電氣設備自動化控制PLC技術的應用

解強，卿樹明

[中圖分類號] TP273

[文獻標志碼]A

[文章編號]2095-6487 （2021） 02-0003-02

Application of PLC Technology in Electrical Equipment Automation Control

Xie Qiang，Qing Shu-ming

[ Abstract ] PLC technology based on computer technology and cloud technology， and integrated relay contact control technology， which is thecrystallization of many technologies. This technology can be used to replace the original relay contact management system. The new system will be able tosynclrronize operations on the application， xvith functions such as sequence control， computation， logical operations， counting， and intemal program storage.Therefore， such a system in the application of more advantages and a wider range of functions.

[ Keywords ] electricalequipmentautomationcontrol;PLCtechnology;application;analysisandresearch

在當今社會，電氣自動化領域相對廣闊并且呈現(xiàn)出全而的發(fā)展趨勢，在工業(yè)生產(chǎn)中，PLC技術的應用為企業(yè)和生產(chǎn)工人帶來了極人的便利。電氣自動化技術的使用也為現(xiàn)代設備管理帶來了便利。關于PLC控制技術，不僅能夠應用于提高進生產(chǎn)設備自動化程度，還可廣泛應用于設備狀態(tài)檢測與預警控制，提高生產(chǎn)效率和和設備狀態(tài)檢測、預知維修能力。

1. PLC技術的特點

PLC技術是電氣自動化中使用最廣泛的基本技術，它使發(fā)出控制指令變得更加容易和直觀。操作員只需查看控制界面上的相關說明，學習掌握正確的操作方式，就可輕松完成任何復雜的生產(chǎn)作業(yè)。不僅如此，PLC技術人機界而的易用性還降低了對操作員的專業(yè)技術要求。換句話說，即使不需要進行專業(yè)的技術培訓，只需對操作員進行簡單的操作培訓就可以很快適應工作，這對缺乏專業(yè)技術人才的公司來說尤為重要。

PLC技術具有完整的技術功能，非常適應社會的快速發(fā)展。隨著自動化、信息化科學技術的不斷發(fā)展，PLC技術也取得了長足的進步。網(wǎng)絡通信和數(shù)據(jù)處理能力已得到顯著地提高，支持的全套硬件已逐漸與自動化控制系統(tǒng)集成在一起，并且系統(tǒng)管理能力電在不斷提高。

與傳統(tǒng)繼電器控制相比，PLC技術的結構有所不同。它可以人人簡化控制系統(tǒng)電纜線數(shù)量與復雜程度;所有的計算都可以在PLC內部獨立執(zhí)行，不用考慮傳統(tǒng)繼電器控制過程節(jié)點造成的時延。因此，極大縮短了加工時間，全而提高了工業(yè)生產(chǎn)效率。與傳統(tǒng)繼電器相比，PLC技術的故障率非常低，具有高技術安全性。隨著PLC系統(tǒng)抗干擾能力的不斷提高，系統(tǒng)的安全性得到了進一步提升。眾所周知，工廠的環(huán)境復雜多樣，企業(yè)不僅需要提高生產(chǎn)效率，而且還必須使用可靠技術來提高生產(chǎn)、設備安全性和保護工人的生命健康安全。PLC技術符合上述安全性與可靠性的要求，為電氣生產(chǎn)設備的平穩(wěn)運行奠定了堅實的基礎。

2.電氣設備自動化控制中PLC技術的主要應用方向

2. 1 在生產(chǎn)順序控制中的應用

順序控制是輔助電氣系統(tǒng)總體控制的一種相對基本的方法。PLC技術可用于優(yōu)化整個系統(tǒng)，并在每個生產(chǎn)制造過程中以更有序和統(tǒng)一的順序執(zhí)行系統(tǒng)控制任務。煉鋼工藝脫硫處理環(huán)節(jié)的噴吹控制就是順序控制比較典型的一個應用，儲運系統(tǒng)皮帶運輸料線的順起逆?？刂?，也是一種順序控制，同樣，高爐下料、連鑄機生產(chǎn)、轉爐煉鋼、軋鋼生產(chǎn)都用到了順序控制，通過使用PLC控制技術可以有效地改善電氣設備的自動控制功能。對于PLC技術的某些應用場景，也可以通過使用通信總線將分離的遠程控制站連接到控制室的主控站來實現(xiàn)系統(tǒng)控制。但是，如果要靈活、穩(wěn)定地控制遠端各類電氣設備，則需要確保將安裝在設備上的各類傳感器、檢測元件以科學、合理的鏈接方式接入到控制站中，同時還可以使用就地的觸摸屏或主控制室操作站的人機交互界而來操作遠程設備的運行或顯示相關生產(chǎn)、設備狀態(tài)參數(shù)信息。

