電氣控制與plc技術(shù)論文
在電氣行業(yè)的實(shí)際工作中，PLC技術(shù)的加入對(duì)其發(fā)展起到了很大的促進(jìn)作用，在改進(jìn)完善電氣系統(tǒng)的同時(shí)更提高了電氣控制的工作質(zhì)量，對(duì)電氣行業(yè)今后的發(fā)展有著重大影響。 下面是學(xué)習(xí)啦小編整理的電氣控制與plc技術(shù)論文，希望你能從中得到感悟!
電氣控制與plc技術(shù)論文篇一
電氣控制與PLC技術(shù)研究
在現(xiàn)今高科技水平的帶動(dòng)下，所有技術(shù)設(shè)備都在不斷的升級(jí)，對(duì)電氣控制系統(tǒng)的要求也變得越來(lái)越高。在電氣行業(yè)的實(shí)際工作中，PLC技術(shù)的加入對(duì)其發(fā)展起到了很大的促進(jìn)作用，在改進(jìn)完善電氣系統(tǒng)的同時(shí)更提高了電氣控制的工作質(zhì)量，對(duì)電氣行業(yè)今后的發(fā)展有著重大影響。
【關(guān)鍵詞】電氣控制 PLC技術(shù) 探析
PLC從外觀來(lái)講，具有體積小質(zhì)量輕的特點(diǎn)，小型的PLC底部尺寸一般不超過(guò)100mm，質(zhì)量不超過(guò)150g，所以在安裝方便，和電氣系統(tǒng)組裝容易。PLC應(yīng)用范圍廣泛，一般的電氣控制場(chǎng)所都可以使用，尤其是數(shù)據(jù)應(yīng)用能力在數(shù)字控制方面的運(yùn)用更為廣泛。另外，抗干擾技術(shù)的應(yīng)用更使電氣控制系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性提供了有力保障。PLC外部檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)置，為自身內(nèi)部和系統(tǒng)外部的故障檢驗(yàn)提供了良好的條件。而且，PLC的安裝操作簡(jiǎn)單易懂，對(duì)于從事電氣控制方面的人員來(lái)說(shuō)掌握起來(lái)也比較容易。儲(chǔ)存邏輯是PLC技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中所使用的，接線比較簡(jiǎn)單，這樣也方便日后維修和改造，在減少工作量的同時(shí)又提高了工作效率。
1 PLC技術(shù)與電氣控制融合后的工作流程
電氣控制主要是通過(guò)對(duì)電氣設(shè)備一次和二次回路控制來(lái)確保設(shè)備正常運(yùn)行，其在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化方面已經(jīng)成為一個(gè)不可缺少的重要角色，更是推進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的重要武器。而PLC技術(shù)的實(shí)質(zhì)就是一個(gè)控制器，專門用于專業(yè)控制，主要利用計(jì)算機(jī)、通訊技術(shù)、自動(dòng)化等技術(shù)發(fā)展起來(lái)的通訊控制器。PLC技術(shù)與電氣控制技術(shù)融合可以生成強(qiáng)大的抗干擾能力和自我診斷能力，完善電氣的控制系統(tǒng)的同時(shí)有效排除系統(tǒng)中故障。
目前，PLC技術(shù)在電氣控制行業(yè)的應(yīng)用十分廣泛，很多企業(yè)開(kāi)始逐漸重視這些外來(lái)技術(shù)的引進(jìn)，作為現(xiàn)代電控行業(yè)中的重要角色，PLC技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)在很大程度上推動(dòng)電氣控制行業(yè)的發(fā)展。同時(shí)，想要PLC技術(shù)與電氣控制合理融合就必須要對(duì)PLC技術(shù)有一定的掌握和了解，這是PLC技術(shù)能夠更好的運(yùn)用于實(shí)際的前提條件和重要基礎(chǔ)。此外，PLC技術(shù)在工業(yè)體系中也有著廣泛應(yīng)用，如石油、建材、鋼鐵、化工、電力、機(jī)械制造、汽車、交通運(yùn)輸?shù)取?/p>
結(jié)合PLC的工作流程，根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，將PLC技術(shù)與電氣控制融合后的工作流程劃分為三個(gè)階段。主要有收集和輸入原始數(shù)據(jù)、用戶程序執(zhí)行、刷新輸出。
(1)采取收集數(shù)據(jù)是PLC工作進(jìn)程的第一步。通過(guò)掃描的方式依次讀取并存儲(chǔ)輸入狀態(tài)點(diǎn)和數(shù)據(jù)，同時(shí)存入I/O映像區(qū)中的相應(yīng)單元。完成后，進(jìn)入用戶程序執(zhí)行和輸出的刷新階段。在這一階段，I/O映像區(qū)中相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不發(fā)生改變。
