PLC技术在电气设备自动化控制中运用

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摘要：通过对plc技术在电气设备自动化控制中的应用进行深入研究，并以胶带运输机为例，详细探讨PLC技术的应用优势。

关键词：PLC技术；电气设备自动化控制；胶带运输机；应用

1PLC系统简述

PLC技术应用在电气设备自动化控制中，主要是利用信号的输入和输出来实现的。可编程逻辑控制器是PLC技术实施的载体，此控制器主要包括CPU、输入设备、输出设备、电源、存储器、通信接口以及各种功能模块[1]。PLC系统是一种可编程逻辑控制器，主要结构如图1所示。一般来说，由于小型可编程控制器具有较小的体积、重量也相对较轻，更加适合移动与安装，因此有着较为广泛的应用范围。大型可编程控制器虽然体积庞大、不便于移动和安装，但却具有明显的应用优势，且功能十分强大，所以更加适合企业进行规模化、产业化发展。PLC技术在应用过程中需要利用集成电路，这也就说明PLC系统必须具备一定的抗电流干扰能力。为了保证PLC系统功能，需要在系统内部安装警报装置，以便及时发现系统在运行过程中出现的干扰问题。与传统的继电技术相比，PLC技术的抗干扰性更强，在环境复杂的矿井工程中具有十分显著的应用优势。由于PLC系统的接口更加直观，多种类型的编程表达方式均可以在该系统中被兼容，因此也进一步提高了PLC系统的适应性与兼容性，可在一定程度上降低工作人员的操作难度。工作人员只需在系统中输入简单的编程指令，即可实现对电气设备的自动化控制。

2PLC技术在电气设备自动化控制中的应用

2.1应用在开关量控制中

电气设备自动化控制的前提必须建立在电机设备开关自动控制的基础之上，只有电气开关能够完成相应目标的自主运行，才能及时发现和调节电气设备在运行过程中出现的各种问题。电磁集成元件是电气设备控制系统的核心部件，但是电磁集成元件在运行过程中很容易产生触电危险，会对电气设备的正常运行产生严重影响[2]。因此，技术人员决定将PLC技术应用在开关控制中，希望利用开关的自动控制提高电气设备的运行安全系数，降低设备的故障损失程度。由于电气设备的接线方式大多相对复杂，这也会在一定程度上加大电气设备的运行故障概率。PLC技术的应用可有效降低工作人员工作量，同时开关的智能化控制也可有效减少辅助开关数量，能够促进断路器发挥出更加集中的效果，有助于提高电气设备的统一性和集成性。

2.2应用在顺序控制中

将PLC技术应用在电气设备的顺序控制中，可有效降低电气设备的能源消耗，这对于提高企业的经济效益、降低生产成本有着十分重要的意义。将PLC技术应用在顺序控制中，工作人员要保证电气设备控制系统中的信息模块与设备中总线数量高度吻合，如此可为电气设备的正常运行提供协调控制环境。除此之外，为了提高电气设备正常运行的安全保护程度，工作人员也需要确保接口的网络结构能够与现场传感器和设备主站层等高度匹配，最大程度的确保电气设备的正常运行，这将在极大程度上提高电气设备的自动化程度[3]。同时，工作人员还可以利用计算机技术，对电气设备的运行参数进行深入分析，强化工作人员对电气设备自动控制的了解，对电气设备在运行过程中有可能出现的故障能够做到及时处理和妥善应对，将故障影响降到最低。

3PLC技术的应用实例：以胶带运输机的开关量控制为例

西门子S7-200型可编程逻辑控制器具有很高的自动化程度，并且可以通过灵活组合为用户提供更加多元化的服务，最大程度的满足不同用户的不同需求。该可编程逻辑控制器可以利用网络与计算机、工业以太网形成完善的控制系统，在众多领域都有着十分显著的应用优势。由图2可知，在S7-200型可编程逻辑控制器中，有两台三相异步电机以并联的方式分别与三线电源相连，不同的电机启闭由不同的开关RJ1和RJ2进行控制，两台异步电机的三相接线则分别由QF1和QF2进行控制。在PLC控制系统软件设计之初，技术人员一定要保证PLC控制系统具有一定的人性化功能，能够在自动化控制的基础上兼容手动操作，如此才可极大程度的提高系统的灵活性。一旦智能系统出现故障，也可以利用手动的方式及时完成设备的启停，避免设备遭遇更大损失。