2.2 在電氣設備開關量控制中的應用

在傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)設計中，人多數(shù)電氣組件傾向于具有電磁特性，從而使電氣設備內部和電氣設備之間的布線連接更加復雜。這使得受控電氣設備在運行操作期間更容易發(fā)生故障，復雜電氣回路的安全風險相對增高、也更容易存在電擊風險，這對生產(chǎn)、設備乃至人身安全構成嚴重威脅。在這方面，通過有效地應用PLC技術，可以減少開關電氣元器件，特別是指令開關、按鈕、中間繼電器和指示燈設備的數(shù)量，并且可以集中控制來自許多開關電氣元件和繼電器的信號的發(fā)送和接收，充分利用邏輯控制編程來代替復雜的聯(lián)鎖、互鎖控制線路，使控制系統(tǒng)電氣回路變得更簡單、安全、可靠。

2.3 在模擬量控制中的應用

模擬值控制的主要作用是控制生產(chǎn)操作中的各種工藝參數(shù)。然而，人工不能使用有效的方法來預測諸如溫度和速度的變化的變量，也不能有效地控制這種環(huán)境因素，而生產(chǎn)制造過程控制措施參數(shù)對生產(chǎn)制造進度和產(chǎn)品質量有較人影響。因此，需要使用科學有效的方法來控制生產(chǎn)工藝參數(shù)。PLC技術可以用來有效地控制模擬值，還可以有效地提高使用電氣控制系統(tǒng)的效率，有效地預測電氣設備的參數(shù)變化。由于PLC技術可以平穩(wěn)地進行數(shù)字量和模擬量之間的轉換，因此可以有效地展示控制器的控制效果。

2.4 PLC技術在閉環(huán)控制系統(tǒng)中的應用

電氣自動化控制系統(tǒng)包括半自動化控制系統(tǒng)、全自動控制系統(tǒng)和手動控制系統(tǒng)。全自動控制系統(tǒng)離不開閉環(huán)控制。閉環(huán)控制系統(tǒng)需要PLC技術來有效提高生產(chǎn)設備的生產(chǎn)率和穩(wěn)定性。例如，PLC技術可以應用于動力泵控制系統(tǒng)，可以詳細分析動力泵的正常運行時間。并根據(jù)流量、壓力、溫度、濃度等生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)信息的相應結果選擇最佳的工作方式，它實現(xiàn)了對設備的開/關、轉速調整、備用設備自動投用等控制。酒鋼在連鑄機配水、拉速調整，交流電弧爐爐電壓電流控制，轉爐吹氬、吹氧，高爐風量控制等許多生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)都使用了PLC技術記性閉環(huán)控制。

2.5 PLC技術在設備狀態(tài)檢測、故障診斷中的應用

在正常操作中，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)使用行程開關、壓力開關和電磁閥等來控制發(fā)備。如果這些電氣元件出現(xiàn)故障且無法立即關閉系統(tǒng)，則結果可能是不可逆的。此外，借助PLC技術，可以安裝故障檢測器以實時檢測故障并自動將其關閉，同時提供自動警報功能以避免重大損失。每個設備啟動并變得穩(wěn)定時，需要一定的運行動作時間。進入運行動作模式時，由PLC系統(tǒng)程序設置的計時器將自行啟動計時，并且預置足夠的時間來確保設備正常運行，以檢查設備的當前狀態(tài)是否滿足使用條件以及是否發(fā)生故障，避免造成額外的事故損失。PLC邏輯運算電可用于檢測設備故障。如果這種邏輯關系被破壞，則會發(fā)生另一種情況。如果存在異常邏輯關系，則設備可能存在問題。維護技術工程師可以通過編輯異常邏輯監(jiān)視程序并將其添加到土程序中。一旦存在異常邏輯關系，它將自動發(fā)出警告指信息并關安全關閉（或打開）設備。

