PLC在工业电气自动化中的应用研究

PLC在工业电气自动化中的应用研究

陈有生

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摘要：随着科学技术的不断创新和进步，带动各大企业之间的竞争程度也逐渐加深。面对这一发展形势，企业必须加强技术创新、技术优化，方可逐步提高企业在市场发展中的地位。换言之，先进的技术支持是保证企业顺利发展的前提性条件。工业电气行业的发展过程中，PLC技术的有效应用、创新技术等对企业的发展具有深远影响，必须不断提高工业电气技术的应用水平，方可有效提升企业在市场中的地位。

关键词：PLC；工业电气自动化；应用

引言

PLC的设计初衷就是为工业制造、研发而规划的数字计算电子操作平台。工业快速发展背景下，PLC技术凭借其精确控制优点快速在工业领域得到普遍使用，包含机械、矿业、航天航空方面，表现出良好发展趋势。除此之外，使用范围还涉及工业电气自动化装置。就运行原理来说，PLC技术一般采用可变成的存储设备，能在PLC系统中发挥基本存储作用与逻辑运算作用。而且，PLC技术还能执行定时、计量等信号，完成特定顺序管理与算术核算。所以，PLC技术就是通过输入与输出数字量、虚拟量等内容，完成各种控制信号分布下传，实现工业电气智能化程序管理。

1PLC技术的原理

PLC主要包含三个部分，分别是中央处理器、存储器和电源。中央处理器负责接收数据和处理数据；系统程序存储器负责存储系统软件，用户程序存储器负责存储应用软件；电源负责PLC的开启和关闭。运行期间一般会采用循环扫描的方式，通电之后，先扫描用户程序并将其存储起来，再让系统执行程序按照指令完成工作，一次循环包含以下几个环节，（1）公共处理环节，此时需要对监视定时器的数据进行复位，全面检查内存情况和外部设备，如果处理过程中发现异常数据，就会连接故障显示电路，对故障进行显示和分析。（2）执行用户程序环节，先读取映像寄存器中的数据，对该数据进行解释，并按照指令执行。（3）计算扫描周期环节，如果预先设定了扫描的周期，就会根据设定数值展开扫描工作，并不会立刻进行扫描，如果没有设定周期，就会按照整个周期的扫描流程进行扫描。（4）刷新I/O环节，在刷新的过程中读取输入点的情况，分析输出影响寄存器的情况。

2PLC在工业电气自动化中的应用研究

2.1顺序控制

在工业电气设备自动化控制的辅助系统中，顺序控制是一种非常关键的控制模式，工业电气设备接收到控制信号后，会按照特定的命令和顺序进行操控，在持续运行和控制中，工业电气设备将会消耗更多电能，为了减少工业电气设备运行中的能耗，可以对PLC技术进行运用，代替原本的继电控制器。在开关控制的基础上控制不同部位的操作顺序，采用模块控制的方法，一个模块对应一个执行部位，分别对不同的模块进行控制，对某个环节进行单独控制，令不同信息模块相互配合，即使某个部位出现问题，也不会影响其他部位的运行。在PLC技术和通信总线的作用下，控制室的主控制层可以连接到控制站中，对远程控制站的工业电气设备进行操控，确保工业电气设备中的传感器能够准确监测出重要的信息，实现远程监控的目标，在主控室的显示屏上展示出实时监控的情况，在远程监控的过程中发布不同的指令，发挥顺序控制功能的作用。

2.2开关量控制中PLC控制系统的应用

在开关量控制中，使用PLC系统可以实现更加精准的控制，确保系统具有更强的安全性能。尤其是对于工业电气自动化设备来说，调控会显得更加及时，可以避免一些由于控制不及时而产生的隐患。PLC控制开关量的能力是很强的。所控制的输入输出点数，少的十几点、几十点，多的可到几百、几千，甚至几万点，由于它能联网，点数几乎不受限制，不管多少点都能控制，所控制的逻辑问题可以是多种多样的：组合的、时序的、即时的、延时的、不需计数的、需要计数的、固定顺序的、随机工作的等等，都可进行。用PLC进行开关量控制实例是很多的，几乎所有工业行业都需要用到它。因此，PLC控制系统能方便并可靠地用于开关量的控制，实现资源的整合，充分发挥信息应用的最终效益，并且以此来解决在生产过程当中出现的各种安全隐患。

