电气运行PLC数字化控制及其电气运行主要技术分析

2022-11-27徐小明

通信电源技术 2022年4期

徐小明

（衡阳华菱钢管有限公司，湖南衡阳 421001）

0 引言

随着时代的发展与进步，可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）内部结构也在持续更新，并在诸多领域中发挥着应用优势。尤其是在电子技术、控制技术以及计算机技术快速更新的背景下，PLC技术的应用更为广泛，在集成其原本的逻辑判断功能基础上，还兼顾着对数据进行统一处理及数据通信等诸多功能。

1 电气自动控制中PLC技术的应用优势

电气自动化控制过程中，PLC技术基于强大的逻辑控制功能具有较好的应用优势，并在持续应用过程中逐渐积累经验，为电气化系统的长效发展提供了保障。

可编程控制作为最为核心的PLC功能，以编程方式可储存极多的信息，且在技术应用环节不会出现信息丢失情况，为系统的整体控制环节提供了完备条件[1]。由于脱离了线路连接，使得PLC技术在应用过程中消除了传统控制信号接收的延迟影响，为PLC技术在短时间内达到系统自动控制目的奠定了基础。即使在不同的电气控制系统内，依然可以使用PLC技术，其具有多样化与实践性的应用特征，实践性较强。从未来发展角度来看，PLC技术随着时间的逐渐发展会融合多类技术，联合应用条件下能够被应用在较为复杂的电气系统结构中，凸显出高效融合的能力优势，为快速适应技术应用环境奠定了坚实基础。

2 PLC技术的应用

PLC以其内部预存程序为任务执行基础，可以完成顺序控制、算术操作等用户发出的不同指令[2]。输出方面通常为数字信号或模拟信号，主要是对机械或生产过程予以全面控制，包括运行效率、夹紧效果等。现阶段所使用的PLC主要包括6个部分，分别为功能模块、输出与输入接口电路、中央处理单元、存储器、通信模块以及电源模块[3]。实际运行过程中，各部分紧密关联，互相协调配合。

相较于其他控制设备，PLC技术的应用优势更多，是保证钢铁企业生产效率与产品生产效果的关键因素，整体安全性与可靠性较高，能够有效抵抗周边干扰因素，操作起来较为方便且相关程序的编程较为简单。此外，其生产成本较低，这使得批量生产所获得的产品具有极高的性价比[4]。在钢铁生产领域，PLC技术有着极高的应用地位。我国对钢铁产品有着较高的质量要求，在钢铁生产过程中必须保证其生产的高效性、安全性，并强调维持自身高精度与高质量特性的重要意义[5]。从这一角度来看，将PLC融入钢铁生产过程中是实现产量、质量持续提升的关键因素。

3 应用PLC技术的主控自动化系统

该主控自动化系统包含电源、冷却风扇等，其框架可扩展性较强，方便后续各类插件的随时增减与内容扩充。所插入的各类插件板通常包括计算器、通信板、CPU板等，起到了极为重要的功能控制与内容丰富作用。

一般应用在PLC技术领域的编程语言主要包括语句表、功能框图、梯形图以及顺序功能流程图等，该主控自动化系统在专业操作系统的应用背景下所使用的编程类型为顺序功能图与功能框图[6]。相较于传统的机械设备控制系统，在兼顾其原有逻辑功能块的背景下，即使面对具有复杂特征的传动控制环境，也能充分调动传统标准库，为短时间内实现大量传动控制目标奠定坚实基础。

系统的人机接口（Human Machine Interface，HMI）界面使用的是图形编译器平台。生产操作人员在使用系统人机交互功能时，主要以HMI界面所呈现出的信息为主，操作起来较为便利，且能够保证生产设备工作状态监督的及时性，从而在紧急状态下对处于生产进程的一系列材料进行干预[7]。此外，操作界面同样为操作者提供了故障曲线、温度曲线记录等功能，方便操作者对故障进行分析。一旦有机组故障产生，便能快速报警并进行信息记录，为维护与维修人员在第一时间定位设备故障奠定基础。通过曲线分析与数据记录，保证了维护人员对故障进行全面分析的及时性。

4 电气控制环节PLC技术的应用要点

（1）优化PLC系统的预警功能。强化对PLC系统的监控，是对设备运行情况及时检测的重要基础，确保在第一时间解决存在的设备障碍。此外工作人员与管理人员一旦发现问题也能够及时通过预警系统发出警告，并做好对故障的分类工作，从而制定并落实相应解决措施，进而提高设备运行的安全性。

（2）提升PLC系统的信号可控性。PLC系统的信号可控性是决定设备安全稳定运行的重要基础，工作人员要提高检查设备运行情况的频率，确保及时发现潜在的隐患。此外，应强化对设备操作人员的培训，提高其整体职业素养，确保工作人员能够严格遵循操作规范进行PLC相关操作。

5 电气自动控制领域中PLC技术的实际应用

5.1 交通领域

交通领域中电气自动控制技术主要控制的是交通道路中的信号灯等设备，PLC强大的综合控制功能使其能够依照预先编写的程序执行显示任务，继而保证线路控制的准确性与有效性。从交通系统的实际应用角度来看，得益于PLC技术的完善编程与逻辑控制方式，使得其能够依照信号灯的指示标志实现交通指挥的目标。此外，PLC技术应用背景下，同样能够在交通电气系统的运行前提下实现自动化总线控制目标。以交通堵塞情况为例，存在于控制系统中的一系列监控设备会主动对路面信息进行收集，并将相关路面信息及时传递给交通部门。

5.2 功率控制

在自动控制模块下，对所输出的功率进行分解处理，主要包括有功功率与无功功率。以分解所获得的结果为基础，针对输出的一系列电压进行科学且合理的调整，为实现电流均分奠定基础[8]。从实际的功率控制技术应用实效性来看，此类控制技术保证了系统运行时的安全性，同时为实现大范围内容量的扩展提供了完备条件。

5.3 退火炉控制

作为钢铁企业的主要生产设备，退火炉具有极为重要的地位。为进一步提升退火炉生产安全性，并为后续实现钢铁生产目标提供数字控制条件，将PLC技术融入其中极为关键。退火炉的控制系统经由PLC技术予以改进后，可进一步提升钢铁生产的整体效率。考虑到退火炉结构的特殊性，将PLC技术融入其中时应重点关注以下4点内容。一是需要采取两级联网模式，连接计算机与PLC控制的相关设备；二是设定主控制器为PLC，保证计算机控制的合理性；三是充分发挥工业协议小型以太网的覆盖优势，提高计算机与PLC设备之间的通信效率，为实现数据共享等目标奠定基础；四是依照专用协议为电气室、计算机、退火炉等提供联网条件，从而达到预期对钢铁企业生产过程进行数字化与自动化控制的目的。