這種控制方式，不僅能夠提升對電氣設(shè)備的控制效率，還可使得電氣設(shè)備的操作更加便捷[1]。

2.2開關(guān)量控制

在電氣工程自動化控制的過程中，為了減少不必要的工作程序，可以將PLC技術(shù)應(yīng)用于其中并且建立相對應(yīng)的編程工作，實現(xiàn)工程的虛擬運行，并且采用實踐的方式發(fā)現(xiàn)電氣工程在推進過程中存在的故障以及漏洞并展開修補優(yōu)化。例如在實驗的過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題是電氣系統(tǒng)的繼電器在通電之后存在反應(yīng)時間過長，間接證明了繼電器在電氣工程系統(tǒng)推進的過程中一旦發(fā)生短路，那么會不受控制，一旦遇到這種情況，可以將PLC技術(shù)應(yīng)用于其中對于這一部分的數(shù)據(jù)展開全面地分析，并且提出相對應(yīng)的改善措施。通過將自動切換系統(tǒng)與控制系統(tǒng)進行結(jié)合也能夠有效改善電氣系統(tǒng)推進過程中由于短路出現(xiàn)反應(yīng)慢的情況，同時提高電氣系統(tǒng)運行的質(zhì)量以及效率[2]。

2.3自動切換控制

PLC控制系統(tǒng)在具體的應(yīng)用中，除了能夠?qū)崿F(xiàn)電氣自動化設(shè)備的自動切換控制外，還能在充分滿足電氣自動化設(shè)備運行標(biāo)準(zhǔn)和要求的基礎(chǔ)上，盡可能達到其他相關(guān)操作的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，從而不斷地增強電氣自動化設(shè)備的運行性能。例如：通過將自動投入方式應(yīng)用到PLC控制系統(tǒng)內(nèi)部電源中，可以自動控制相關(guān)指令和程序。同時，也可以充分利用電氣自動化設(shè)備相關(guān)信號，確保PLC控制系統(tǒng)內(nèi)部電源能夠自動啟動和關(guān)閉，為實現(xiàn)電源開關(guān)的自動化切換控制，保證PLC控制系統(tǒng)操作的規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)性提供有力的保障。因此，這種模式的應(yīng)用受到了業(yè)內(nèi)人士的廣泛支持和青睞。

2.4閉環(huán)控制

閉環(huán)控制主要指的是輸出信息進行有效處理后再返回到處理開端環(huán)節(jié)，這個流程就形成了閉環(huán)，通過對閉環(huán)控制主要特點的認(rèn)真分析和研究，反饋機制對閉環(huán)控制具有非常強烈的影響。當(dāng)電氣系統(tǒng)開始啟動的時候，按照系統(tǒng)程序運行要求將各類數(shù)據(jù)信息進行有序、高效的輸出，經(jīng)過二次輸出后做好各類數(shù)據(jù)錄入工作，然后，為了達到預(yù)期的輸出效果，需要對各類數(shù)據(jù)進行有效修正。閉環(huán)控制在工業(yè)生產(chǎn)中起到至關(guān)重要的應(yīng)用效果，主要是因為閉環(huán)系統(tǒng)具備了一定的靈活性與高效性，這也是閉環(huán)系統(tǒng)所具備的重要優(yōu)勢，所以使閉環(huán)控制在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，而且專業(yè)技術(shù)人員能夠根據(jù)閉環(huán)系統(tǒng)所具備的特點等實際情況及時對系統(tǒng)進行合理的調(diào)整，能夠有效保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運行[3]。

3PLC電氣自動化控制未來發(fā)展方向

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，未來PLC技術(shù)會向著連續(xù)生產(chǎn)過程控制方向發(fā)展，完成越來越雜亂的操控使命、開展工程設(shè)計的自動化和智能化。一是能夠適應(yīng)向小型化個性化發(fā)展的需要，使PLC系統(tǒng)的體積更小、速度更快，性價比更高。二是向速度快、容量大、技術(shù)成熟的方向發(fā)展。為了使PLC技術(shù)逐漸適應(yīng)各個領(lǐng)域，近幾年開發(fā)了很多新的模塊和組件并應(yīng)用在了PLC中，如智能輸入輸出模塊、溫度自動控制模塊、故障快速檢測模塊等，新型模塊應(yīng)用，可以大大提升PLC技術(shù)穩(wěn)定性。隨著人們對數(shù)據(jù)信息和傳輸需求的不斷變化，多種編程語言的共存和互補是PLC的一大發(fā)展趨勢，相信隨著科技的發(fā)展，PLC變成語言的順序功能語言、指令語言、圖形語言等功能會不斷豐富和完善，向更加先進的方向發(fā)展。

結(jié)語

綜上所述，為了充分利用和發(fā)揮PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用價值，提高電氣設(shè)備的自動化水平，相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員在應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)的過程中，還需要強化PLC技術(shù)應(yīng)用分析，結(jié)合實際情況加強PLC技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用，充分發(fā)揮PLC技術(shù)優(yōu)勢，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益。

參考文獻

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[2]張鐸，郭仲堯.PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2020，10（08）：70-71.

[3]李洪波.智能化技術(shù)在電氣工程自動化控制中的應(yīng)用探討[J].南方農(nóng)機，2020，51（16）：168-169.

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