PLC技术应用于电气工程控制的自动化设计研究

2022-11-24 03:32杨梅水文静
科技资讯 2022年20期
关键词:电气电气工程设备

杨梅 水文静

(甘肃省武威市凉州区职业中等专业学校 甘肃武威 733000)

随着经济全球化的到来,各行业、各岗位人员竞争意识都不断增强。为了更好地适应市场竞争,人们必须提升自身综合能力,并且运用更为先进的技术来提升生产效率,最大程度地提升企业的经济与社会效益。PLC技术最早是在20世纪70年代产生的,此时这项技术已经在汽车等行业中崭露头角,伴随其不断改革和发展,在运算、处理数据等方面的能力均得到了提升,同时这项技术也开始推向了电气工程控制领域之中。实践证明,将PLC技术用到电气工程控制领域,可以显著提升其自动化程度,更好地提升精确度,这样就可以为电气工程行业发展提供推动力。比如:智慧交通、智能建筑以及自能化生产等,为电力系统的构建提供源源不断的动力。

1 对PLC技术的概述

PLC 是一项独立运作技术,它通过模仿人类的思维习惯、行为动作而形成,目前主要在计算机领域中应用。人们还将其称作可编程逻辑控制器,其拥有较多的优势,不仅可以有效克服以往电气工程在接线上的复杂性,同时还能克服电气工程其他很多缺点,比如灵活性差、不具备通用性等,可以充分发挥出微处理器的功能,在生产实践中灵活运用。

在实际应用中,PLC 的优点有很多,比如速度快、功能强、体积小等,并且具有可扩展性的特征,在电气工程领域中应用可以充分发挥出其以上特征,为生产提供便利。另外,PLC还体现为节能环保、对环境污染小、节约资源等优势,避免了传统技术缺乏可靠性等弊端。并且它并不需要利用专业语言进行编程,因此其应用的范围比较广泛。大量工作实践证明,这项技术的应用可以显著提升工程自动化的程度,帮助员工从繁琐的劳动中解放出来,进一步提升工作效率与工作质量,为其人身安全提供保障[1]。

具体来说,PLC 技术应用于电气工程控制的自动化系统中,PLC 控制系统主要由中央处理器、系统电源、储存媒介、输入端口以及输出端口等部分组成,使用者可以按照自身需求对外部连接的设备进行调整。PLC系统中各模块的功能不同:(1)中央处理器的功能主要是对输入数据信息进行分析,并且处理使用者下达的指令;(2)系统电源可以为控制系统供给用电,同时还能对系统运作的始末进行调整;(3)储存媒介可以设定程序数据,并且存放程序相关信息;(4)输入端口与输出端口主要功能是连接外部设备,并且可以接收信号。在电气自动化系统中,PLC 技术的应用原理与计算机电子自动控制的原理相似,不管采用哪种控制方式,在运用不合理的情况下,中央处理器都能实现自我检测,并且对整个过程进行重新设置。PLC 控制系统可分为两个部分,其中硬件部分为技术核心,软件部分则主要是操控[2]。

2 PLC技术在电气工程控制中的意义与优势

2.1 应用PLC技术的意义

PLC 技术为系统提供了主要控制方式,但是基于以往工程中的问题,当前系统中依然存在很大局限性,技术人员必须具备较高的素质与能力,面对一些复杂数据时,可以及时给出分析和判断,这样即可顺利完成数据实验的有关工作。电路设计、数据分析等都会影响传统系统的应用,甚至会导致系统瘫痪,一旦系统瘫痪之后,数据修复的时间会很长。大量实践证明,应用PLC 技术可以显著提升系统运行的质量与效率,对系统瘫痪进行积极的预防,这对系统的实际应用而言具有非常重要的现实性意义。

因此,在PLC 技术的设计应用中,应注意以下几点:一是要确保其中内容与使用者需求相符,确保控制运作的过程可以持续下去;二是系统在安全稳定运行的过程中,可以减少设计、运行过程中的成本投入,促进生产效益的提升,并且可以为后续功能拓展提供保证,便于系统升级与开发;三是生产的产品一定要确保基础质量,完成系统维修操作后,整个系统的安全性、可靠性即可得到保证[3]。

2.2 电气工程应用PLC技术的优势

伴随电气自动控制技术的快速发展,PLC 技术作为一项核心技术开始得到了广泛应用,同时电子设备储量也快速上升。在电气工程中应用PLC 技术,可以为各项工作的正常开展奠定前提与基础,同时还能显著提升人员的工作质量与工作效率,使控制器准确性、精准度得到进一步的提升。在电气工程中应用PLC技术后,工作人员即可从繁重的劳动中解放出来,减轻其工作压力,有利于激发其对工作的积极性与主动性。在电气工程中,不同控制器的工作效果不同,运用PLC技术可以确保数据的一致性,从而对数据进行严格的分析与控制,更好地提升数据精准度。技术人员在应用电气工程时可能会受到主观因素的影响,因此数据准确性可能会受到一些影响。应用PLC 技术以后,即可达到自动化控制的目的,进一步提升数据精准度。另外,应用PLC 技术还能帮助技术人员更好地控制电气自动化系统,从而减少技术人员在系统中的参与程度,最终达到自动化控制的目标。

