PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

孟楊

[摘? ? 要]文章分析介紹了PLC軟硬件構(gòu)成與特點(diǎn)，PLC技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，全方位探究了PLC 技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的應(yīng)用情況，并且具體分析了PLC在礦用皮帶機(jī)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，旨在為電氣設(shè)備控制系統(tǒng)研究提供一定的借鑒。

[關(guān)鍵詞]PLC技術(shù);電氣設(shè)備;自動(dòng)化控制

[中圖分類號(hào)]TU756 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）07–00–02

On the Application of PLC Technology in the Automatic Control of Electrical Equipment

Meng Yang

[Abstract]The article analyzes and introduces the composition and characteristics of PLC software and hardware， the application advantages of PLC technology， comprehensively explores the application of PLC technology in the automation control of electrical equipment， and specifically analyzes the application of PLC in the electrical automation control system of mining belt conveyors. It aims to provide a certain reference for the research of electrical equipment control system.

[Keywords]PLC technology; electrical equipment; automatic control technology

1 PLC軟硬件構(gòu)成與特點(diǎn)

1.1 軟硬件構(gòu)成

在PLC運(yùn)行過程之中，得要依照邏輯順序來掃描輸入接口，便可以讀取所輸入的數(shù)據(jù)信息，另外讀取到用戶所編寫的程序，由此來高效處理所讀取到的數(shù)值，通過計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)端來處理結(jié)果轉(zhuǎn)化成為輸出值，來以驅(qū)動(dòng)來實(shí)施外設(shè)。用戶來程序編寫來將其存儲(chǔ)到PLC儲(chǔ)存介質(zhì)之內(nèi)，當(dāng)然這也是PLC執(zhí)行計(jì)算功能得到有效發(fā)揮的關(guān)鍵憑證，CPU的功能體現(xiàn)在所有邏輯運(yùn)算。PLC系統(tǒng)硬件部分主要涵蓋編程器、擴(kuò)展單元與基本控制單元，其中基本控制單元?jiǎng)t包括了外圍接口、儲(chǔ)存器與中央處理器等有關(guān)硬件;擴(kuò)展單元的功能在于拓展部分特殊功能，以此來更好的達(dá)到自動(dòng)化控制目標(biāo)，其中最為典型的要屬定位控制功能、網(wǎng)絡(luò)通信功能等等;另外編程器的職能在于定位控制功能、網(wǎng)絡(luò)通信功能等等，便于用戶輸入與調(diào)試控制的有關(guān)程序;PLC系統(tǒng)軟件所牽扯到運(yùn)行程序的一個(gè)組合體，其是以各類應(yīng)用軟件與系統(tǒng)軟件構(gòu)建，系統(tǒng)軟件主要來為用戶解釋指令的一個(gè)程序，是制造商來編寫的，且可以將其固化在子系統(tǒng)程序儲(chǔ)存器的內(nèi)部之中，在整個(gè)階段之中無法予以改寫。應(yīng)用軟件則是結(jié)合基本控制標(biāo)準(zhǔn)來以PLC編程語言來編寫的程序，且編程語言類型冗雜，在一般情況之下，也當(dāng)然會(huì)包括圖形、文字符號(hào)的表達(dá)程序，梯形圖語言也是其中尤為關(guān)鍵的語言類型。

1.2 特點(diǎn)

與傳統(tǒng)化工業(yè)控制裝置對(duì)比之下，PLC特征主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：①性價(jià)比高。在PLC技術(shù)逐漸趨于完善的基礎(chǔ)之上，市面上普遍的PLC產(chǎn)品也都達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的目標(biāo)，諸多電氣設(shè)備之中均延續(xù)了PLC相互通信的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，操作尤為便利、快捷、成本低廉。②編程操作便利。PLC程序設(shè)計(jì)相對(duì)簡化，并不需要必須要有專業(yè)的計(jì)算編程人員才能進(jìn)行，大多都是在簡單的學(xué)習(xí)之后便可以在短期之內(nèi)上手。且PLC編程環(huán)境沒那么復(fù)雜，用戶在本地計(jì)算機(jī)端便可以進(jìn)行編程，隨即再通過接口發(fā)送到PLC之內(nèi)。③抗干擾能力強(qiáng)。在PLC產(chǎn)品在最初研發(fā)設(shè)計(jì)的階段之中，會(huì)將關(guān)鍵點(diǎn)放在外界干擾對(duì)于電氣控制方面的影響，新型化PLC產(chǎn)品之中的集成抗干擾技術(shù)，相應(yīng)的便可以在最大限度之上來的運(yùn)行變得愈發(fā)安全可靠化。