2.3闭环控制

闭环控制操作运转时，采用的是PLC系统的基础模块，细分PID信号，进而形成有用的PID控制系数，保证主控程序可以在特定时间内实现基础设置需求，还提高参数精准度。（1）水泵与油泵电动机。实际运转过程，各基础控制系统可以借助PLC技术实现自动化运转，且采用调速器油泵整体研究运转累计时间。如果压力位下降，主泵系统会智能开启；如果压力位基本参数不断降低，直至整定数值，就令备用泵结构自动开启，直接给压油罐添油。此外，技术人员能够采用PLC系统标记运作时间，当PLC设备重启时，系统将智能默认，当PLC系统操作时，控制的油泵为智能控制形式与常规控制形式，即在系统内使用PLC技术更好保障了机组运转的可靠性。（2）发电机调速。采用PLC技术完成发电机调速，需经历设备液压型调速体系、工业电气液压调速体系与微机调速体系，而转速测量结构与电子调整单元是较为重要的部分，既要驱动导水结构，还要精准检测转速，保障完善调节规律。当前，国内常用的PLC系统项目即积分微分与PID控制结构等。

2.4现场控制和数据采集

现场控制和数据采集可以对PLC技术进行应用，利用PLC技术对现场模拟量进行采集，在触摸屏上进行操控，利用PLC程序自动切换触摸屏画面，得到工业电气设备的实时监测数据，发现工业电气设备的异常情况，对参数进行调整。PLC技术可以在矢量控制和闭环控制的过程中监测工业电气设备的运行情况，还可以利用PLC冗余，引入冗余控制器或者冗余系统，对危险性较高的工业电气设备进行控制，对用户进行提醒。在副斜井提升机电控系统中运用PLC技术，构建双PLC系统，该系统包含两个部分，分别是主控PLC和电子监控器PLC，通过双线控制方式保证电控系统的安全，利用辅控PLC进行数字监控，两个PLC系统还可以互相监控、互相通信。同时，还可以将PLC冗余技术应用在电控系统中，使用可编程逻辑控制器对软硬件进行冗余控制，在PLC冗余控制的基础上构建监控管理系统，以上位机为主站，控制系统的PLC、信号系统的PLC和变频器等部位为从站，构建一个集成化的控制系统，让副斜井提升机的运行更加可靠。副斜井提升机的控制系统可以应用可编程控制器I/O端口，PLC电控系统比原本的TKD电控系统更加精确，操作更加简单。PLC控制系统可以通过自动控制实现上升启动、正转上升、动力制动等，还可以在监测的过程中对超速情况进行报警，显示超速信息，自动进行调速。例如，在减速时，给PLC发出一个脉冲信号，两段电阻会和主电路相连接，随后就会自动进行减速，在逐渐减速的过程中，到达爬行阶段，PLC技术能够实现分段减速，不会产生较大的冲击。PLC技术提高了副斜井提升机电控系统的自动化水平，可以对电控系统的参数进行调整，具有较强的可靠性和灵活性，大大减少了电控系统发生故障的可能性。

结语

随着经济发展与技术进步，PLC运转结构也在持续创新，技术人员唯有在完善技术运行流程的基础上，增强设备运转机制与人机统一的自动化操作结构，实现PLC系统与工业电气自动化相结合，创建更为完善的工程发展结构，提高PLC系统运转的实效性，进而推动工业电气自动化工程长远发展。

参考文献

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[2]姚佳兴.基于PLC的机械设备工业电气自动化控制分析[J].中国设备工程,2022(09).

[3]何子康.浅谈工业电气自动化控制系统的应用及发展[J].南方农机,2022,53(09).