電氣設(shè)備自動化控制中應(yīng)用PLC技術(shù)

李承明

(江西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西 南昌 330095)

1 PLC技術(shù)的應(yīng)用

目前PLC在工業(yè)生產(chǎn)控制當(dāng)中的應(yīng)用廣泛，不同構(gòu)件的功能也有所差異。在應(yīng)用過程中的主要優(yōu)勢在于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常靈活，不同的功能模塊負(fù)責(zé)不同的工作內(nèi)容。隨著PLC功能的不斷提升，幾乎可以完成電氣設(shè)備控制領(lǐng)域的所有任務(wù)。從人工技術(shù)應(yīng)用的角度來看，人工智能技術(shù)通過學(xué)習(xí)算法模擬人類的思維，在電氣自動控制方面發(fā)揮了非常穩(wěn)定的效果。值得一提的是，人工智能技術(shù)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的故障診斷也具有明確的作用，相比于其它控制方法，人工智能技術(shù)可以借助計算機系統(tǒng)對系統(tǒng)故障展開合理分析，提升對故障的預(yù)警和故障清除能力。值得一提的是，人工智能技術(shù)在電氣自動化控制領(lǐng)域的應(yīng)用前景非常廣闊，也會促使工業(yè)生產(chǎn)進入后續(xù)時代，一方面解放勞動生產(chǎn)力，另一方面提升設(shè)備在正常運行時的工作效率。

2 PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制中的應(yīng)用

2.1 順序控制

順序控制是當(dāng)前電氣輔助系統(tǒng)中的主要控制方式之一，在實際的生產(chǎn)工作中，由于節(jié)能減排的技術(shù)要求，生產(chǎn)作業(yè)中存在的自動化缺陷情況被進一步重視，因此PLC取代了傳統(tǒng)的繼電控制器系統(tǒng)，發(fā)揮了更加穩(wěn)定的效果。具體來看，PLC一方面實現(xiàn)了工藝流程的有效控制，同時在信息模塊、通信總線連接等方面協(xié)調(diào)了具體的生產(chǎn)工作。目前的強電控制模式是基于計算機技術(shù)而發(fā)展，通過自動化控制手段來保障工作效率。

2.2 開關(guān)量控制

開關(guān)量控制也是電氣輔助系統(tǒng)中的一種控制方式，在系統(tǒng)運行過程中不可避免地會產(chǎn)生觸點故障現(xiàn)象，影響到系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性與安全性。再加上傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)在接線等多個方面比較復(fù)雜，應(yīng)用PLC技術(shù)只需要在一些軟繼電器的實物元件處理后可以滿足要求，整個系統(tǒng)的功能得到擴散，在輔助開關(guān)數(shù)量減少的同時，將多臺斷路器顯示的信號進行集中控制。如現(xiàn)階段生產(chǎn)發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)中，備用電源的自動控制增加了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定程度，讓系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)處理和邏輯分析能力，適用范圍得到拓展[1]。

2.3 機床電控

機床作為典型的電氣一體化協(xié)同控制加工機械，故障率較高，故障現(xiàn)象變化程度大，排除時容易受到某些影響因素的干擾。如果將PLC靈活地應(yīng)用到機床電氣控制的過程，就能取代傳統(tǒng)的機床電氣控制方案，改變繼電器和接觸器的控制體系。具體來看，PLC為時間控制提供了參考，可以顯示出不同主體設(shè)備在狀態(tài)方面的變化，一旦出現(xiàn)異常現(xiàn)象可以進行報警，組成現(xiàn)場控制、監(jiān)控、管理相結(jié)合的一體化系統(tǒng)。

硬件電路一般采取的是大規(guī)模集成電路，以總線聯(lián)系的模塊化結(jié)構(gòu)，讓控制算法和系統(tǒng)控制直接利用軟件完成，可操作性突出，功能性得到拓展。軟件完成調(diào)速算法的研究，數(shù)字控制下的直流系統(tǒng)運行效率也比較高，發(fā)揮PLC技術(shù)的高穩(wěn)定性特征。如果要進行維護，可以直接查找外部線路，并利用變頻器改變原有系統(tǒng)的調(diào)速性能，滿足節(jié)能減排與可持續(xù)發(fā)展要求[2]。

