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PLC技术在电气自动化控制中应用相关问题的思考论文

发布时间:2022-08-04 11:07:43 文章来源:SCI论文网 我要评论














SCI论文(www.scipaper.net):
 
  摘要:电气自动化的出现和应用,推动了社会上各个领域日常生产经营的效率和质量不断提高,促使经济社会得以快速发展。而在电气自动化当中,PLC属于一项关键技术,通过对PLC的合理运用,可以显著提高电气自动化智能控制水平,有助于电气自动化更好地发挥应有的价值和作用。但现阶段PLC实际在电气自动化控制中的应用仍然存在一定的问题。因此文章便对相关问题作出分析和探讨,以此来提高电气自动化控制中对PLC技术的应用水平。
 
  关键词:PLC;时代发展;电气自动化;控制系统
 
  对于PLC技术来讲,其本身便是一种可编程控制技术,目前来看具备着较强的安全性、维修快捷以及操作简便等诸多优势,除此之外,此项技术可以有效降低程序控制成本,并且能够提高电气工程控制方面的智能化程度,所以现阶段在工业领域的应用极为广泛。但在将其应用于电气自动化控制领域的过程中,仍有一定的问题存在,为确保PLC的高效运用,有必要对这些问题做出探讨,并针对合理运用PLC技术做出分析。

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  1 PLC技术分析
 
  1.1 PLC的概念
 
  对于PLC而言,主要指的是一种可编程逻辑控制器,其属于专门为工业生产而设计的一种数字运算操作电子系统。PLC当中包含着一种可编程存储器,主要用于存储以及执行多项指令。例如:一是逻辑预算,二是顺序控制,三是定时,四是计数,五是算数运算等一系列操作指令。其主要借助数字式或者是模拟式的输入以及输出来有效控制现阶段各类机械设备或者是实际生产过程。其基本结构具体如下:
 
  首先,硬件结构。在实际开展PLC设计工作时,可以依照各功能的差异性,将其有效划分为各种功能模块,具体如下:
 
  一是,外部开关信号有效送入PLC当中的“开关量输入模块”。
 
  二是,PLC自身输出开关量控制信号方面的“开关量输出模块”。
 
  三是,CPU、RAM以及ROM等一系列相关部分构成的“CPU模块”。
 
  四是,提供给各个模块运行时所需电源的“电源模块”。
 
  五是,各个模块彼此之间互相连接需要用到的各总线,即“总线基板”也可以称之为基架。
 
  六是,模拟量输入信号方面的主要接口,也就是“模拟量输入模块”。与之相对应的还有一个“模拟量输出模块”。
 
  七是,通讯模块,主要包括:232、485、BUS以及以太网等。其次,软件结构。主要可以分为以下两大程序:
 
  一个是监控程序,其属于PLC必须要具备的一个程序,一般装在ROM当中,通常包括以下几个部分:一是管理程序,主要负责运行管理、内部自检以及生成用户元件等。二是,用户指令解释程序,其主要负责将梯形程序有效转换为计算机码,然后移交内存,最终交给CPU来顺利完成各种控制工作。三是标准程序模块。主要供系统调用,通常情况下PLC当中会设置非常多独立的标准程序块,这些程序块每块都能够完成一个功能,例如:特殊运算以及输入输出刷新功能等,这些程序块的多少,一般决定着PLC自身功能的多样性以及性能的强弱。
 
  另一个为用户程序,主要指的是用来实现各种控制的一个程序。一般对同一台PLC设备,差异化的对象,往往能够写出不同的相应用户程序。具体用户程序种类包括:一是梯形图,二是指令表,三是高级语言,例如:“BASIC”等。
 
  1.2 PLC工作原理及其特点
 
  首先,原理。当PLC处于运行状态时,其整个工作原理,通常可以分为三个主要阶段,也就是输入采样阶段、用户执行阶段以及输出刷新阶段。PLC完成三个阶段的有效运行被称之为一个扫描周期。同时在整个运行期间,PLC当中的CPU能够依照一定的扫描速度不断地重复执行这三个阶段。
 