3 PLC 技术在电气工程控制的自动化设计中的应用

大量工作实践证明,应用该技术可以在优化系统、远程控制、顺序控制以及故障诊断等方面发挥其作用。如此方可显著提升自动化工作效率,不仅可以为工业生产的质量提供保障,同时工作环境也会得到相应的改善和提升。伴随着工业生产技术的快速变革,这项技术未来将会在现代生产的各方面适用,并且不断创新和优化,为人们创造更多便利。下面就从不同角度对该技术的应用进行探究。

3.1 PLC在电气工程控制的自动化设计中的应用常见形式

3.1.1 在电气工程的变频器中应用

变频器属于电气工程自动化控制系统中较为常见的一种设备类型,其在实践运行应用中,对变频器调节表现出较高的精准度要求,需要做到精准性控制,才能保证设备安全高效化运转。在传统的应用模式中,主要需依靠技术人员严格按照设计的步骤、频率等来进行控制,从而保证变频器发挥出稳定性作用,而这一应用过程不仅会使得设备运行成本增加,而且也使得操控稳定性较差,存在着较多的运行安全风险。但将PLC 技术应用到变频器的控制中后,能够有效提升变频器设备的运行效率和运行稳定性,同时还能大幅度节省控制过程中的人力成本。

3.1.2 在电气工程开关量中的应用

在电气工程的运行操作中,依靠技术人员来进行操作控制,是一个十分复杂的过程,需要操作人员按照特定的步骤来进行操作,同时在电气工程的开关量控制中,需要人工调整阀门开关度,以此来实现对应的电气控制操作,但在此过程中,受人为因素影响常存在各种运行安全隐患。而在应用PLC技术来替代人为操作控制之后,不仅能够与其他电气控制实现联动,而且能够有效提升开关量控制的准确性,只需提前根据电气工程运行所需将参数设置入系统,便能够实现对开关量的有效控制。

3.1.3 优化系统

目前,PLC 技术已在电气自动化控制系统中得到了全面应用,它可以对传统电气工程系统进行改进和革新,从最大程度上发挥出电气自动化系统的效益,从而提升设备运行效率。伴随社会与时代的快速发展,PLC 技术成为一种必然的产物,运用该技术可以对电气自动化控制系统进行无人操作、远程控制等相关操作,通过这些操作的执行可显著提升系统中各设备的工作效率与自主性,不断推动电气自动化控制系统朝着智能化、自动化的方向发展。目前,我国电气工程主要以优化对资源的配置为发展目标,运用PLC 技术以后,可以对相关数据信息进行全面自动的收集,通过这相关操作减少设备资源配置,这样就可以显著减少资源浪费,进一步提升设备使用效率与资源利用率[4]。

3.1.4 远程控制

在电气自动化设计中,远程控制是一个重要体现,在未来行业中电气自动化系统仅由技术人员进行现场调控,通过PLC技术即可达到远程控制的目的,对电气自动化系统及设备实施无人操作与控制,这样一来即可显著降低电气自动化系统及设备的人工成本投入,从而更好地提升电气自动化系统的工作效率与工作质量。比如:自动手动控制装置等,均可以运用PLC技术在信息处理、逻辑思维等方面进行应用,从最大程度上提升经济效益。

3.1.5 顺序控制

目前,PLC技术已在多行业得到了应用,PLC控制系统可当作顺序控制器来应用,比如:小区中常用到的锅炉,利用这项技术可以实现取暖等操作。在系统运行过程中运用PLC技术,远程控制、主站层数据传输以及现场传感等操作均可实现。换句话说,人们在无需现场操作的情况下,即可通过智能终端对电气自动化系统实施远程控制。在主站层中,PLC 控制系统可以连接各设备,对数据进行共享,并且通过远程技术将得到的计算结果传递给相关工作人员,完成判断、操作工作[5]。

3.1.6 诊断故障

传统电气自动化控制系统中存在很多故障和问题,这些故障问题一旦发生,将会对整个系统的正常运行造成不利影响。当应用PLC 技术以后,电气自动化系统在故障诊断中的整体水平将会得到提升,并且可以对设备潜在风险进行分析和评估,采取措施对设备进行维护与修复。同时,应用PLC 技术还能全面管控电气自动化控制系统的运行,实时监测其中存在的问题,并且采取措施进行维修和补救,不仅节约了诊断设备的时间,同时系统运行效率、质量也会进一步提升。另外,采用PLC技术还能明确故障所在位置,并且实施针对性维护与管理,这样一来即可显著减少时间成本,促进企业经济、社会效益的提升[6]。