2 PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的優(yōu)勢(shì)

在電氣行業(yè)自動(dòng)化建設(shè)高速發(fā)展的形勢(shì)之下，傳統(tǒng)控制技術(shù)的弊端愈發(fā)凸顯出來。PLC技術(shù)借助自身優(yōu)勢(shì)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制展現(xiàn)的淋漓盡致。在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制之中，PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要為：①PLC技術(shù)是整體化控制技術(shù)，安裝接線方式更加簡便化，僅僅將設(shè)備、傳輸線與電源連接起來即可，由此來顯著降低傳統(tǒng)技術(shù)的重復(fù)性操作與有關(guān)工作人員安裝壓力，隨即也可以最大限度減小人為失誤情況出現(xiàn)的幾率;②在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制之中，PLC技術(shù)的安全穩(wěn)定系數(shù)相對(duì)較高，所以在自動(dòng)化控制之中來減小繼電設(shè)備的運(yùn)用率，預(yù)防干擾到周邊的環(huán)境，從根本上來確保電氣設(shè)備運(yùn)行的安全可靠性，相應(yīng)的便可以預(yù)防各類不必要的安全事故;③PLC技術(shù)的簡便化，在具體運(yùn)用之中所產(chǎn)生的能源損耗相對(duì)較低，使用門檻不高，也順應(yīng)了目前所倡導(dǎo)的生態(tài)環(huán)保與節(jié)約能源的理念;另外，由于PLC技術(shù)具備著相對(duì)較強(qiáng)的適應(yīng)性，因此和傳統(tǒng)技術(shù)相比，PLC技術(shù)操作的容錯(cuò)率很高。在編程語言方面，其可以顯著降低圖形與邏輯圖實(shí)施程序修改、編譯等工作的難度系數(shù);④PLC技術(shù)具備相對(duì)較強(qiáng)的自動(dòng)化識(shí)別能力。在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制的過程之中，其可以通過掃描來檢測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，從而來確保數(shù)據(jù)的完整性，進(jìn)而預(yù)防數(shù)據(jù)缺失而引發(fā)的設(shè)備使用過程之中出現(xiàn)的故障。

3 PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

3.1 PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

（1）順序控制中的應(yīng)用。為了可以從根本上降低電氣設(shè)備運(yùn)行中的電能損耗量，那么就需要通過PLC技術(shù)來針對(duì)電氣設(shè)備實(shí)施順序控制，相應(yīng)的加強(qiáng)電氣設(shè)備生產(chǎn)活動(dòng)控制成效，這針對(duì)確保有關(guān)設(shè)備運(yùn)行成效與安全水平方面有著尤為關(guān)鍵的作用。運(yùn)用PLC技術(shù)來針對(duì)電氣設(shè)備實(shí)施順序控制的時(shí)候，務(wù)必要確保電氣設(shè)備之中總線與信息模塊來實(shí)現(xiàn)互相配合狀態(tài)，保障電氣設(shè)備運(yùn)行在協(xié)調(diào)控制的情況之下，來加強(qiáng)電氣設(shè)備在各項(xiàng)生產(chǎn)活動(dòng)之中的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)，保障PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制之中的作用優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到極致。

（2）開關(guān)量控制。在實(shí)施電氣設(shè)備自動(dòng)化控制的時(shí)候，確保電氣設(shè)備開關(guān)量控制成效來達(dá)到有關(guān)設(shè)備自動(dòng)化的目標(biāo)，隨即來解決電氣設(shè)備運(yùn)行階段之中所出現(xiàn)的各類問題。另外電氣設(shè)備控制系統(tǒng)之中關(guān)鍵元件是電磁集成元件，該類元件在運(yùn)行階段之中一般都會(huì)發(fā)生觸電故障問題，對(duì)電氣設(shè)備綜合運(yùn)行成效與安全水平產(chǎn)生直接性的影響。在此基礎(chǔ)之上，運(yùn)用PLC技術(shù)來合理管控電氣設(shè)備之中的開關(guān)設(shè)備，確保電氣設(shè)備開關(guān)和有關(guān)元件運(yùn)行成效與安全，隨即減小電氣設(shè)備在運(yùn)行階段之中由于開關(guān)與零部件干擾而引發(fā)故障的概率。與此同時(shí)，諸多電氣設(shè)備的接線方式相對(duì)繁雜，這勢(shì)必會(huì)加大電氣設(shè)備在使用階段引發(fā)故障問題的幾率，與設(shè)備運(yùn)行的安全性有著直接性的聯(lián)系。但是在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制之中運(yùn)用PLC技術(shù)，可以降低有關(guān)人員日常維護(hù)工作量，降低電氣設(shè)備中的輔助開關(guān)數(shù)量，從根本之上來保障電氣設(shè)備中斷路器的集中成效，全方位提升電氣設(shè)備的統(tǒng)一控制成效。

（3）運(yùn)動(dòng)控制。實(shí)際上就是來實(shí)時(shí)化控制電氣設(shè)備各個(gè)機(jī)構(gòu)的速率與部位，按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)軌跡與設(shè)置的參數(shù)運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)之中應(yīng)用PLC技術(shù)，來科學(xué)化控制設(shè)備運(yùn)動(dòng)過程之中的速度、轉(zhuǎn)矩與力，其不僅可靠性強(qiáng)，且編程也較為便利。