  其次,PLC功能特点。一是良好的可靠性。因为现阶段的PLC基本上都是应用单片微型计算机,所以其集成度非常高,同时其具备着保护电路还有自我诊断功能,因此,能够显著提高系统的可靠性。二是编程相对较为简单。PLC的编程一般都是继电器控制梯形图还有命令语句。因为梯形图相对较为形象直观并且较为简单,所以非常容易掌握,同时操作也极为方便,通常即便不具备计算机专业知识,也能够开展编程操作。三是组态灵活。对于PLC来讲,其采用的是积木式结构,所以用户能够简单地进行组合,从而可以灵活有效地改变控制系统的相应功能以及规模,这也使其能够适用于任何控制系统。四是安装方便。相较于计算机系统来讲,PLC在实际安装过程中并不需要一个专用机房,同时也不需要开展各种较为严格的屏蔽措施。通常情况下仅需将检测器件与一系列执行机构以及PLC当中的I/O端子进行正确连接,便能够开展正常工作。
 
  2现阶段PLC技术在电气自动化控制中的应用相关问题研究
 
  2.1存在操作人员专业素质不够高的问题
 
  近几年,PLC技术在实际发展进步的过程中,陆续加载了一系列新兴技术,例如:现代网络技术、通信技术以及计算机技术等等,这使得PLC技术开始呈现出一定的复杂性,对相应的操作人员自身的专业素质、技术能力以及知识结构等也就有了相对较高的要求,必须要能够综合利用各类知识以及技术才可以切实做好PLC的编程工作。但是现阶段大多数PLC技术操作人员实际上综合素质还有待提升,这使得其对PLC技术并没有充分做到高效合理的运用。
 

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  2.2存在技术问题
 
  现阶段,实际在电气自动化当中运用PLC技术过程中,仍然存在着各种各样的技术性问题.例如:在对消防系统进行控制的过程中,怎样切实实现消防系统方面的自动化报警以及应急处理或者是怎样提高系统灵敏度等,都属于一个急需解决的技术性问题。
 
  2.3存在抗干扰性相对较低的问题
 
  工作环境相对较为恶劣,属于PLC实际运行过程中的一个重要特点。对于一个全面的PLC系统而言,无论是信号采集工作,还是对一系列数据信息开展处理工作,都要有相应的电子技术进行支持,因此PLC技术往往对电子技术有着非常大的依赖性。而对于电子技术而言,其比较容易受到一些外界因素以及条件的影响,如:电磁干扰等,从而难以持续有效地稳定运行,这就决定了在实际应用PLC技术的过程中,其实际抗干扰能力相对较弱,需要进一步进行提升。
 
  2.4存在设计问题
 
  现阶段在实际运用PLC技术时,同样还存在着软件设计单位与相应的需求单位之间并没有开展深入有效交流的问题。这使得部分设计单位实际上在开展设计工作时,并没有充分了解和掌握需求商的具体需求,导致设计出来的PLC系统具体应用效果无法满足实际要求,这对于PLC技术的推广以及应用都产生了一定的不利影响。
 
  3针对电气自动化控制中PLC技术应用的优化策略研究

       3.1注重具有一定针对性地合理开展PLC设计工作
 
  近几年,科学技术的不断发展,使得我国智慧城市建设得到了大量技术支持,同时电气自动化控制系统的应用也为工业生产创造了更多的可靠性能,在这种背景下,实际应用PLC技术的过程中,作为相关工作人员,需要充分认清不同工业类型以及不同企业之间存在的相应差异性,要保证能够结合这些差异性合理地设计以及应用PLC技术,以此来确保此项技术的应用能够更好地满足相关企业或者是行业的实际需求。应注重站在技术要求、产品结构以及人员还有能源消耗等多个方面来对PLC技术做出持续优化,不断提高控制质量,确保此项技术在市场当中能够拥有良好的适应性。如此不但能够获取到更好的推广以及应用空间,并且可以为我国工业系统不断向好发展提供良好的推动力。
 