3.2 PLC技术在电气自动化系统的具体引用

3.2.1 在数控系统中的应用

在整个电气自动化系统中,数控系统的作用主要在机械加工上。数控系统主要包括点位控制、直线控制以及连续控制等系统,为了更好地满足时代发展的需求,运用PLC技术可以解决其面临的抗干扰问题,并且对机床功能进行调控,从而更好地提升企业在经营管理工作中的灵活性。传统电气系统的功率一般都比较高,需要消耗的能量也比较大,随着现代人需求的不断提升,电气自动化系统也产生了很多新要求。PLC技术具有较强的抗干扰能力,运行过程中可靠性比较强,并且易于使用,因此将PLC 技术应用到该系统中,可以使产品的长处充分发挥出来。另外,运用PLC 技术还能减少在电气工程中的成本投入,相比传统电气工程系统而言,应用PLC技术以后操作上也更加便捷。依据总线设计理念,PLC技术可以与控制系统相融合,减少对设备的设置数量,从而进一步提升电气自动化控制的质量与效率。

3.2.2 空调领域

要想在空调领域发挥电气自动化系统的作用存在一定难度,PLC技术的应用正好解决了这一难题,不仅可以达到控制作用,同时还能显著提升控制效率。虽然用于控制空调系统的方法有很多,但运用PLC 自动控制系统可以很好地开展各项工作,从一定程度上来说,应用PLC 技术可以杜绝外界相关因素对系统造成的不利影响,在合理程序下可以进一步开展控制工作,从而为系统的正常运行提供保证。例如:将PLC 技术用于中央空调调控之中,即可从整体上达到控制目的,提升空调运行的效率。在控制工作中,系统可以依照用户提出的标准和要求实施各项操作。实践证明,应用PLC 技术以后,系统可以进一步延长设备维修与养护的时间,从整体上提升系统运行效率,从最大程度上满足广大用户提出的要求[7]。

3.2.3 交通控制

目前,电气自动化已在交通领域得到了广泛应用,具体来说,可以对交通信号灯进行控制。PLC 技术的应用对于交通领域自动化系统来说,可以起到非常重要的作用。在交通领域自动化系统中融入PLC 技术,可以精准控制信号灯,在这项技术的支撑之下,系统可达到控制总线的目标,可以依照控制信号灯的控制逻辑,对总线进行控制。比如:面临交通堵塞问题发生时,借助于路面监控设备可对路面数据信息进行搜集,并在整理、分析后交给相关部门,由这些部门根据信息内容解决交通拥堵问题。在收集、传输数据信息的过程中,PLC 技术可发挥出重要作用,它可以与系统连接,并充分发挥其在数据传输与整理上的功能,有了PLC技术,上述工作都不需要人工方式来完成,系统均可自动完成。

4 PLC 技术应用的发展趋势

从目前电气工程自动化控制中关于PLC技术应用的实际情况来看,PLC 技术的应用呈现出不断增多的趋势,使得电气工程自动化控制程度不断提升,且拥有更高的精准度。结合具体情况来看,PLC 技术在后期主要应朝着以下几方面发展。

4.1 朝着统一化的方向发展

在将PLC 技术应用到电子工程自动化中时,为便于设计工作、调试工作以及后期维护工作能够具有更高的效率,推动PLC 技术与电气控制自动化统一化发展具有较高的必要性。而且在统一化发展的过程中,还能够有效降低电气工程建设的成本费用,提升系统后期运行安全性,在需要接入其他电气设备或系统时,也具有更为明确的标准,便于对系统的拓展应用。统一化、标准化应用,是PLC技术在电气工程自动化控制中持续发展的关键环节,当前应重视对其进行应用规范。

4.2 朝着安全化方向发展

在电气工程自动化控制中,安全属于高度重视的管理内容,通过对PLC技术进行合理设计与应用,能够促进整个自动化控制系统运行可靠性提升,从而使之表现出更高的安全性。现阶段,关于PLC 技术的应用主要集中在安全控制级别较高的电气自动化控制工程中,而随着PLC技术的进一步发展,该项技术将逐渐向许多安全级别低的产业发展,使之得到更大的推广应用,从而提升电气工程控制的整体安全性。

4.3 朝着创新化方向发展

在对PLC 技术进行应用的过程中,为切实发挥出其功能,应重视在技术上做出创新,与现阶段更多先进化技术进行融合,如信息技术、网络技术、大数据技术等,实现多项技术的融合,同时促进硬件与软件的相互配合,使得自动化控制朝着远程化、智能化的方向发展,不断引入新的电气工程设计方案,从而让电气工程自动化控制程度得到进一步提升。

4.4 朝着产业化方向发展

PLC 技术在电气工程自动化控制中的应用,能够对生产方式形成改善,使现代化生产更加精准、快捷、高效,将之应用到现代一些产业项目中,可使其按照特定程序自动运行,从而为相关生产企业创造出更高的经济效益。

5 结语

在电气工程自动化领域中,PLC 技术的优势是一般系统所无法体现的。随着近年来信息技术的快速发展,PLC技术也进一步完善和发展,在电气工程领域的地位也越来越稳固,并且拓展出了大量功能,发展前景非常好。目前,我国电气工程领域正在向信息化方向上发展,紧紧跟住时代发展的潮流。这种情况下,应该更好地完善、优化这项技术,明确其发展方向,更加充分地发挥出其价值和作用,从而更好地推动我国电气自动化控制领域的发展,其发展空间非常广阔。

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