基于PLC技术的电气设备自动控制系统

基于PLC技术的电气设备自动控制系统

薛龙

天津生态城城市资源经营有限公司  天津市滨海新区中新天津生态城  300467

摘要：为了给工业自动化提供技术支持，设计了一种基于PLC技术的电气设备自动控制系统。获取电气设备运行的相关信息，输入到PLC可编程控制器，用于控制电气设备。这些信息被输入到输出模块，用于控制电气设备和开关阀电路的工作状态。显示模块为用户提供电气设备的运行信息。实验结果表明，该系统运行稳定，具有良好的通信性能，能够控制电气设备的温度和压力，实际应用效果较好。

关键词：PLC技术；电气设备；自动控制系统

引言

可编程逻辑控制器的缩写是PLC。在PLC控制技术出现之前，计算机技术在自动控制中的应用很少。但是自从PLC技术的出现，它可以将计算机技术和自动控制技术有机的融合在一起，这两种新技术可以更好的促进相关产业的发展。后期很多企业很好的更新了PLC控制系统的产品，使得PLC更加先进，在很多工业领域得到应用。这大大提高了人们对PLC的认识，更多的企业选择使用PLC技术来控制其相关系统，尤其是在电气自动化方面。

1简述PLC技术

PLC主要由微处理器存储器等组成。通过智能设计实现智能控制系统。PLC技术可以通过逻辑分析对输入信号进行处理，通过输出形式对其进行控制，使其智能工作。PLC系统可以执行某些操作，如内部逻辑运算，而传统的控制系统主要用于电气自动化，连接过程繁琐，系统灵活性低。PLC系统包括电源等相关部件，用户可根据需要适当扩展和补充外部设备的辅助控制。在PLC控制系统中，电源可以控制系统的关机和启动，并通过输入输出接口有效地发送和接收相应的命令。CPU在PLC控制系统中起着重要的作用，可以有效地管理用户的流水线指标。PLC是一种具有多种功能的专用工业控制设备。PLC硬件主要包括内存，可以满足小型PLC控制系统的需要。PLC技术的发展逐渐形成了一个比较完整的系统，内存影响着PLC系统的使用效果。PLC系统运行过程中，数据以采样方式输入系统，必须保证输入脉冲信号宽度，使输入脉冲信号宽度大于随后的采样周期。工作。扫描用户代理时遵循自下而上的方法。PLC可以更新存储在I/O映像区中的状态信息。输出更新是PLC系统运行的最后一个环节，CPU根据状态信息控制外部设备。PCL是一种基于集成电路的工业控制设备。PLC具有逻辑控制等特点，与其他工业自动化控制方式相比具有可靠性高的优势。PLC专为工业控制设计，采用屏蔽等措施提高软硬件的可靠性。PLC通常使用梯形图作为适合那些精通电气的人的编程语言。用户无需重新开发硬件即可修改相关程序，易于使用和维护。PLC具有传统继电器控制前所未有的优势。PLC具有良好的稳定性和安全性，可实现自动识别功能，有效检测数据传输过程中的错误。系统采用PLC技术，运行稳定，在电气控制自动化中发挥重要作用。

2、电气自动化工程中PLC技术的应用优势

(1）在工业领域应用PLC技术的好处主要体现在电气自动化技术系统的灵活性上。以其智能化、集成化、互联互通，有效整合传统管理方式。同时可直接处理现场设备的工作状态数据及其他相关数据，并可通过计算机程序自动分析计算，方便人员工作。(2)PLC技术在电气自动化技术中的优势：一是系统灵活、运行稳定、易于维护。由于PLC具有较高的可靠性和稳定性，可以在不同的环境中自动控制、调整和调整其他工作模式，以满足不同的工作需要。二是在计算机应用领域，可实现网络管理和远程监控功能，信息处理一体化。最后，在电气自动化技术的使用上具有很强的适应性、灵活性和开放性

3、PLC技术发展现状分析

为了充分发挥PLC技术在电气仪表自动控制中的应用效能，需要对PLC系统进行调试，确保该技术能够满足关键工作的要求，并对电气仪表自动控制的运行状况进行综合评价。及时记录系统中发现的故障，并要求备份修改后的软件。积极引进先进的设计理念和技术，从根本上提高PLC系统的抗干扰能力，如采用更先进的供电设施，减少周围不稳定因素对电网运行质量和效率的不利影响，使PLC控制系统的接地方式更适合各类电气仪表的自动控制。同时，在未来PLC技术的发展中，需要进一步增强PLC系统运行时的稳定性，避免系统运行受周围环境影响较大而出现计算结果误差的问题。为了满足电气自动化系统的运行水平，需要进一步简化PLC系统的操作流程，增强系统在实际维护过程中的便利性。加强PLC技术与网络技术的融合，为电气工程自动化控制系统提供更全面的服务，确保电气工程自动化控制系统始终保持良好的应用水平。