  3.2注重合理优化开关量
 
  在实际运用PLC技术来对电气工程自动化进行控制时,因为此项技术主要是借助编程存储器有效参与到相应的继电器运行当中的,所以对电气工程开关量方面有着较为特殊的要求。这就强调相关工作人员需要在实际运用PLC技术时,加大对开关量方面的优化力度。对此可以从以下几点着手:
 
  一是,应注重做好短路保护工作,尽可能地提升保护强度以及扩大保护范围,对于具体操作来讲,相关工作人员可以通过加装智能电流感应装置以及智能电压控制装置等,来进一步增强电路保护效果,这样不但能够促使继电器可以更为平稳高效的运行,并且能够确保PLC技术可以正常地发挥各项功能。
 
  二是,相关工作人员还需要注意切实做好硬件设备方面的更新换代工作,要能够紧随时代发展要求,充分了解行业尖端动态,科学合理地利用一系列智能电网技术的相应发展成果,切实有效地将电气自动切换系统以及PLC技术两者之间做出有机融合,这样不但可以更好地满足自动化控制系统方面的转换要求,同时还可以提高整个系统的实际反应速度以及运行效率,并且能够实现开关量方面的优化。
 
  3.3注重优化控制顺序
 
  对于顺序控制来讲,属于PLC技术当中的一个核心功能,主要指的是依照生产工艺等提前设定相应的顺序,然后在各个输入信号的有效作用下,再结合内部的状态以及时间的顺序,在实际的生产过程中,一系列执行机构可以自动地并且有秩序地开展相关操作。通过运用PLC技术可以显著提高生产操作的稳定性以及安全性,有助于减少人员工作量,从而提高企业生产效率和质量。现阶段,随着市场需求的持续变化,使得工业生产当中的各个领域内用到的电气设备类型也在变得越发多样化,这也直接导致不同设备呈现出来的具体工业流程也越发多样,对于这种情况来讲,想要确保电气自动化控制的有效性以及合理性,便要求相关工作人员在实际运用PLC技术过程中应高度关注以下几点内容:
 
  一是在PLC技术当中需要进一步提升以及发挥智能传感的价值和作用,应该以智能制造以及工业互联网等作为主要突破口,不断地借助新技术以及新设备等来持续优化和提升控制效果,例如:可以在现有系统当中有效添加一些智能传感设备,这样可以让PLC系统在实际运行过程中可以对具体生产情况有一个更为全面的了解和掌握,如此不但方便日后工作的有效开展,并且有助于相关编程或者是维护人员借助这些传感设备得到的数据更有针对性地对系统做出合理调整。
 
  二是应注重持续提高PLC技术方面的远程控制效果,这样能够为顺序控制的高效开展提供充足的保障。对此相关人员可以借助网络信息技术时代背景下产生的云计算技术以及物联网技术等来开展对电气自动化控制方面的远程实时把控,有助于促使顺序控制更好地满足现代工业生产的一系列现实需要。3.4注重加大对抗干扰能力提升的研究力度
 
  电气自动化中实际运用PLC技术过程中,干扰能够对其实际应用效果产生很大的影响,所以相关工作人员需要加大PLC技术抗干扰能力的研究力度。对此,可以从以下几点着手:
 
  一是相关企业应该高度重视对市场需求变化的调研工作,应该在充分调研PLC干扰问题以及抗干扰需求的基础上,积极组织内部工作人员以及相关领域当中的一些专家学者等共同开展研究和讨论活动,主要以“PLC技术抗干扰能力”为核心内容,不断加大企业、政府以及高校还有社会之间的协作力度,积极分享各类优质技术资源,尽可能地集中力量来解决相关问题,同时对现有案例开展深入有效的分析,不断加大科研投入,使得科研团队以及工作人员能够得到经济上的支持,进而加快研究速度以及提高研究成效。
 
