电气自动化中应用PLC技术的有益探索与相关问题研究

孙吴松

（1.山东科技大学，山东 青岛 266590；2.六安职业技术学院，安徽 六安 237158）

电气自动化中应用PLC技术的有益探索与相关问题研究

孙吴松1，2

（1.山东科技大学，山东 青岛 266590；2.六安职业技术学院，安徽 六安 237158）

作为工业经济发展的重要技术，电气自动化项目在实际推广过程中，不仅应用领域在逐步扩大，实际运行技术也在不断完善.PLC技术是一项融合了计算机技术的可编程控制技术，真正实现了智能化操作规范，将两者融合在一起，能在提高电气自动化水平的同时，优化整体运行效果.本文从PLC技术分析入手，对电气自动化中应用PLC技术的具体路径展开了讨论，旨在为技术人员提供有价值的技术建议，以供参考.

电气自动化；PLC技术；探索；应用

1 PLC技术分析

1.1 PLC技术定义和特征

PLC技术是一种融合了计算机的可编程控制技术，是传统控制器的升级版，在PLC技术运行过程中，主要分为三个步骤：

第一步：采样数据.在技术的实际输出阶段，PLC技术要借助数据扫描装置对数据进行一次性读取，保证数据处于输入状态，集中存储在可编程控制器的I/O映像区域内部.

第二步：用户程序执行阶段[1].扫描器要对用户程序进行全面扫描，呈现出梯形图，并进行集中的逻辑运算.特别要注意的是，运算完毕后的结果要在系统的RAM存储系统模块中寻找对应位置.

第三步：输出刷新阶段.主要依托的是系统中的CPU，在向系统发出指令后，利用I/O映像区内的数据和基本数据状态进行输出.

1.2 PLC模糊控制系统

将PLC技术和模糊控制器结合在一起形成系统结构，主要是将较为复杂的模糊推理交与计算机进行操作，从而有效的输出模糊控制器量表，再利用系统的调试和修改，建立完整的数据模块，直接存储在PLC的内存模块里，实现子程序的直接管辖.

图1 通用模糊控制器基本组成结构示意图

另外，在对模糊化进行运算的过程中，要着重分析输出量、尺度变化、论域方位参数等信息进行分析，并借助模糊集合进行处理.而通常系统在进行运算时主要采取以下几种模型.其一，单数值模糊点.参数要求模糊集合O对于支撑子集x是具有较为单一性的单数值模糊点，则对系统中的任何一点存在x=x0，并且建立μA(x)=0的要求，则隶属函数曲线为匀速稳定增长状态.其二，三角形模糊方式，基本的函数解析式为，而其基本的函数结构为匀速上升到匀速下降的三角形[2].其三，高斯型模糊参数结构.基本的函数关系式为：μA(x)=epx(-),b＞0，其函数曲线呈现如图2：

图2 高斯型模糊参数曲线

2 PLC技术在电气自动化项目中的应用路径分析

2.1 PLC技术应用在电气自动化项目中的顺序控制

2.1.1 运行输煤自控系统

在运用PLC技术建立输煤自控系统，细化分为四个主要组成部分，其中主要包括储煤系统、上煤子系统、卸煤系统以及配煤系统.而技术在实际运行过程中，要将基础参数分为重要的三个具体层次，第一层是主站层，主要由PLC可编程控制器以及人机交互接口设备组成[3].第二层是I/O层，主要是利用设备在光纤和主站层控制结构之间建立联系，保证信息交流的完整度.第三层是传感器层，利用的是二次控制电缆以及输煤传感执行结构.将PLC技术融合和应用在输煤自控系统中，能一定程度上保证实时监控项目的顺利建立，最大化的优化工作环境，提升劳动生产效率.

2.1.2 运行设备除灰系统

人们在生产过程中对于环境的重视程度逐渐增多，相应的保护政策也陆续出台，运行电气自动化项目的企业要从实际情况出发，建立符合社会需求的生产模式，借助PLC技术对系统进行除尘，主要是借助其核心控制器的功效，PLC技术在除尘过程中，主要是针对送风机、加热器、卸灰装置以及管道压力装置等.另外，PLC技术参数控制的是二次仪表以及传感器等，最常见的使用模式就是PLC双机热备，采用模块化的设计架构，不仅能便于参数修改，也能在一定程度上提高参数的可读价值，对于N个功能模块和主程序模块进行综合分析，建立最优化的自动化除尘控制系统[4].

2.2 PLC技术应用在电气自动化项目中的闭环控制

在闭环控制操作运行时，借助的是PLC技术的基本模块，将PID指令进行划分，从而形成有效的PID控制参数，确保主控制程序能在规定时间内完成基本的设置要求，也提升参数的准确性.

