论文部分内容阅读
摘要：在电气控制中引入PLC技术不仅可提高工作效率，同时也保证了工业产值，对此国内应大力推广PLC技术在电气控制方面的应用领域，切实解决实践中存在的问题，不断强化系统信号输入稳定性、可靠性，严格把控控制系统操作质量。完善控制系统报警机制，坚持对技术问题优化到底，使PLC技术的可靠性、强抗干扰能力、强适应能力等优势得到最大程度发挥。
关键词：电气控制；PLC技术；应用
工业生产水平的提升，对电气设备的功能性提出了更高标准，对电气控制的要求也逐渐增加。在电气控制中应用PLC技术，可提升自动化操作水平，且一直走在工业自动化生产技术前端。这与PLC技术自身的强干扰能力等特性不无关系，有效减缓了以往单片机技术弊端，是自动化电气控制体系不可或缺的组成部分。
一、PLC定义及工作过程概述
PLC主要是在一种数字运算操作电子系统，为工业环境现场问题、过程编程应用而设计出的存储器，该电子装置较为简易灵活。PLC技术主要用于其内部存储程序，需在应用过程中操作逻辑运算，以及计数定时等指令，PLC通过模拟开关键、数字，可实现对机械生产控制，直接影响工业生产控制效果。其控制器的工作原理，首先扫描读取存储器中输入的用户程序，然后执行系统控制。随着PLC功能多元发展，在工业中涉及到的逻辑控制范畴早已突破，不仅仅是简单替代继电器控制，而是在各个领域都有作为。
PLC工作过程方面，借助先进的计算机、自动化控制及网络通讯等技术，以计算机硬件为基础完成工作，主要步骤如下，首先实时输入现场搜集信息，软件程序在指定区域输入编写的特定指令，通过扫描掌握区域运行状况，此过程在控制系统控制基础上完成。然后围绕指定功能执行程序，扫描现场输入用户控制系统指令后的运行状况，并及时分析指令要求。最后输出、实时记录控制系统信号，控制体系中的中心控制器，接收输入到的指令要求分析结果时，主机会出现响应，此时各个设备功能处于被控制状态。
二、PLC特征分析
1.系统结构方面
在实际工业生产中，对于PLC系统结构的确定，需以设计要求为依据确定大小。大小不同系统结构的PLC，在实际应用领域均有重要作用。体积小、重量轻的PLC，在安装、移动方面省时省力。相反体积大、重量沉的PLC，虽移动、安装费力，但介于功能多元，常被应用于大规模自动化产业。
2.适用性方面
PLC编程表达方式多样，图形符号、语言涵盖广泛，便于操作、工程人员掌握操作。接口直观便于自动化电气控制运用，同时操作部分指令即可实现程序编写，可见PLC广泛的适用性。
3.抗干扰能力方面
PLC技术内部集合了新抗感染、大型集成电路技术，以及监控报警器，当出现内部组件问题、外部干扰时，会即时触发系统警报。在当前复杂的工业生产条件下，以往的接触控制器继电器弊端逐渐显现，而具备强抗干扰能力的PLC技术更被认可。自动诊断程序可在编写软件过程中，对工业生产环境中的系统设备展开外围监管，提升了电气控制的自动化、安全性。
4.维护改造方面
PLC技术对比以往的接线方式，通过存储逻辑设计步骤，避免了设备接线资源浪费节约了花销，以及以往控制系统設计、建造、后期维护费时费力弊端。基于程序编写角度分析，可根据实际生产需求随时更改，缩短了生产时间、检测成本。
三、具体案例
为体现电气控制应用PLC技术的优势，本次借助风机电气化控制为例展开分析，如下所示：
1.功能需求
为保证煤矿生产安全，对主扇风机自动监控系统提出了更多要求。自动控制系统主要包括分级风机变电站、参数测量两部分。应用PLC技术实现风机电气控制，需具备如下功能，包括通过通风系统风速、静动压、矿井气体浓度等参数的实时检测功能。各个风机电压、电流等电量参数的实时监测功能。风机振动及振动超范围报警功能。点击定子温度监测功能，手动、智能远控启动风门开关等功能。
2.硬件控制系统设计
