電氣工程自動(dòng)化控制中PLC技術(shù)實(shí)施探究

高海嶺 王業(yè)超

摘? 要：近年來(lái)，科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展使得我國(guó)電氣功能過(guò)程自動(dòng)化控制中越來(lái)越多的應(yīng)用到了計(jì)算機(jī)技術(shù)。PLC技術(shù)不僅僅突破了傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)限制，還能夠?qū)⑿l(wèi)星調(diào)整為分布式結(jié)構(gòu)，從而確?，F(xiàn)場(chǎng)各個(gè)方位的控制情況，具有顯著的數(shù)字化特征，與此同時(shí)，我們也可以以通訊網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，進(jìn)而溝通現(xiàn)場(chǎng)與設(shè)備之間的聯(lián)系。在電氣工程自動(dòng)化控制的過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)用PLC技術(shù)能夠進(jìn)一步全面開(kāi)發(fā)電子工程控制領(lǐng)域，使得電氣工程之中信息化水平進(jìn)一步提升，而計(jì)算機(jī)的反應(yīng)速度相對(duì)較快，因此將其應(yīng)用于電氣設(shè)備中能夠推動(dòng)大規(guī)模集成電路的使用。本文就PLC技術(shù)在電氣控制裝置中的相關(guān)應(yīng)用進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：電氣工程;自動(dòng)化控制;PLC技術(shù);基于PLC在數(shù)控機(jī)床大修改造中的設(shè)計(jì)應(yīng)用;實(shí)施

1.PLC技術(shù)

對(duì)于PLC技術(shù)而言，就是一種可編程的控制器，在其設(shè)備上，由微處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出端口和電源模塊等諸多設(shè)備模塊，在運(yùn)行的過(guò)程中，能夠?qū)ψ詣?dòng)化設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能化的控制作用。PLC技術(shù)運(yùn)行的實(shí)際原理，就是對(duì)設(shè)備進(jìn)行輸入信號(hào)，之后通過(guò)設(shè)備上的微處理器，進(jìn)行邏輯關(guān)系的處理，之后再輸出端口輸出控制信號(hào)，以此實(shí)現(xiàn)智能化的控制。伴隨著現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)趯?duì)自動(dòng)化控制技術(shù)的研究過(guò)程中，有效地將電子控制系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)程序控制進(jìn)行了融合，從而擺脫了機(jī)電接觸器的制約。此外，隨著計(jì)算機(jī)處理技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器被應(yīng)用到系統(tǒng)中，以提高PLC在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的控制能力，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、遠(yuǎn)程輸入等功能[1]。

2.控制技術(shù)類型

2.1集散型控制系統(tǒng)DCS

集散型控制系統(tǒng)DCS主要是通過(guò)對(duì)電氣裝置設(shè)置運(yùn)行過(guò)程中有可能存在的危險(xiǎn)進(jìn)行集中顯示，以及分散管理，只有這樣才能夠確保電氣控制的全面性，更加有效率地將電器控制裝置中的檢查與控制這兩者用特定的系統(tǒng)進(jìn)行銜接，將PLC技術(shù)應(yīng)用于電氣控制裝置中，能夠從根本上將控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)兩者相結(jié)合，最終形成集中性的操作以及分散型的裝置控制，促使信息在產(chǎn)生和傳播的過(guò)程中更加集中。這樣能夠推動(dòng)工作人員在對(duì)電氣施工過(guò)程中對(duì)所出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行合理的控制和管理。

2.2現(xiàn)場(chǎng)總線型控靠U系統(tǒng)FCS

FCS控制系統(tǒng)主要指將智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)中的多項(xiàng)結(jié)構(gòu)，例如數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)，通過(guò)將這些結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，從而進(jìn)行支持雙向、多節(jié)點(diǎn)和總線式的全數(shù)字通訊。它由最底層的控制網(wǎng)、各控制節(jié)點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等幾部分組成，并構(gòu)成了一個(gè)完整的，徹底的分布式控制體系結(jié)構(gòu)，如今己成為了工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域廣為關(guān)注的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)。

