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[摘 要] 近年来,计算机技术飞速发展,PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)控制系统技术在电气设备自动化中的应用也愈加广泛。文章从PLC技术简介谈起,对其优势及应用领域进行简要分析,并探讨PLC技术在机床、立体仓库、纺纱系统、环形打孔铣平面等领域的具体应用。
[关键词] PLC技术;电气设备;自动化控制
doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2016. 23. 089
[中图分类号] TP311 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194(2016)23- 0169- 03
从20世纪开始,总线技术兴盛,计算机、通讯、控制技术也随之有了进一步发展,PLC技术应运而生。现如今,PLC技术已经成为电气设备自动化控制最常采用的手段。笔者就将对这一技术的优势和应用进行详细阐述。
1 PLC技术简介
PLC技术,英文Programmable Logic Controller,译为可编程逻辑控制器,其具体是指融合了计算机技术、现代通信技术和自动控制技术,以微处理器为载体,可安装在工业机械上的控制装置。PLC技术最早可追溯至20世纪70年代,当时其被应用于汽车工业中,之后,随着计算机技术的不断发展,微处理芯片的处理速度逐渐提高,PLC技术的应用领域扩展至机械制造领域、商业领域,并逐渐形成了“仪表—电器—计算机控制”的一体化模式。目前,PLC技术的主要控制形式为FCS总线控制系统和DCS集散控制系统,未来其将向着全分布式、开放式的方向发展。一般来讲,PLC的工作过程主要有三个环节:(1)初始数据输入环节:这一环节下,技术人员需要将预先收集好的指令拿到输入区域进行扫描,在控制系统软件程序作用下,数据进入系统进入分析状态;(2)对特定功能的程序处理环节:在此环节,系统要依据现场运行状态、指令要求等情况,按照用户预先设定的程序对数据进行全面扫描,并做出实时分析与逻辑性运算;(3)控制响应环节:将上一环节的分析结果与逻辑运算结果传输到控制主机,由控制主机发出响应信号,对相关设备进行控制。
2 PLC技术在电气设备自动化中应用的优势
随着计算机技术的发展,越来越多全新的成果被应用于PLC技术领域,与此同时,PLC技术在电气设备自动化控制中的应用范围也愈加广泛,借助PLC技术,电气设备呈现出智能化的特点,人工操作环节大为减少,企业生产成本有了显著下降,人与机器的关系更加和谐。以西门子的PLC技术为例,该技术应用了最先进的逻辑运算存储系统和CPU,能够实现工业控制计算机网络所构成的大型电气设备控制,还可用于大型计算机的散热控制系统,具有集成密度大、高智能化、速度快等优点。
3 PLC技术在电气设备自动化中应用的三个主要领域
近年来,随着PLC技术的进步,其应用领域也逐渐拓广。具体来讲,PLC技术在电气自动设备自动化控制中的应用领域主要有三个:(1)交通控制系统。交通控制领域是PLC应用最广泛的领域,目前,世界各国的交通系统信号灯控制都采用的PLC技术,这一技术的应用大大提升了交通系统控制的工作效率,有效减少了交通警察现场指挥的工作量,配合现在的GPS技术和路况检测系统,有效缓解了城市交通拥堵情况。除此之外,在电子监控的配合下,PLC技术还能及时对事故路段做出及时反应,给予了道路事故救援抢险的时间,对于优化整个城市交通系统,规范交通运行具有积极作用。(2)数控系统。PLC技术还可广泛应用于数控系统中,提升数控系统的准确性,提高机械加工与制造的工作效率。(3)空调系统。PLC技术还被广泛应用于建筑环境工程领域,如大型中央空调的控制。以往,在中央空调系统中的应用控制方法主要有直接数字、继电器、可编程控制器三种方式,前两种在准确性、可控性方面存在明显的缺陷,后者的可靠性、抗干扰性更高,加之养护维修方便,现已成为应用最多的控制方法。