基于系统构成设计角度分析，其系统控制主要原理主要为速度传感器通过A/D转换模块后，合并消防信号、故障信号、其他参数传感器一并由PLC控制，PLC通过三种方式控制多台主扇风机，第一种是通过变频调速器实现主扇风机控制。第二种是直接控制。第三种是通过D/A转换模块、变频调速器最终控制多台主扇风机。PLC为中心控制器，可对主扇风机工作、反馈速度设定，通过PID控制算法，最终实现闭环控制系统。主扇风机运行状况的自动监测，主要由周围的传感器监测实现，监测数据输入PLC，由其进行数据分析处理，决定采用哪个主扇风机控制步骤。
3.设定PLC程序
PLC软件系统，涉及到系统、用户两种程序。前者能够实现程序语言转换，使其转换成机器语言、有编译程序、设备故障诊断等，主要存储于Eprom存储器中，不可直接干预、存取。后者对现场的控制，主要以PLC特定程序语言设计应用程序为基础。基于监控系统角度分析，其PLC输入量主要对数字量敏感，识别后由传感器通过指定电流，对量的温度、压力值模拟，然后利用STEP7、SCALE模块实现模拟量、数字量的针对性转换。为保证通风机、电动机正常运行，需定期检查、维护，对此将故障诊断纳入到监控程序。诊断检测传感器故障为常见系统问题。当监测值超出预设报警参数，报警程序、故障诊断子程序启动，对传感器故障进行诊断。诊断过程中，比较数字量信号、系统极限值，当数字信号等于大于后者表示故障存在。可以从上位机显现的结果明确是否出现故障。故障诊断程序的应用，为工作人员尤其是调度人员提供两便利，其可根据基本信息对故障展开针对性的维修。当出现数据异常情况，是受传感器故障因素影响时，完全可以直接检查、维修传感器、连接线路等。
四、结束语
目前可编程逻辑控制器（PLC）技术相对成熟，在被各个领域广泛应用的同时，自身的技术优势也逐渐展现。作为PLC的核心，微处理器凭借自身可方便编程、灵活可靠等优势，提升了PLC技术的自动化水平，在电气控制中的运用也更具有研究价值。本文对电气控制及PLC技术，结合应用实例展开讨论，希望对我国自动化工业发展起到积极促进作用。
参考文献：
[1] 周玉霞.PLC技术在机械电气控制装置中的应用[J].工程塑料应用，2016（3）：26-27.
[2] 杨保香.基于PLC技术的电气控制系统优化设计探讨[J].自动化与仪器仪表，2017（9）：3-6.
[3] 郭红丹，张玉.基于PLC的矿用搅拌站电气控制系统改造[J].中州煤炭，2016（6）：89-92.
（作者单位：平顶山市海涛装饰工程有限公司）
关键词：电气控制；PLC技术；应用
工业生产水平的提升，对电气设备的功能性提出了更高标准，对电气控制的要求也逐渐增加。在电气控制中应用PLC技术，可提升自动化操作水平，且一直走在工业自动化生产技术前端。这与PLC技术自身的强干扰能力等特性不无关系，有效减缓了以往单片机技术弊端，是自动化电气控制体系不可或缺的组成部分。
一、PLC定义及工作过程概述
PLC主要是在一种数字运算操作电子系统，为工业环境现场问题、过程编程应用而设计出的存储器，该电子装置较为简易灵活。PLC技术主要用于其内部存储程序，需在应用过程中操作逻辑运算，以及计数定时等指令，PLC通过模拟开关键、数字，可实现对机械生产控制，直接影响工业生产控制效果。其控制器的工作原理，首先扫描读取存储器中输入的用户程序，然后执行系统控制。随着PLC功能多元发展，在工业中涉及到的逻辑控制范畴早已突破，不仅仅是简单替代继电器控制，而是在各个领域都有作为。
PLC工作过程方面，借助先进的计算机、自动化控制及网络通讯等技术，以计算机硬件为基础完成工作，主要步骤如下，首先实时输入现场搜集信息，软件程序在指定区域输入编写的特定指令，通过扫描掌握区域运行状况，此过程在控制系统控制基础上完成。然后围绕指定功能执行程序，扫描现场输入用户控制系统指令后的运行状况，并及时分析指令要求。最后输出、实时记录控制系统信号，控制体系中的中心控制器，接收输入到的指令要求分析结果时，主机会出现响应，此时各个设备功能处于被控制状态。
二、PLC特征分析
1.系统结构方面
在实际工业生产中，对于PLC系统结构的确定，需以设计要求为依据确定大小。大小不同系统结构的PLC，在实际应用领域均有重要作用。体积小、重量轻的PLC，在安装、移动方面省时省力。相反体积大、重量沉的PLC，虽移动、安装费力，但介于功能多元，常被应用于大规模自动化产业。