3.電氣工程自動(dòng)化控制中PLC技術(shù)應(yīng)用

3.1順序的控制應(yīng)用

從整體角度分析，現(xiàn)階段電氣自動(dòng)化技術(shù)中PLC技術(shù)的應(yīng)用會(huì)將PLC作為順序控制器加以應(yīng)用。比如在火電廠之中，自動(dòng)化控制水平對(duì)電廠的電能生產(chǎn)效率以及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益社會(huì)效益有著推動(dòng)性，將PLC技術(shù)合理的應(yīng)用其中，可以進(jìn)一步提高自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行效率，尤其在對(duì)飛灰以及爐渣進(jìn)行清理的時(shí)候，PLC順序控制器的應(yīng)用效果非常明顯，所以現(xiàn)階段大多數(shù)發(fā)電廠為進(jìn)一步提高自身的生產(chǎn)效率，對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)加以完善，根據(jù)實(shí)際的情況制定規(guī)劃設(shè)計(jì)，并且還進(jìn)一步提高了自動(dòng)化系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)以及實(shí)際結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了遠(yuǎn)程控制以及現(xiàn)場(chǎng)控制，這也在一定程度上為PLC技術(shù)的合理利用奠定基礎(chǔ)，提供保障[2]。

3.2開(kāi)關(guān)量中的應(yīng)用

機(jī)械繼電器作用十分明顯，對(duì)于傳統(tǒng)電氣工程自動(dòng)化控制而言，機(jī)械繼電器是不容或缺的一部分，但是在傳統(tǒng)模式下，繼電器當(dāng)中的電路對(duì)通電控制存在問(wèn)題，不僅運(yùn)行的速度比較慢，而且控制的時(shí)間比較長(zhǎng)，導(dǎo)致難度增加。然而將PLC技術(shù)應(yīng)用于電氣自動(dòng)化控制當(dāng)中，能夠從本質(zhì)上改變這一問(wèn)題，也能通過(guò)可編程存儲(chǔ)器取代機(jī)械繼電器，將傳統(tǒng)機(jī)械繼電器當(dāng)中的不足加以補(bǔ)充，不斷提高其作用。

3.3閉環(huán)控制

無(wú)論從哪一個(gè)角度分析，均可以清楚地了解到在電氣自動(dòng)化運(yùn)行當(dāng)中會(huì)涉及到電機(jī)啟動(dòng)，其中主要采取手動(dòng)啟動(dòng)以及機(jī)器啟動(dòng)兩種方式，加強(qiáng)對(duì)PLC技術(shù)的有效應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)閉環(huán)的控制，當(dāng)然PLC技術(shù)應(yīng)用下閉環(huán)控制能夠由電液壓執(zhí)行以及電子調(diào)節(jié)單位，在保證轉(zhuǎn)速測(cè)量合理性與科學(xué)性的同時(shí)對(duì)調(diào)節(jié)器加以控制。

3.4在機(jī)床電氣控制當(dāng)中的應(yīng)用

毋庸置疑，在PLC技術(shù)的有效應(yīng)用下可以實(shí)現(xiàn)機(jī)床電氣控制的科學(xué)與合理，促使機(jī)床電氣控制朝著智能化方向發(fā)展與進(jìn)步。除此之外，PLC技術(shù)的應(yīng)用中能夠提高機(jī)械控制能力，增強(qiáng)控制的靈活性，對(duì)于操作人員而言可以使其快速掌握。在機(jī)床電氣控制中PLC的有效應(yīng)用能夠?qū)r(shí)間加以控制，如出現(xiàn)問(wèn)題能在第一時(shí)間內(nèi)預(yù)警，甚至在不斷更新與升級(jí)中提高自動(dòng)控制能力，制定有效的數(shù)字化電控系統(tǒng)，對(duì)后期維護(hù)管理也具有推動(dòng)性。

3.5在交通控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

信號(hào)燈的正常關(guān)系到了行車(chē)與行人的安全，但是卻不排除信號(hào)燈錯(cuò)誤現(xiàn)象的發(fā)生，然而選擇PLC技術(shù)對(duì)信號(hào)燈加以控制，能夠?qū)崿F(xiàn)交通系統(tǒng)的優(yōu)化，也能進(jìn)一步提高控制反應(yīng)的速度，增強(qiáng)其有效性與及時(shí)性。將人工智能技術(shù)應(yīng)用其中可以從邏輯系統(tǒng)出發(fā)，實(shí)現(xiàn)交通系統(tǒng)的優(yōu)化處理，保證信號(hào)燈控制的科學(xué)與合理，當(dāng)PLC技術(shù)的應(yīng)用中能夠?yàn)榻煌娮颖O(jiān)控奠定基礎(chǔ)，滿足監(jiān)管的自動(dòng)化與智能化，也可以全天候的進(jìn)行監(jiān)控。