4 PLC技术在电气设备自动化中的具体应用
4.1 PLC技术在机床电气中的应用
加工机床是一种集机械、电气、液压多种系统于一体的工具,对于液压和电气两套不同的系统间的控制比较容易出现故障,且出现故障后不易检修、排除,将PLC技术应用于机床中,能够取代传统的接触器为主体的控制装备,提高控制的灵活性,降低故障率。同时,通过对可编程逻辑控制器时间程序的改造,还能够实时了解每个主体设备的运行情况,方便实现组合控制、报警画面回传、监管等一系列操作,这对于提高机床设备效率具有积极意义。
PLC还能在机床设备的调速自动化控制系统中应用,其同电枢整流柜、高压开关柜、整流变压器、司机控制台、监视机、低压配电柜等共同组成了数字自动化电控系统,实现了产品制造过程的完整自动化控制。这套系统使用直流电,硬件电路为大规模集成电路,元器件较少,结构简单,因而更为安全可靠,故障率也较低。模块化硬件与总线相连,整个控制算法均由计算机软件完成,功能开发比较容易,技术门槛较低,应用更为方便。此外,可编程逻辑控制器的抗干扰能力强、寿命长、查线方便,相比其他控制系统更为节能。
4.2 PLC技术在立体仓库中的应用
近年来,物流产业蓬勃发展,PLC技术开始逐渐在这一行业崭露头角,在立体仓库中的应用就是其中最具代表性的。目前,立体仓库的主要形式有垂直提升式、巷道堆垛式、升降横移式、圆形水平循环式以及垂直循环式几类。可编程逻辑控制器在立体仓库中应用时要对货架、堆垛机、穿梭机、出入库输送机进行控制,控制系统中还要有计算机进行辅助。立体仓库多采用闭环控制,高速计数器FM350先接收到由编码器反馈的转数,然后将其转化为数字信号发送给可编程逻辑控制器,再由计算机和控制器共同实现电机的闭环控制。在立体仓库中应用PLC电气控制技术能够有效提高货物出入库的效率,降低库管人员的工作量,改善传统仓储的混乱局面。
4.3 PLC技术在纺纱系统中的应用
在纺纱系统中,PLC技术是作为电气设备控制主机存在的,同其搭配工作的还有电机控制、开关柜控制和人机界面处理等控制系统。在对纺纱系统进行控制时,技术人员要采集各个纱锭控制器的数据,并将其录入到人机界面中。PLC同所有纱锭控制器共同构成了整个逻辑环,同时,PLC系统还负责网络通信管理与维护系统的控制。在纺纱设备运行过程中,纱疵检测、数据采集、统计等功能均由可编程逻辑控制器完成,与传统电气控制系统相比,其体积小、精度高、成本低、能耗省、组网能力强,能够有效提高纺纱系统的整体运行效率。
4.4 PLC技术在环形打孔铣平面中的应用
在环形打孔铣平面的运行过程中,Sinumerik 802c base line 集成了数控机床、人机界面、I/O接口等多种控制单元,引入PLC后,其接入EI接口,同机床控制面板相连,实现对电磁阀、行程开关、驱动继电器、保护开关等各个不见得控制。数控机床与可编程逻辑控制器之间通过专门的地址进行信息传递,控制精确度大为提高。
5 结 语
PLC技术操作简单、维护方便、能耗低、可靠性高,具有很多传统控制设备不具有的优点,其丰富的接口使得其在电气设备自动化领域的应用面更为广泛。目前,PLC技术已经逐渐同电气控制、仪表控制、计算机控制系统相融合,其应用范围逐渐拓展到化工、建材、电力、钢铁、石油等行业。我们有必要进一步研究PLC技术,进一步提升其精确度,促进各领域生产效率的提高,促进社会进步。
主要参考文献
[1]卫峰,牧运华.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用[J].电源技术应用,2012(12).
