PLC在电气自动化控制中的应用

2020-01-08汪春华

湖北农机化 2020年18期

汪春华

(新乡职业技术学院，河南新乡 453006)

1 PLC技术的概念和类型

1.1 概念

PLC技术也被称为可编程控制器，在当前的电气设备体系当中具有重要的作用，它可以通过相关的技术对于电气化操作设备做出差异化的调控，PLC技术能够显著提高设备的稳定性和操作的准确性，对于控制程序的步骤做出设置，使电气化设备能够发挥出实际的价值。PLC技术在实际使用的过程当中具有较高的综合性和系统性，具体而言，PLC技术和设备主要是由编程架构、交互端口等结构组成，在实际使用的过程当中体现出了电气设备一体化的优势。PLC技术并不是最近才诞生的，早在19世纪，PLC技术的前身也就是可编程控制器就已经出现并引起了一定范围的推广和影响。随着技术的不断发展和完善，进入20世纪之后，PLC技术开始不断地更新和换代，加快了自身的技术进步，在工业领域当中运用，推动了各行各业的进步和发展[1]。在21世纪，PLC技术以自动化技术体系为核心，包括了DCS、FCS两大模块，以此为基础，PLC技术在实际运用的过程当中能够最大限度地保持系统和设备的稳定，使得电气自动化设备不断地向前发展。PLC技术的进步使得电气自动化领域的各项技能得到了稳步提升，设备控制体系得到了不断地优化和创新，使工业生产领域的生产质量得到了稳步提高，也为社会发展和国家建设做出了贡献。

1.2 类型

PLC技术的类型主要包含了FCS系统和DCS系统。具体来说，FCS系统主要是指现场总线型控制模块，它主要是利用PLC技术对于电气自动化系统当中的开关进行操作和控制，体现出了高效率的信息传递的优势，有效稳定工作网络布局，体现出了功能结构的多样化特征，使电气自动化设备处在较为稳定的运营环境当中，提高设备数据的传输效率，保证工作任务能够顺利完成。除此之外，FCS系统呈现出系统化的模块特征，可以对于电气化设备当中诸多装置铺设出网络化的架构，使得电气自动化系统体现出智能化的特征[2]。DCS模块较之于FCS系统在使用上较为严格，它的主要任务是测试降低电气装置在使用的过程当中存在哪些风险，通过系统交互端口完成对于电气自动化体系的有效测定，把控并降低系统的运行风险，对于系统的工作过程进行有效地把控，防止由于系统的问题出现较大的经济损失。DCS模块相比于FCS模块在构造上更为复杂，包含了显示系统、通信系统和控制系统等3大模块，对于电气自动化设备完成一系列测定和监控，使系统运行稳定有序。

2 PLC技术的特点和优势

首先，PLC技术在运行的过程当中具备了大型化和小型化的特征，应用时可以选择合适的编程控制器进行操作，匹配系统的设计要求。小型化的编程控制器在运用的过程当中对于能源的消耗量较小，装备的结构也较为简单，安装也较为便捷，占地面积小，由于这些优势，小型化的PLC系统当前已经被广泛地运用到了电气自动化系统当中；相比之下，大型化的编程控制器虽然能耗较大，但是数据储存的数量也较大，运行速度相对较快，因此工作效率也较高，具备快速准确的优势[3]。因此，大型化和小型化的PLC设备各自具备不同的优势，应当在具体的使用当中根据生产操作的实际情况加以筛选，满足工作任务的目标和要求。其次，PLC技术在使用的过程当中较为简单和直观，使用过程当中可以使用编译图号来对工作步骤和细节进行标注和表示，与传统的继电器电路系统存在一定的相似性，因此容易学习和掌握。PLC技术在使用的过程当中只需要掌握简便的系统操作步骤便能够对其进行操控，也正是因为操作的便捷，因此才能够被大范围地使用[4]。除此之外，PLC技术相比于传统的工业操作技术，具有更强的抗干扰性能，使用后的维护和改造也较为便捷，利用PLC技术，也能对于设备的设计步骤进行简化，提高电气系统的运行效率，使程序的使用更加便捷安全，使集成电路系统的应用效果大大增强，其先进的抗干扰能力能够顺利地触发设备的报警装置，比以往的机电抗干扰技术更加具备先进性，有效地对电流系统的故障进行诊断，增强电气系统的自我保护能力，提高电气系统设备运行的智能化和安全性。