3.2 PLC在礦用皮帶機(jī)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.2.1 控制原理

皮帶機(jī)電氣控制系統(tǒng)實(shí)則運(yùn)用的是主從式結(jié)構(gòu)，其中在從站、主站系統(tǒng)之中運(yùn)用PLC。主站是通過觸摸屏和主PLC控制，從站則是PLC控制和傳感器防護(hù)裝置，其具體見圖1。在這個(gè)系統(tǒng)之中，將從站可以搜集到數(shù)據(jù)信息統(tǒng)一傳輸?shù)街髡綪LC，在主站之中隨即會(huì)展現(xiàn)出參數(shù)與故障，主站控制臺(tái)來進(jìn)行全面化、實(shí)時(shí)化監(jiān)控和皮帶機(jī)控制，假使礦井出現(xiàn)故障，那么就會(huì)迅速反饋到上位機(jī)與操作平臺(tái)。

3.2.2 系統(tǒng)構(gòu)成

皮帶機(jī)電氣控制系統(tǒng)主要涵蓋各類傳感器、PLC、人機(jī)界面與控制臺(tái)組建而成。各個(gè)部分統(tǒng)一協(xié)調(diào)，來進(jìn)一步保障系統(tǒng)功能得以正常發(fā)揮。皮帶在輸送煤炭的過程之中，皮帶機(jī)控制系統(tǒng)來科學(xué)化運(yùn)用集中控制與單臺(tái)控制方法，全方位監(jiān)測(cè)皮帶是否受損、溫度和環(huán)境等等。集中控制必須要設(shè)置安全值，才可以達(dá)到自動(dòng)化控制的根本目標(biāo)。圖2為硬件系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)。

3.2.3 硬件選擇

首先，主站硬件控制模板的自動(dòng)化水平與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范一致，才能在通信之上來保持穩(wěn)定化，從而來更好的確保后續(xù)系統(tǒng)來不斷拓展空間。在控制模板之上運(yùn)用PLC技術(shù)來實(shí)現(xiàn)安全可靠的目的，更為關(guān)鍵的就是可以在惡劣的環(huán)境之中來正?；挠枰赃\(yùn)行。其次，礦井環(huán)境相對(duì)獨(dú)特，因此礦用該安防爆變壓器PAK系列的電源模塊。再者，結(jié)合煤礦生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，顯示模塊得要礦用本質(zhì)安全型設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)基本維持一致，那么就得要運(yùn)用隔爆方法在相對(duì)危險(xiǎn)的環(huán)境來有序的予以實(shí)施。嚴(yán)格按照上述各規(guī)定，顯示模塊應(yīng)用的是KC01-102T。最后，在保護(hù)系統(tǒng)之中，防爆裝置的功能至關(guān)重要，其中最為普遍就是PLC控制器、電源模塊等等。為了從根本之上來確保選擇的精確性，得要將內(nèi)部尺寸和輸入輸出通道數(shù)量等作為重要指標(biāo)。

3.2.4 功能實(shí)現(xiàn)

主站系統(tǒng)功能主要包括以下幾點(diǎn)：

首先，通信功能，其主要可以分成人機(jī)界面通信與從站通信。主站得要預(yù)先讀取從站的數(shù)據(jù)信息，并將這部分?jǐn)?shù)據(jù)信息輸入到主站。在進(jìn)行通信設(shè)置時(shí)，務(wù)必得要保障奇偶、時(shí)間校驗(yàn)、模塊地址等各項(xiàng)參數(shù)的科學(xué)合理性，針對(duì)完善主站和從站的讀寫功能尤為便利，且合理化統(tǒng)籌分配寄存器，來避免出現(xiàn)覆蓋關(guān)鍵信息的現(xiàn)象。其次，控制臺(tái)設(shè)置。指示燈則包括在正常情況之下運(yùn)行、集控等指示燈與故障情況之下的警示指示燈。值得注意的就是，指示燈得要與控制臺(tái)按鍵實(shí)現(xiàn)高效配合，那么在按下鍵后，隨即指示燈亮起，控制系統(tǒng)運(yùn)行。最后，人機(jī)界面，為故障報(bào)警界面、參數(shù)設(shè)定界面、動(dòng)手操作界面、主頁等，可以展現(xiàn)皮帶機(jī)運(yùn)行和故障情況。

4 結(jié)束語

目前，在電氣自動(dòng)化生產(chǎn)過程中大范圍的推廣并運(yùn)用PLC技術(shù)，依靠高效的閉環(huán)控制、開關(guān)量控制與順序控制來提高系統(tǒng)的自動(dòng)化控制水平，促使企業(yè)生產(chǎn)水平與質(zhì)量不斷提升，因此必需要持續(xù)性創(chuàng)新并改進(jìn)PLC技術(shù)，隨即來達(dá)到企業(yè)的生產(chǎn)目標(biāo)。由此可見，本文的研究十分有意義。

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