[2]桑吴刚.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用[J].科技资讯,2012(22).
[3]刘剑威.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用[J].无线互联网科技,2012(4).
[关键词] PLC技术;电气设备;自动化控制
doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2016. 23. 089
[中图分类号] TP311 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194(2016)23- 0169- 03
从20世纪开始,总线技术兴盛,计算机、通讯、控制技术也随之有了进一步发展,PLC技术应运而生。现如今,PLC技术已经成为电气设备自动化控制最常采用的手段。笔者就将对这一技术的优势和应用进行详细阐述。
1 PLC技术简介
PLC技术,英文Programmable Logic Controller,译为可编程逻辑控制器,其具体是指融合了计算机技术、现代通信技术和自动控制技术,以微处理器为载体,可安装在工业机械上的控制装置。PLC技术最早可追溯至20世纪70年代,当时其被应用于汽车工业中,之后,随着计算机技术的不断发展,微处理芯片的处理速度逐渐提高,PLC技术的应用领域扩展至机械制造领域、商业领域,并逐渐形成了“仪表—电器—计算机控制”的一体化模式。目前,PLC技术的主要控制形式为FCS总线控制系统和DCS集散控制系统,未来其将向着全分布式、开放式的方向发展。一般来讲,PLC的工作过程主要有三个环节:(1)初始数据输入环节:这一环节下,技术人员需要将预先收集好的指令拿到输入区域进行扫描,在控制系统软件程序作用下,数据进入系统进入分析状态;(2)对特定功能的程序处理环节:在此环节,系统要依据现场运行状态、指令要求等情况,按照用户预先设定的程序对数据进行全面扫描,并做出实时分析与逻辑性运算;(3)控制响应环节:将上一环节的分析结果与逻辑运算结果传输到控制主机,由控制主机发出响应信号,对相关设备进行控制。
2 PLC技术在电气设备自动化中应用的优势
随着计算机技术的发展,越来越多全新的成果被应用于PLC技术领域,与此同时,PLC技术在电气设备自动化控制中的应用范围也愈加广泛,借助PLC技术,电气设备呈现出智能化的特点,人工操作环节大为减少,企业生产成本有了显著下降,人与机器的关系更加和谐。以西门子的PLC技术为例,该技术应用了最先进的逻辑运算存储系统和CPU,能够实现工业控制计算机网络所构成的大型电气设备控制,还可用于大型计算机的散热控制系统,具有集成密度大、高智能化、速度快等优点。
3 PLC技术在电气设备自动化中应用的三个主要领域
近年来,随着PLC技术的进步,其应用领域也逐渐拓广。具体来讲,PLC技术在电气自动设备自动化控制中的应用领域主要有三个:(1)交通控制系统。交通控制领域是PLC应用最广泛的领域,目前,世界各国的交通系统信号灯控制都采用的PLC技术,这一技术的应用大大提升了交通系统控制的工作效率,有效减少了交通警察现场指挥的工作量,配合现在的GPS技术和路况检测系统,有效缓解了城市交通拥堵情况。除此之外,在电子监控的配合下,PLC技术还能及时对事故路段做出及时反应,给予了道路事故救援抢险的时间,对于优化整个城市交通系统,规范交通运行具有积极作用。(2)数控系统。PLC技术还可广泛应用于数控系统中,提升数控系统的准确性,提高机械加工与制造的工作效率。(3)空调系统。PLC技术还被广泛应用于建筑环境工程领域,如大型中央空调的控制。以往,在中央空调系统中的应用控制方法主要有直接数字、继电器、可编程控制器三种方式,前两种在准确性、可控性方面存在明显的缺陷,后者的可靠性、抗干扰性更高,加之养护维修方便,现已成为应用最多的控制方法。
