PLC技术在电气设备自动化控制中的应用
2019-02-14倪骏程
倪骏程
(南京技师学院，江苏南京，210000)
0 引言
当前，PLC技术已经被应用于各个行业当中。PLC即可编程控制器。PLC基于计算机，通过计算机指令实现对设备的控制。在电气设备自动化控制中应用PLC技术，可有效减少电气设备的损耗，延长其使用寿命；也可对其控制流程进行优化，促进其稳定运行。因此，研究PLC技术在电气设备中的应用，具有十分重要的现实意义。
1 PLC技术的特点
PLC技术的特点如下：其一，可提高电气设备运行效率。前文提到，PLC基于计算机，通过计算机指令实现对电气设备的控制。因此，PLC技术包含了网络计算机技术。除此之外，也包含了一体化控制技术。PLC技术不仅可以有效减少不必要时间的消耗，也可减少能源的损耗，还可提高设备的利用率。而且，PLC控制系统操作界面即方便又快捷。这对提高电气设备运行效率有着重要的促进作用。其二，可适用于多种电气设备。PLC技术的功能呈现出多样化。这与当前电气设备类型的多样化相适应。因此，PLC技术可适用于多种电气设备。而且，PLC 技术可对电气设备的运行过程进行优化，可满足当前社会对于电气设备的需求。其三，可弥补传统控制的不足。基于传统控制模式的电气设备具有运营生产效率低、操作繁琐而且使用不便的特点，不适应与现代社会的发展。而基于PLC技术的电气设备可弥补这些不足之处，从而可促进电气设备的发展。
2 PLC技术在电气设备自动化控制中的应用
■2.1 顺序控制
顺序控制指电气设备的各个执行机构在输入信号的作用下按照一定先后顺序自动而有序地进行操作。在实际运行过程中，随着使用时间的持续，大多数电气设备的能耗会增加。这样造成的结果就是，经济效益受到损害。为了减少或者避免这种情况的发生，就要在电气设备自动化控制系统中应用PLC技术进行顺序控制。利用PLC技术控制开关量来实现对电气设备各个机构操作顺序的控制；以模块的形式实现对电气设备各个执行机构的单独控制，从而有效避免因为某机构出现问题而导致整个设备运行出现问题。例如，可利用PLC技术实现对三相电动机的顺序控制。此顺序控制的特点是：电动机M2的控制电路先与接触器KM1的线圈并接后再与KM1的自锁触头串接，这样就保证了电动机M1启动后、M2才能启动的顺序控制要求。其工作原理是：合上电源Q→按下按钮SB2→线圈KM1得电→KM1自锁触点闭合自锁、KM1主触点闭合→电机M1启动连续运转→再按下SB4→KM2线圈得电→KM2自锁触点闭合自锁、KM2主触点闭合→电机M2启动连续运转；按下SB1→线圈KM1失电→KM1主触点断开→电机M1停止转动；按下SB3→线圈KM2失电→KM2主触点断开→电机M2停止转动。
■2.2 开关控制
开关控制指通过控制继电器的接通与关断的值（即1和0）来实现对电气设备的控制。在传统控制模式中，开关量控制的使用最为广泛。在实际控制过程中，开关量控制方式还存在一些不足，如稳定性较差、敏感性强等。这些问题使得电气设备的运行受到了一定程度的影响。而在电气设备自动化控制系统中应用PLC技术，即可保障电气设备自动化控制的质量，也可有效降低设备运行事故的发生频率，从而提高设备的使用率。例如，可使用PLC技术实现对运输车的控制，如图1所示。其中，X007、X010-X013分别为五个站点的行程开关；X002-X006分别为五个站点的呼叫按钮开关；X001、X002分别对应于启动按钮开关与停止按钮开关；Y001为电机的反转继电器，控制运输小车的左行；Y001为电机的正转继电器，控制小车的右行。通过计算机指令控制内部继电器的通断，实现运输小车的左行或者右行。在此过程中，PLC对整个控制系统进行调整，保证指令的顺序进行，从而达到提高运行效率的目的。
■2.3 闭环控制
闭环控制指作为被控制对象的输出以某种形式返回到作为控制的输入，并影响输入的一种控制关系。PLC通过调节电机设备的转速、调节电子等实现对电机设备的控制。例如，可应用PLC 技术实现对伺服电机的控制。作为被控对象的转矩和转速受信号电压控制。当信号电压的大小与极性发生改变时，电机的转动速度与方向也跟着变化。PLC控制控制伺服电机不是直接控制的。而是PLC发出可调的脉冲或者控制信号控制伺服驱动器来驱动伺服电机。再如，可应用PLC实现对动力泵的控制。当动力泵的启动开关开启后，PLC就会分析其运行时间的长短。通过对其运行的具体分析，选择合适的控制方式，并控制电机的运行状态。在PLC进行闭环控制过程中，其对电机设备运行的分析速度更快。而其分析结果也具有较高的准确性。因此，在实际运营生产过程中，可将PLC技术应用于电机设备自动化控制当中，必要时，将其与传统控制方式相结合，以实现电机设备生产运营效率的提高。
图1 运输小车PLC外部接线图
图2
■2.4 运动控制
运动控制指对电气设备各机构速度、位置的实时控制，使之按照规定好的运动轨迹以及设定好的运动参数进行运动。运动控制系统的控制对象为电动机，其控制核心为单片机、PLC等，其执行机构为电力电子功率变换装置。基于PLC的运动控制系统，主要实现对设备运动的精准位置控制、速度控制、转矩或者力的控制。其具有可靠、编程简单的特点。例如，可应用PLC技术实现三相异步电机的正反转，其控制电路图如图2所示，其控制接线图与梯形图如图3所示。
图3 三相异步电机正反转控制接线图与梯形图
3 结语
从以上分析中，我们可得，PLC技术具有提高电机设备运行效率、适应于多种电机设备、可弥补传统控制的不足等特点。通过对电机设备的顺序控制、开关控制、闭环控制以及运动控制等，将PLC技术应用于电机设备自动控制系统中。在实际的应用过程中，可在控制环节中融入计算机网络技术。这样，不仅可以有效提高电机设备的运行效率，也可保障电机的生产运营效率。