3.1主程序设计

PLC系统主程序是确保电机正常运转的核心所在，肩负着调度和平衡各个子程序的重要功能，完善的主程序能够促进电气设备自动化运行更加平稳与高效。自动启停、手动启停和全线启停是PLC控制系统的主要控制方式，除了手动启停之外，其他两种方式都需要在传感器的帮助下完成信号传输，并在中央处理器的帮助下完成对电路的内部逻辑控制。手动启停则无需PLC系统的调度，工作人员需要利用外部继电器对电路进行具体的控制与操作。

3.1.1胶带启动

全线启动：工作人员按下操作按钮后，胶带运输机随即发出蜂鸣警告，持续时间约5s，然后指示灯绿灯亮起。自动启动：工作人员需要打开胶带运输机的自启动方式，再开启1号电动机按钮，此时胶带运输机电机会出现约3s的蜂鸣，启动指示灯绿灯亮起，说明1号电机开始正常运行；工作人员需要以同样的方式启动2号电机，如果绿灯亮起，则证明2号电机运行稳定。手动启动：工作人员按下1号电动机按钮并等待指示灯绿灯亮起，再按下2号电动机按钮等待上位机处指示灯变绿。

3.1.2胶带停止

全线停止：当全线停止按钮被按下后，1号胶带机的故障指示灯会迅速亮起，1号胶带机停止工作；3s之后，2号胶带机故障指示灯亮起，2号胶带机停止工作。自动停止：在PLC控制系统中，对1号机和2号机的控制分属于两个不同的停止按钮，按钮按下的同时相应的胶带机就会停止工作并随即亮起红灯故障指示灯。手动停止：工作人员在按下停止按钮后，与胶带机对应的自动指示灯会熄灭，胶带机停止运行。

3.2故障程序设计

为了进一步提高胶带运输机的运输效率，工作人员可以应用PLC控制系统，将多个传感器安装在胶带运输机的多发故障部位，一旦出现运行异常，传感器就可以将故障信息及时传递给PLC控制系统，经过中央处理器的分析，传递出正确的电路控制信息，如此一来故障部位就会及时亮出故障警示灯，方便工作人员察觉故障位置；如果设备故障信息超出限值，PLC控制系统会自动控制胶带运输机全线停机，将设备损失降到最低。在故障彻底排除后，工作人员只需按下复位键钮，胶带运输机则恢复正常运行。

4结语

为了促使电气设备能够拥有更高的自动化水平，技术人员一定要综合考虑各项基础因素，强化PLC技术在电气设备自动化控制中的应用力度，确保PLC控制系统能够与电气设备高度结合，将PLC技术的应用价值发挥到极限。一旦电其气设备出现故障，PLC控制系统则会发出相应的控制指令，及时给出故障警报，在故障严重时自动控制机器停止运行，将电气设备的故障损失降到最低。除此之外，工作人员也必须对PLC技术的表现形式进行深入研究，不断拓宽PLC技术的应用范围，进一步提高电气设备自动化控制程

参考文献

[1]刘太彪.PLC在电气设备自动控制系统中的设计与应用[J].居舍,2018(35):197-198.

[2]徐芳芳.基于PLC技术的矿山开采电气自动化控制技术研究[J].世界有色金属,2019(21):13+15.

[3]徐榕,杨立,杨飞,等.PLC技术在电气设备自动化控制中应用与信息化管理思路[J].科学技术创新,2020(9):194-195.图2电机主电路接线图

作者：邢西宁 郑杰 单位：山西兰花科技创业股份有限公司伯方煤矿分公司