4 PLC技术在电气设备自动化中的具体应用
4.1 PLC技术在机床电气中的应用
加工机床是一种集机械、电气、液压多种系统于一体的工具,对于液压和电气两套不同的系统间的控制比较容易出现故障,且出现故障后不易检修、排除,将PLC技术应用于机床中,能够取代传统的接触器为主体的控制装备,提高控制的灵活性,降低故障率。同时,通过对可编程逻辑控制器时间程序的改造,还能够实时了解每个主体设备的运行情况,方便实现组合控制、报警画面回传、监管等一系列操作,这对于提高机床设备效率具有积极意义。
PLC还能在机床设备的调速自动化控制系统中应用,其同电枢整流柜、高压开关柜、整流变压器、司机控制台、监视机、低压配电柜等共同组成了数字自动化电控系统,实现了产品制造过程的完整自动化控制。这套系统使用直流电,硬件电路为大规模集成电路,元器件较少,结构简单,因而更为安全可靠,故障率也较低。模块化硬件与总线相连,整个控制算法均由计算机软件完成,功能开发比较容易,技术门槛较低,应用更为方便。此外,可编程逻辑控制器的抗干扰能力强、寿命长、查线方便,相比其他控制系统更为节能。
4.2 PLC技术在立体仓库中的应用
近年来,物流产业蓬勃发展,PLC技术开始逐渐在这一行业崭露头角,在立体仓库中的应用就是其中最具代表性的。目前,立体仓库的主要形式有垂直提升式、巷道堆垛式、升降横移式、圆形水平循环式以及垂直循环式几类。可编程逻辑控制器在立体仓库中应用时要对货架、堆垛机、穿梭机、出入库输送机进行控制,控制系统中还要有计算机进行辅助。立体仓库多采用闭环控制,高速计数器FM350先接收到由编码器反馈的转数,然后将其转化为数字信号发送给可编程逻辑控制器,再由计算机和控制器共同实现电机的闭环控制。在立体仓库中应用PLC电气控制技术能够有效提高货物出入库的效率,降低库管人员的工作量,改善传统仓储的混乱局面。
4.3 PLC技术在纺纱系统中的应用
在纺纱系统中,PLC技术是作为电气设备控制主机存在的,同其搭配工作的还有电机控制、开关柜控制和人机界面处理等控制系统。在对纺纱系统进行控制时,技术人员要采集各个纱锭控制器的数据,并将其录入到人机界面中。PLC同所有纱锭控制器共同构成了整个逻辑环,同时,PLC系统还负责网络通信管理与维护系统的控制。在纺纱设备运行过程中,纱疵检测、数据采集、统计等功能均由可编程逻辑控制器完成,与传统电气控制系统相比,其体积小、精度高、成本低、能耗省、组网能力强,能够有效提高纺纱系统的整体运行效率。
4.4 PLC技术在环形打孔铣平面中的应用
在环形打孔铣平面的运行过程中,Sinumerik 802c base line 集成了数控机床、人机界面、I/O接口等多种控制单元,引入PLC后,其接入EI接口,同机床控制面板相连,实现对电磁阀、行程开关、驱动继电器、保护开关等各个不见得控制。数控机床与可编程逻辑控制器之间通过专门的地址进行信息传递,控制精确度大为提高。
5 结 语
PLC技术操作简单、维护方便、能耗低、可靠性高,具有很多传统控制设备不具有的优点,其丰富的接口使得其在电气设备自动化领域的应用面更为广泛。目前,PLC技术已经逐渐同电气控制、仪表控制、计算机控制系统相融合,其应用范围逐渐拓展到化工、建材、电力、钢铁、石油等行业。我们有必要进一步研究PLC技术,进一步提升其精确度,促进各领域生产效率的提高,促进社会进步。
主要参考文献
[1]卫峰,牧运华.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用[J].电源技术应用,2012(12).
[2]桑吴刚.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用[J].科技资讯,2012(22).
[3]刘剑威.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用[J].无线互联网科技,2012(4).