4、PLC技术的电气设备自动控制系统中的应用

4.1PLC硬件结构设计

PLC的设计与电气设备自动控制系统相同，采用模块化设计。负责计算和处理数据的PLC主控模块可以看作是一台“主机”，主机使用不同属性的总线和以太网实现其他模块之间的通信。传感器采集的电气设备实时信息和PLC输出的信息都由信息输入输出模块处理。为了保护CPU不受PLC程序的干扰，在CPU的I/O接口处实施了光电隔离。PLC主机的CPU中集成了丰富的资源，并对PLC的硬件结构进行了简化，以更清晰地展示出来。PLC有几个接口。它负责接收传感器采集的电气设备的当前温度、位置等信息和电气设备的当前运行信息，分别用存储器和CPU进行存储和计算，然后用串行接口和以太网接口将电气设备的计算信息传输到本地和远程的扩展I/O模块和互联网，实现PLC与工控机的连接，增强PLC的可扩展性。

4.2顺序控制

PLC技术也用于顺序控制。例如，许多企业在控制领域使用PLC控制系统作为顺序控制器，特别是一些输入操作需要一致性来提高质量。因此，有许多应用PLC技术的剩余控制，顺序错误将导致一系列隐藏的问题。一些企业将PLC技术应用到自动化相关技术的系统中，PLC顺序控制功能是一种重要的态势控制系统。PLC的顺序控制可以促进自动控制的发展，也可以发现控制系统中的相关隐患。事实上，PLC控制系统使得大多数应用于顺序控制系统和其他技术的系统没有完全实现。

4.3开关控制

最初电气自动化在开关控制中的应用是通过电磁继电器来实现的，但实践证明，在这种控制方式下，系统响应慢，灵敏度和可靠性不好，容易发生触电。PLC的结构特点更适合开关控制，克服了传统方法的缺陷。多个接口的存在代替了原来的触点和连接线，轻巧方便，能耗低，效率高，使用过程中只消耗电能。技术人员只需要简单的合闸操作就可以发出指令，分闸操作甚至可以自动进行，对技术人员的要求相对较低。该开关的突出优点是在故障来临时能自动闭合开关。在通断控制还没有广泛应用的时候，只有通过实验来判断电源是否接通。一方面，浪费时间；另一方面，如果继电器长时间工作，可能会造成短路。这个问题严重影响了自动控制过程，PLC技术在开关控制中的应用可以解决这个问题。以后PLC技术应用于道岔控制时，工作人员要提前梳理常见故障，制定解决方案，规避风险。在操作过程中要严谨细致，对出现的问题做好记录，便于后期分析和改进。

4.4闭环控制

也是保证控制系统中电气设备正常启动、停止和维护的关键。控制设备有两种方式，自动控制和手动控制。手动控制就是手动控制。技术人员可以随意调整时间，但不能使用PLC技术。自动控制是目前应用最广泛的自动控制。PLC控制系统一般采用自动控制方式，因为高度的自动化可以更快地完成控制过程，给工业生产带来更大的保障。通常，创建闭环控制模式。闭环控制是指信息从一个点出发，流经一个圈，然后回到起点。信息在流经各个节点时会受到不同程度的影响，反馈信息也会发生变化。为了得到理想的结果，需要对整个闭环控制系统进行调整。

4.5模拟变量控制

（1）PLC的信号电气复制过程中，主要有三种方式:一是：由模拟量控制，二是直接输入计算机设备进行运算，三是完成数据信息、参数值、状态等的处理。通过现场总线系统中的程序指令。但由于自身的特点、实际工程环境和技术要求，电气自动化装置的可靠性和稳定性会受到影响，所以在电气复制PLC信号的过程中要注意尽量避免逻辑错误，以保证整个电路的正常运行和较高的性价比。(2)在2)PLC控制过程中，主要是利用计算机技术对输入的参数进行处理，从而实现模拟信号的电气自动执行逻辑功能。在实际应用中，系统通常可以分为三个区域，即中央控制器区、变压器室和开关设备室。这些区域的核心是将前两个区域的电压、电流值输入到大容量PLC的内部控制程序中，再由继电器处理相应的指令，完成逻辑运算，从而实现电气自动化工程控制系统的运行状态和功能要求。

5、PLC技术在电气自动化控制中的具体应用

5.1在设备安全检测中的应用

电气自动化可以依靠PLC实现自动监控和检测，以传感器为控制中心采集数据和信息，进行数字化和自动化管理。如果设备在运行中出现故障，PLC控制系统可以通过自检分析定位故障位置，并第一时间发出报警信号通知管理人员，故障设备会通过PLC控制系统自动停止运行。以煤打包机为例，该装置的结构非常简单，不同的结构发挥不同的作用。将PLC技术应用于设备的电气控制，可以使设备的功能发挥应有的作用，实现对设备运行过程的实时远程监控。以监控中心显示器为载体，实时反映设备的运行状态和参数信息，利用远程控制技术实现设备的远程管理和统一调度，确保机械设备不出故障。PLC技术具有自检功能，所以当机械设备出现问题时，可以第一时间进行分析检测，以便维修人员及时维修。