2.2.1 主要应用于水泵以及油泵电动机

在运行中，每个基础控制结构能利用PLC技术进行自动化运行，并借助调速器油泵对运行累计时间进行综合分析[5].当压力位降低时，主泵结构会自动启动；若是压力位的基础参数持续下降，直到整定数值，就使备用泵系统自动启动，直接对压油罐进行加油.另外，技术人员可以利用PLC技术对运行时间进行标注，当PLC控制器重启时，系统会自动默认，而当PLC技术操作时，控制的油泵是自动控制方式以及常规控制方式.也就是说，在系统中运行PLC技术，一定程度上保证了机组运行的稳定性.

2.2.2 主要应用于发电机调速

利用PLC技术进行发电机调速，要经历机械液压型调速机制、电气液压调速机制以及微机调速机制三个模型，其中，转速测量单元以及电子调节单元是比较关键的要素，不仅要驱动导水系统，也要对转速进行有效的测量，保证优化调节规律.目前，我国应用较多的PLC技术项目就是积分微分以及PID控制系统等.

2.3 PLC技术应用在电气自动化项目中的开关量控制

2.3.1 主要应用于自动切换系统中

在传统的火电系统运行过程中，主要利用的是电磁型继电器，但是在控制器内部要安装较多的电磁元件，且自身具备较多的触点，系统的运行和连线结构就会出现问题.而随着PLC技术的发展，PLC控制器代替元件，不仅提高了系统的可靠性和安全性，也能在技术人员运行分合闸操作的过程中，针对指示信号进行规范化操作，利用PLC技术简化二次接线流程，从而提高项目运行的效率，并且在不需配置闪光电源的过程中提升项目实效性的贴合要求.另外，强化辅助开关数量的同时，从根本上提高控制器之间的联动机制，在显示屏中显示出实际运行信号，一定程度上减少了技术人员的运维时间和运维强度[6].

2.3.2 主要应用于断路控制器中

在系统中添加PLC技术，能提升设备运行框架的完整度，并且保证装置内备用电源的使用参数，实现自动化控制开关流程的有序进行，借助运行中传递的信号提升系统的运行效率.另外，在系统的逻辑判断结构和数据处理措施中，能提升系统在实际框架内运行不同的操作.同时，将PLC技术应用在短路控制器运行结构中，能一定程度上提升系统的抗干扰性，保证数据参数可靠稳定，并且有效的提升系统的调试操作，真正降低了系统的运行成本[7].

在PLC技术应用过程中，技术研究人员要强化系统的抗干扰能力，保证PLC技术运行的可靠性，针对实际的设计过程以及运维过程进行集中的管控.并且集中强化PLC技术的数字化和网络化，优化传统的集散型控制系统，完善智能化控制仪表的实际价值，促进PLC技术的进一步优化发展.特别要注意的是，在研发PLC技术创新型发展策略的过程中，要进一步优化开关量逻辑控制、位置控制、闭环过程控制以及计算机前端级控制等项目的实效性，真正从提升工作效率和质量出发，建立健全管控机制和操作行为，为PLC技术的顺利发展奠定坚实的实践基础.

3 结束语

总而言之，随着经济以及技术的发展，PLC作为一种新兴技术，实际运行结构也在不断升级，技术人员只有在提高技术操作流程的同时，强化设备运行机制以及人机结合的智能化操作框架，才能真正推进PLC技术和电气自动化项目的融合，建立更加完整的项目发展结构，扩大PLC技术运行的实效性，从而促进我国电气自动化项目的可持续发展.

〔1〕秦岩,代伟,杨杰,等.基于软PLC技术的磨矿过程运行控制系统及实验[J].东北大学学报（自然科学版）,2015,36 (03):309-313,317.

〔2〕许青林.基于SMS技术和PLC技术的红外线实时监控防盗系统的研究设计[J].现代电子技术,2014,25(17):160-162.

〔3〕许亮.冶金工业自动化中PLC技术的应用探析[J].科技创新与应用,2016,18(06):94-95.

〔4〕王琪.基于触摸屏和PLC技术的内河船舶生活灰水处理控制系统开发[J].船海工程,2016,45(04):108-112.

〔5〕李江,张伟,王晶晶,等.PLC技术在矿井提升机电控系统中的应用分析[J].科教导刊-电子版（下旬）,2016,29(03): 154-154.

〔6〕翁国庆,陈明军,张有兵,等.“现代电气控制及PLC技术”课程实践环节的优化[C].第六届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集,2014.617-621.

〔7〕刘华,张晓林.基于PLC技术的主井“煤未卸尽”保护的设计与应用[C].第19届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨中国矿业大学 (北京)百年校庆学术会议论文集, 2015.158-162.

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1673-260X（2017）02-0054-02

2016-12-20

精品资源共享课程《电气控制与PLC》（2013gxk123）项目级别：省级 批准文号：皖教高（2013）11号