4.PLC在數(shù)控機(jī)床大修改造中的設(shè)計(jì)應(yīng)用

4.1注意事項(xiàng)

要實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床的靈活控制必須要對(duì) PLC 機(jī)械加工數(shù)控機(jī)床改造技術(shù)有詳細(xì)的了解，只有全面認(rèn)識(shí)了該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和不足，才能更好地開(kāi)展控制工作。我們知道，PLC 的工作原理決定了它通常情況下只是單純地受到動(dòng)作順序的控制，因此在 PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床的控制工作過(guò)程中必須要注意以下幾點(diǎn) ：首先，定位的速度以及精度的協(xié)調(diào)工作。數(shù)控機(jī)床中的電機(jī)頻率與轉(zhuǎn)速有著緊密的聯(lián)系，脈沖控制頻率的高低決定著電機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢。因此，做好定位速度與精度的控制就十分重要了。通過(guò) PLC 技術(shù)的運(yùn)用，在提高精度的前提下保證定位的速度，對(duì)于實(shí)現(xiàn) PLC 機(jī)械加工數(shù)控機(jī)床的改造工作有重要的作用。其次，減少工作過(guò)程中出現(xiàn)誤差的頻率[3]。PLC 驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)提高了系統(tǒng)的可靠性，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化執(zhí)行元件的優(yōu)化工作。步進(jìn)電機(jī)的開(kāi)環(huán)控制受到了PLC 產(chǎn)生的脈沖所控制，必須降低電機(jī)的頻率減慢電機(jī)的轉(zhuǎn)速才能夠避免不必要的誤差和失誤。

4.2數(shù)控機(jī)床的控制工作

PLC 通過(guò)輸入端來(lái)和數(shù)控機(jī)床建立有效連接，完成對(duì)操作面板的控制工作。借助機(jī)床操作面板以及系統(tǒng)操作面板來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制工作，保證數(shù)控機(jī)床的正常運(yùn)行。PLC 在數(shù)控機(jī)床改造技術(shù)中的應(yīng)用離不開(kāi)對(duì)機(jī)床外部輸入信號(hào)以及輸出信號(hào)的有效控制，通過(guò)強(qiáng)化控制來(lái)保證系統(tǒng)按照預(yù)先制定的指令科學(xué)運(yùn)行，提高工作效率。

4.3做好對(duì)系統(tǒng)的科學(xué)定位

整個(gè)定位的過(guò)程可以分為兩個(gè)階段，粗定位階段以及精定位階段。雖說(shuō)階段不同但是依然受到統(tǒng)一的脈沖步進(jìn)電機(jī)來(lái)完成。在粗定位階段中，通過(guò)使用較大的脈沖當(dāng)量來(lái)提高機(jī)床的工作效率從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床的合理改造工作。而在精定位階段，則必須采用先大后小的方式來(lái)完成。最初使用大的脈沖當(dāng)量來(lái)完成設(shè)計(jì)與改造的要求，在此基礎(chǔ)上完成操作任務(wù)以后則需要轉(zhuǎn)為較小的脈沖當(dāng)量，轉(zhuǎn)入對(duì)系統(tǒng)的精定位階段。這一過(guò)程中必須要保證轉(zhuǎn)速不能發(fā)生變化，唯有如此才能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。由于數(shù)控機(jī)床的改造存在著兩個(gè)不同的階段，因此，在加工過(guò)程中，必須要及時(shí)更換系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速，配置兩套不同的變速裝置來(lái)保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

5.結(jié)束語(yǔ)

在現(xiàn)階段的電氣工程自動(dòng)化控制中，PLC技術(shù)已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用，有效推動(dòng)了我國(guó)電氣工程自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展。但是，也需要該技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)以及所能實(shí)現(xiàn)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在不同的領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用，當(dāng)PLC技術(shù)被應(yīng)用時(shí)，所形成的控制系統(tǒng)能夠得到有效的優(yōu)化和調(diào)整。

參考文獻(xiàn)

[1]汪東霞，李莎莎.電氣工程及其電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用研究[J].黑龍江科學(xué)，2020（20）：108-109.

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作者簡(jiǎn)介：

高海嶺（1986年1月3日），男，漢族，陜西寶雞，助理工程師，本科，研究方向：蝸桿磨齒機(jī)電氣改造技術(shù)。