  二是相关企业应注重做好培训教育工作,针对企业内部现有的PLC技术人员开展定期的培训工作,并且组织其积极开展PLC技术抗干扰性方面的探究活动。
 
  三是作为设计人员应该注重根据用户的实际需求来合理设计PLC系统,要保证具备一定的差异性,尽可能地提高针对性,同时结合用户需求来不断地寻找和探索干扰成因以及具体解决办法,这样可以结合实际更有针对性地强化PLC抗干扰能力,有助于现有技术实现快速有效的升级改造。
 
  4 PLC技术在电气自动化控制中的应用分析
 
  4.1在道路系统测控方面的应用
 
  对于PLC技术来讲,其最大的一个特点便是具备着非常强的环境适应能力同时在PLC技术当中还拥有着定时功能,对于这种功能来讲,其对道路系统测控方面可以发挥出重要作用。
 
  例如:在交通信号灯当中应用PLC技术能够取得更为良好的信号控制效果,并且PLC技术能够对众多路灯开展同时控制工作,所以比较适用于一些道路通口相对较多的交叉位置。具体应用原理主要为自动控制器能够借助定时功能有效地对各道路当中的信号灯开展科学合理的编排以及组成,同时还可以实现在无人管理的状态下24小时自动进行控制,其能够促使信号灯转换时间方面更为科学合理。
 
  4.2在工厂除灰系统中的应用
 
  现代民众对于环境污染问题的重视程度越来越高,在这种背景下国家层面也开始陆续推出一系列环保政策以及相关法规,以此来促进经济与环境之间的协调发展,确保人们的身体健康。这使得国内很多煤电企业开始高度重视环保以及废弃物再利用。为了能够高效利用剩下的粉煤灰,使得气力除灰系统得到了广泛应用。而在这个过程中,以往较为传统的不断输煤系统以及除灰系统使用的继电器逻辑电路控制的模式逐渐被淘汰,陆续地开始应用以PLC为主的顺序控制系统。其一般包括:一是送风机,二是收灰风机,三是加热器,四是仓泵,五是气化风机,六是卸灰装置,七是管道压力器,八是布袋除尘器等。相对较为复杂的输入以及输出控制结构主要有:一是二次仪表,二是PLC,三是主控柜,四是传感器等部分组成,能够分为操作员站还有下位机控制器两个主要部分。对于此系统而言,基本上都是借助模块化编程以及设计,其最大的好处是便于修改,在具体应用过程中,如果觉得功能相对较多,只需要去掉对应的模块便可以简化功能,反之增加一个模块便可以进一步丰富功能。如此一来便能够结合市场实际情况,合理有效地对现场除灰系统做出调整。
 
  4.3在消防系统中的应用
 
  近几年在电气自动化应用领域不断扩大的背景下,使得PLC技术在消防系统当中也开始得到更为广泛的应用。通过在消防系统当中合理应用此项技术,能够避免因为人为管理失误而引发的设备故障问题。例如:借助PLC能够有效地对消防水泵的时间进行高效控制,可以对泵组的启动时间进行合理设置,同时借助巡视检查功能来对开关做出有效控制以及转换。一般情况下,消防泵能够在自动状态下快速地将开关有效转换到相应的巡检状态,同时还可以在没有消防用水的前提下自动确定设备的具体启动时间,而且还能够对设备的巡检周期开展自动化调整,从而达到自动巡检的目的。
 
  5结语
 
  综上所述,在科学技术不断发展进步的背景下,近几年PLC技术在电气自动化领域的应用越发广泛,其显著提高了电气自动化控制能力以及智能化水平,促进了工业生产效率以及质量不断提升。文章先是简要分析了PLC技术,同时针对现阶段电气自动化中对PLC技术应用存在的相关问题做出了探讨,并基于此提出了解决相关问题的策略。以此来提高PLC技术应用水平,推动工业生产不断向好发展。
 
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