2.4 閉環(huán)控制

閉環(huán)控制主要可以實現(xiàn)對泵類電動機的自動啟動，利用機旁屏的手動啟動方式，可以按照運行過程中的泵運行長短來確定是要啟動還是關(guān)閉備用泵。目前PLC控制與常規(guī)控制系統(tǒng)進行結(jié)合是常規(guī)的控制方式之一，電子調(diào)節(jié)、電液執(zhí)行和轉(zhuǎn)速測量單元共同配合實現(xiàn)了系統(tǒng)的閉環(huán)控制。在未來的應(yīng)用中，存儲容量更大的電氣設(shè)備自動化控制系統(tǒng)也將滿足不同形勢下的工作要求，PLC技術(shù)的發(fā)展方向也逐漸朝著高響應(yīng)速度下的集散控制系統(tǒng)而推進。

2.5 保護監(jiān)控功能

保護功能主要分為2個方面的內(nèi)容，一是保障工作人員的人身安全，二是保障設(shè)備不受到嚴(yán)重的損壞。在當(dāng)前的工廠生產(chǎn)環(huán)節(jié)當(dāng)中，電機自控技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，尤其是在人身安全防護裝置方面已經(jīng)出現(xiàn)了可維持正常生產(chǎn)的安全裝置。而防護裝置可以讓電器自控設(shè)備的安全系數(shù)得到穩(wěn)定提升，在出現(xiàn)異常問題時，避免危險進一步擴大，對人們起到非常穩(wěn)定的保護作用。整體來看，電氣自動控制安全裝置的最大作用在于消除和減少各類風(fēng)險，保障人身安全，并防止設(shè)備受到嚴(yán)重?fù)p害。當(dāng)故障發(fā)生時，工作人員需快速采取應(yīng)對措施，一方面保障車的安全，另一方面保障生產(chǎn)過程的順利進行，各類報警裝置也可以為人員起到明確的警示作用。

從監(jiān)控功能來看，在生產(chǎn)過程中要維持生產(chǎn)設(shè)備的安全平穩(wěn)運行，就需要借助電器信息化技術(shù)監(jiān)控手段降低生產(chǎn)成本，提升整個系統(tǒng)的運行可靠性。各類傳感器設(shè)備可以在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中采集各類流程數(shù)據(jù)，技術(shù)人員也可以選擇相應(yīng)的設(shè)備類型和傳感器跟蹤位置對各項工作進行規(guī)劃處理。

2.6 智能化控制過程

智能化控制工程主要借助電氣自動化控制技術(shù)在工廠應(yīng)用中的大覆蓋面。隨著工廠電氣控制設(shè)備的工藝成熟度不斷提升，傳感器的傳輸數(shù)據(jù)也會變得更加精準(zhǔn)。特別是在引入現(xiàn)代信息技術(shù)和人工智能技術(shù)后，電氣自動化技術(shù)受到生產(chǎn)環(huán)節(jié)的高度重視。以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制和專家系統(tǒng)為主的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)拓展到各類電氣設(shè)備的運行系統(tǒng)控制環(huán)節(jié)當(dāng)中，設(shè)備的運行狀態(tài)可以隨時反擴至網(wǎng)絡(luò)層面，針對可能產(chǎn)生的故障進行在線處理?？偠灾?，電氣自動化技術(shù)和計算機軟件相互結(jié)合后，工廠設(shè)備或在線設(shè)備可以進行嚴(yán)格管控，以此為基礎(chǔ)形成直觀形象的三維圖形，在統(tǒng)一的應(yīng)用系統(tǒng)平臺內(nèi)得到體現(xiàn)，PLC技術(shù)應(yīng)用前景非常廣闊。

3 結(jié)語

PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制中的應(yīng)用廣泛，效果顯著，優(yōu)化了現(xiàn)有工作模式，降低了生產(chǎn)成本。在今后的工作中，我們也應(yīng)繼續(xù)深入研究PLC多個方面的優(yōu)勢與特點，讓其在工業(yè)控制系統(tǒng)中得到進一步推廣。