隨著PLC技術的發(fā)展，目前許多PLC控制系統(tǒng)本身還帶有自診斷技術，維護工程師可以利用其自身的診斷技術編制對控制系統(tǒng)本身設備的狀態(tài)診斷檢測程序，對PLC系統(tǒng)自身硬件、軟件和通信狀態(tài)進行監(jiān)控和報警，一旦出現(xiàn)異常，及時發(fā)出預警信息，通知系統(tǒng)維護技術人員檢查維護控制系統(tǒng)，可以有效杜絕控制系統(tǒng)故障導致設備失控引發(fā)的設備、生產(chǎn)、安全、環(huán)保等事故故障。

酒鋼自動化維護人員充分利用PLC技術開展設備狀態(tài)檢測技術應用研究，安裝PLC，警告系統(tǒng)。通過分析PLC功能模塊的內部故障字，在工作站上設置了狀態(tài)字（位）顯示屏幕，以便維護人員可以更直觀地發(fā)現(xiàn)問題并及時發(fā)現(xiàn)某些軟件故障，可以采取適當?shù)拇胧?，避免嚴重故障。目前自控作業(yè)區(qū)已在儲運、焦化、燒結、選礦、煉鐵、煉鋼、煉軋等工序建立了相應的故障診斷畫而，生產(chǎn)崗位在設備發(fā)生異常時，可通過查看相應的故障診斷畫而，及時地做出判斷，告知相應的維護人員當時的故障現(xiàn)象及故障原因，維護人能在最短的時間內對故障做出準確的判斷，并進行處理。圖1為針對儲運工業(yè)控制系統(tǒng)設備自主開發(fā)的設備狀態(tài)監(jiān)控畫面，如圖1所示。

3 .PLC在電氣自動化控制應用詳解

3.1對于PLC的類型、運行方式進行選擇

為了在電氣控制器中更有效地利用PLC技術，首先需要掌握PLC各類型的狀態(tài)。重要的是要正確選用PLC的類型，因為這是設計一個高效、可靠、安全穩(wěn)定、經(jīng)濟PLC系統(tǒng)的關鍵。如果沒有正確選擇合適的類型，則對機電設備的控制將可能無法達到預期的效果，因此需要從機電控制設備的常規(guī)角度入手，選擇科學、合理的鏈接方式，選擇PLC的類型、運行方式。

3.2集中性控制系統(tǒng)選擇

集中控制系統(tǒng)具有工作效率高、投入成本低等優(yōu)點。此類計算機控制系統(tǒng)主要由功能強人的中央PLC控制系統(tǒng)組成，具有強人的功能，達到多種質量認證標準。在這種類型的控制系統(tǒng)中，不同的設備以不同的順序運行，可以編譯在同一程序中進行控制，這些程序需要通過集中PLC系統(tǒng)處理運行。這也意味著，一旦此類系統(tǒng)中需要更改其中一個控制對象的程序，就需要對整個PLC控制系統(tǒng)控制程序進行下載，這將迫使其他被控制設備也被迫停l|.運行，這屬于集中控制系統(tǒng)的一個缺點。但隨著技術的發(fā)展，部分類型的PLC克服了上述缺點，已經(jīng)可以實現(xiàn)對修改程序的下載而不影響其他被控設備的正常運行，這一特點也影響著對集中控制系統(tǒng)的選擇。

4結束語

綜上所述，各種電氣設備在工業(yè)化過程中起著重要的作用，對于未來的發(fā)展是必不可少的，需要安全，可靠和高性能的自動控制系統(tǒng)來更好地發(fā)揮作用。PLC技術在電氣控制自動化方而具有顯著的技術優(yōu)勢，提高了整體應用水平，具有出色的兼容性和集成能力，可有效滿足不同行業(yè)的不同發(fā)展需求，可以響應并加速相關領域的發(fā)展。但是總的來說，我國需要更加重視這一領域的應用研究，以促進技術創(chuàng)新和發(fā)展。

參考文獻

[1]史二娜，肖蕾蕾電氣設備自動化控制中PLC技術的應用[J]中

國新通信，2018，20 （7）：236.[2]寇華壘，胡建超，李振國，等淺析電氣設備自動化控制中PLC

技術的應用[J]科技資訊，2017，15 （12）：45，47