3 PLC在电气自动化控制中的具体应用

3.1 开关量控制

开关量控制是电气自动化系统运行的关键步骤，在传统的电气自动化技术当中，一般是采用电磁性继电器来完成开关量控制，但是这种开关量控制的方法在操作的过程当中较为复杂，有很多的操作点不加以观察难以辨别，工作人员必须熟练地掌握有关的操作步骤和开关位置，否则在系统接线上就很容易出现错误。正是由于以上的操步骤存在一定的复杂性，因此在系统稳定性上存在欠缺，系统可靠性稍显不足。由此可见，工作人员可以使用更加先进的技术替代磁性继电器，PLC技术就是很好的选择，可以改进传统的继电器的操作缺陷，提高系统操作的精准程度，减少故障发生的频率[5]。因此，PLC技术可以很好地提升系统运行的稳定程度，应利用 PLC技术对开关量进行控制，可以对于控制中心作出集中处理，使用断路显示器对于电气设备的运行进行调控。由此可见，当前在PLC技术控制之下的开关量控制能够更好地服务于电气自动化系统的生产和运行，还能优化电气自动化系统的设计模式，对于之前运行当中存在缺陷的元件进行探查和替换。

3.2 控制系统

PLC技术在控制系统当中也起到了重要的作用。控制系统主要包括集中式控制系统、分散控制系统和运动控制自动化系统。对于电气自动化来说，机电设备控制系统需要不断地提高自身的自动化水平，这时就需要使用PLC技术的集中调控设备来完成这一操作。在集中式控制系统的运行和设计当中，工作人员可以使用PLC技术不断地提高电气自动化系统的运行和设计效率，降低资金成本和人力资源成本的损耗，使得电气自动化系统在运行当中具有更高的便捷性和高效性，也能够使PLC设备在使用的过程当中减轻对于传统控制技术的依赖性。分散控制系统在设计和使用的过程当中也可以使用PLC设备将传统的编程设计和智能化技术相结合，使分散控制系统不断地提高系统的运行效率和自动化程度，一旦系统运行发生了故障，PLC技术可以及时对故障和问题进行筛选和辨别，提高系统运转的效率。在运动控制自动化系统当中，PLC技术也发挥着非常重要的作用。PLC设备在运行过程当中能够有效地将系统设备进行有效地连接，将PLC技术运用到直线运动和圆周运动当中，使设备控制模块能够对于设备信息进行自动化地采集和筛选，之后再将有关的信息通过传感设备实现指令的传输，使系统自动化的控制水平得到提高。除此之外，PLC技术还可以利用数据传输和转换的有关功能对电气系统下达传输指令。在当前阶段，PLC技术已经在电气自动化的大型控制系统当中发挥了巨大的作用，全面提高了系统的工作效率和安全性。

3.3 顺序控制

电气自动化系统随着自身运行时间的不断增加，对于能源的损耗量也会不断加大，有些时候甚至会产生较为持续的能量损耗。这时如果自动化系统在运行当中的灵活性不足，在运行的过程当中存在的能量损耗的速度就会更快，受到多方面因素的影响，电气自动化系统如果做不到灵活地运转，就很难顺利地完成系统的正常操作。在这一背景下，PLC技术的加入和渗透能够有效地减少由于系统的运转所带来的能源损耗，具体的操作流程中，PLC技术能够充当顺序控制器的角色，比如在发点过程当中，使用PLC技术可以对于操作流水进行有效地自动化控制，分离工业生产的废弃物。