2.适用性方面
PLC编程表达方式多样，图形符号、语言涵盖广泛，便于操作、工程人员掌握操作。接口直观便于自动化电气控制运用，同时操作部分指令即可实现程序编写，可见PLC广泛的适用性。
3.抗干扰能力方面
PLC技术内部集合了新抗感染、大型集成电路技术，以及监控报警器，当出现内部组件问题、外部干扰时，会即时触发系统警报。在当前复杂的工业生产条件下，以往的接触控制器继电器弊端逐渐显现，而具备强抗干扰能力的PLC技术更被认可。自动诊断程序可在编写软件过程中，对工业生产环境中的系统设备展开外围监管，提升了电气控制的自动化、安全性。
4.维护改造方面
PLC技术对比以往的接线方式，通过存储逻辑设计步骤，避免了设备接线资源浪费节约了花销，以及以往控制系统設计、建造、后期维护费时费力弊端。基于程序编写角度分析，可根据实际生产需求随时更改，缩短了生产时间、检测成本。
三、具体案例
为体现电气控制应用PLC技术的优势，本次借助风机电气化控制为例展开分析，如下所示：
1.功能需求
为保证煤矿生产安全，对主扇风机自动监控系统提出了更多要求。自动控制系统主要包括分级风机变电站、参数测量两部分。应用PLC技术实现风机电气控制，需具备如下功能，包括通过通风系统风速、静动压、矿井气体浓度等参数的实时检测功能。各个风机电压、电流等电量参数的实时监测功能。风机振动及振动超范围报警功能。点击定子温度监测功能，手动、智能远控启动风门开关等功能。
2.硬件控制系统设计
基于系统构成设计角度分析，其系统控制主要原理主要为速度传感器通过A/D转换模块后，合并消防信号、故障信号、其他参数传感器一并由PLC控制，PLC通过三种方式控制多台主扇风机，第一种是通过变频调速器实现主扇风机控制。第二种是直接控制。第三种是通过D/A转换模块、变频调速器最终控制多台主扇风机。PLC为中心控制器，可对主扇风机工作、反馈速度设定，通过PID控制算法，最终实现闭环控制系统。主扇风机运行状况的自动监测，主要由周围的传感器监测实现，监测数据输入PLC，由其进行数据分析处理，决定采用哪个主扇风机控制步骤。
3.设定PLC程序
PLC软件系统，涉及到系统、用户两种程序。前者能够实现程序语言转换，使其转换成机器语言、有编译程序、设备故障诊断等，主要存储于Eprom存储器中，不可直接干预、存取。后者对现场的控制，主要以PLC特定程序语言设计应用程序为基础。基于监控系统角度分析，其PLC输入量主要对数字量敏感，识别后由传感器通过指定电流，对量的温度、压力值模拟，然后利用STEP7、SCALE模块实现模拟量、数字量的针对性转换。为保证通风机、电动机正常运行，需定期检查、维护，对此将故障诊断纳入到监控程序。诊断检测传感器故障为常见系统问题。当监测值超出预设报警参数，报警程序、故障诊断子程序启动，对传感器故障进行诊断。诊断过程中，比较数字量信号、系统极限值，当数字信号等于大于后者表示故障存在。可以从上位机显现的结果明确是否出现故障。故障诊断程序的应用，为工作人员尤其是调度人员提供两便利，其可根据基本信息对故障展开针对性的维修。当出现数据异常情况，是受传感器故障因素影响时，完全可以直接检查、维修传感器、连接线路等。
四、结束语
目前可编程逻辑控制器（PLC）技术相对成熟，在被各个领域广泛应用的同时，自身的技术优势也逐渐展现。作为PLC的核心，微处理器凭借自身可方便编程、灵活可靠等优势，提升了PLC技术的自动化水平，在电气控制中的运用也更具有研究价值。本文对电气控制及PLC技术，结合应用实例展开讨论，希望对我国自动化工业发展起到积极促进作用。
参考文献：
[1] 周玉霞.PLC技术在机械电气控制装置中的应用[J].工程塑料应用，2016（3）：26-27.
[2] 杨保香.基于PLC技术的电气控制系统优化设计探讨[J].自动化与仪器仪表，2017（9）：3-6.
[3] 郭红丹，张玉.基于PLC的矿用搅拌站电气控制系统改造[J].中州煤炭，2016（6）：89-92.
（作者单位：平顶山市海涛装饰工程有限公司）