5.2在电力电气自动化控制设备中应用

电力工程是一项庞大的工程，涉及许多复杂的系统，包括水处理系统和输煤系统。以上系统都需要辅助系统来管理。随着国家对生态环境保护力度的加大，电力企业也在积极探索绿色节能降耗技术，以获得更好的综合经济效益。基于此，对辅助控制系统的功能要求更高。因此，将PLC技术应用于电力辅助控制系统，采用顺序控制、自动切换控制等方法优化协调各工作环节和过程，可以有效提高生产控制效率。比如电力工程中的输煤系统，对电力企业的生产效率有着关键性的影响，其核心部分就是主站层。将接口技术与PLC技术相结合，通过控制开关量来管理整个系统，既减轻了操作人员的工作压力，又提高了工作效率。

5.3在机械控制中的应用

由于传统控制技术在应用上的一些局限性，只能对设备逐个进行管理和控制。然而，工业生产涉及大量的机械设备应用，其控制和管理工作更加复杂，增加了机械设备的故障率。借助PLC技术，可以实现自动化的机电设备控制，有效避免机械设备故障，简化和优化电气控制环节。与传统控制技术相比，PLC技术简化了线路，方便了线路传输。在机电控制过程中，不需要应用返回系数、节点位移时间等程序，可以大大提高数据处理速度。机器运行中的手动控制和模拟控制被计算机化和自动化所取代，从而避免了人为控制错误。系统的报警功能为管理人员提供了更加便捷的服务，在机械设备出现故障时能够第一时间发出报警信息。

5.4在立体仓库控制上的应用

PLC技术在立体仓库的控制中有很多应用。一般立体仓库都有很多货架，都是堆叠形成的。整个立体仓库的运作主要是实现相关货物的入库和出库，但是现在的立体仓库都采用了电气控制技术，因为这样可以让货物的出库更加方便，可以进行系统化的管理。同时，PLC技术可以在仓库中发挥非常重要的作用。通过PLC程序的设计，可以实现货物的运输和搬运功能，通过相关系统的连接，可以实现货物的查看功能，使整个仓库的运作处于自动化状态。将PLC技术应用到立体仓库中，还可以大大减少人工量和相关的人力成本。因此，在管理上实现自动化是提高行业效率的一个非常重要的点，而PLC技术可以在自动化上有所帮助，因此PLC技术也广泛应用于立体仓库的控制中。

5.5在数控电气自动化控制设备中的应用

数控技术在工业生产领域占有重要地位，主要用于机械加工。传统的机床控制系统配有继电器系统，但其局限性在于工作效率低，故障频繁，维护困难。PLC技术可以避免上述问题，大大提高自动化程度。近年来，PLC技术的点对点控制方式在孔加工机床中得到了广泛的推广，大大提高了位置运动的精度。在数控系统中应用PLC技术可以完成两种控制：一种是全功能的数控装置，虽然自动化水平较高，但成本较高；另一种属于单板计算机控制，是目前工业生产行业中应用最广泛的一种。其主要优点是抗干扰性能好。传统的单片机经常受到外界的干扰，单片机控制可以很容易地解决这个问题。此外，单板计算机控制需要根据具体的生产要求调整机床的功能，升级相关功能以更好地满足生产需要。

5.6在通信数据处理控制中的应用

在PLC技术的应用下，系统控制器的整体运行模式将根据数据采集和规则化实现数据编号，并通过组合相应的点符号完成信号的传递和传输。整个过程的第一步是自动数据处理。以PLC的脉冲计算为例，通过系统控制可以实现数控机床的角度调整。具体来说，步进电机旋转一周所需的总脉冲数是在电机的细分数确定后，通过一系列计算得到的。第二步，确定步进电机滚轮的直径，通过滚轮周长结果计算出每个脉冲的运行距离，然后就可以根据设定距离的计算反推出运行所需的脉冲总数。第三步，应用PLC技术进行电气设备的智能通讯，结合多种通讯接口完成信号的接收和传输。以数控机床加工为例，常规的加工精度要求是0.05~0.1nm，整个精度控制主要以数字信号的形式完成。数控装置每输出一个脉冲信号，机床的运动部件就会运动0.001nm，大约等于一个脉冲。数控装置还能有效补偿机床与传动链之间的反向链间隙，以及机床与螺距之间的平均误差。对通信数据的综合分析和处理，可以说是PLC系统化运行中数据化、智能化、自动化的突出表现。

结束语

PLC具有编程容易、应用范围广等优点，在电气自动化控制领域发挥着重要作用。PLC在闭环控制中的有效应用可以提高电气自动控制的功能。随着PLC技术的不断创新，电气自动化的应用有了更大的发展空间。目前电气工程的自动控制设计存在一些问题，需要利用PLC技术对系统进行有效控制。PLC技术在电气自动化控制系统中的应用是顺应行业发展的必然趋势。企业应充分发挥PLC技术的优势，合理选择合适的PLC工艺流程。

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