(2)在第一步完成的基礎(chǔ)上，對(duì)用戶程序按照由上到下的順序掃描。用戶程序是執(zhí)行階段，具體的實(shí)施中，先掃描用戶程序左邊的控制線路，同時(shí)依然遵守由上到下和由左到右的順序?qū)τ|點(diǎn)構(gòu)成的的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算。同樣，在I/O映像區(qū)內(nèi)單元中的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)發(fā)生變化，但其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映像單元區(qū)域或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)域的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都可能會(huì)發(fā)生變化。
(3)PLC工作流程的最后階段，即輸出刷新階段。在用戶程序掃描結(jié)束后，PLC就會(huì)進(jìn)入輸出刷新階段。此階段中，CPU按照I/O映像區(qū)相應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有輸出鎖存電路之后再由輸出電路完成相應(yīng)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)設(shè)置是PLC的最后輸出過(guò)程。
PLC的工作流程與大部分其他的機(jī)械設(shè)備相似，是一個(gè)周期循環(huán)的過(guò)程。這三個(gè)工作階段是循環(huán)運(yùn)行的，每進(jìn)行三個(gè)階段為一個(gè)周期。PLC技術(shù)與電氣控制技術(shù)的融合在提高工作效率的同時(shí)又節(jié)省了故障和開(kāi)發(fā)研究的開(kāi)銷。
2 PLC技術(shù)在電氣控制應(yīng)用中常見(jiàn)的問(wèn)題
系統(tǒng)控制出現(xiàn)故障?？赡苡捎诰€路老化、周圍環(huán)境破壞等原因造成控制出現(xiàn)故障，進(jìn)而無(wú)法將信號(hào)傳遞給系統(tǒng)內(nèi)部，也就無(wú)法完成對(duì)數(shù)據(jù)的接收、加載和轉(zhuǎn)換，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)發(fā)出的其他執(zhí)行命令也沒(méi)辦法接收。
數(shù)據(jù)收集和傳輸故障也可能是由于開(kāi)關(guān)一類的設(shè)備操作不到位造成的，例如打開(kāi)、閉合不徹底，致使無(wú)法接收或接收錯(cuò)誤信息，造成控制運(yùn)作出現(xiàn)錯(cuò)誤，系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行，即造成了PLC無(wú)法接收信號(hào)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障。
設(shè)備開(kāi)關(guān)和現(xiàn)場(chǎng)變送器的自身故障也是使PLC技術(shù)無(wú)法正常工作的原因，引發(fā)故障的原因可能是接線接觸不良，出現(xiàn)破損等，同樣也會(huì)造成以上PLC控制分析系統(tǒng)無(wú)法接收數(shù)據(jù)和進(jìn)一步的處理。此外，人為操作出錯(cuò)也是造成系統(tǒng)故障的原因之一。
3 PLC技術(shù)問(wèn)題相應(yīng)的解決方法
對(duì)輸入PLC控制系統(tǒng)信號(hào)的可靠性加強(qiáng)注意。保證所有的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和相關(guān)部件的性能完好，杜絕由于設(shè)備自身零部件問(wèn)題造成信號(hào)無(wú)法正常傳送和接收的現(xiàn)象發(fā)生。此外，更新改進(jìn)主界面功能模塊設(shè)置也有利于減少控制的出錯(cuò)。
完善系統(tǒng)設(shè)置，使其更加具有可靠性、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)一體化。在PLC電氣控制系統(tǒng)遭受破壞或出錯(cuò)時(shí)，起到預(yù)警系統(tǒng)的報(bào)警作用，這項(xiàng)功能在PLC系統(tǒng)控制里十分重要，能夠有效的對(duì)工作情況進(jìn)行監(jiān)控，減少了由于指令出錯(cuò)帶給系統(tǒng)的損失。確保PLC周圍的運(yùn)行環(huán)境，及時(shí)排除干擾因素，實(shí)施24小時(shí)監(jiān)控。
加強(qiáng)人員的技術(shù)培訓(xùn)，提高業(yè)務(wù)能力和自身素質(zhì)修養(yǎng)，鼓勵(lì)員工學(xué)習(xí)新技術(shù)、新的方法和技巧來(lái)提高工作質(zhì)量。
4 總結(jié)
面對(duì)如今高科技迅猛發(fā)展的形勢(shì)，在任何領(lǐng)域如果想要健康長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，就必須不斷的學(xué)習(xí)掌握新的技術(shù)，只有對(duì)新技術(shù)和設(shè)備做好充分的了解和學(xué)習(xí)并合理應(yīng)用，才會(huì)真正的有所收獲。PLC在電氣控制方面發(fā)揮著巨大的推動(dòng)作用，二者的融合將會(huì)在很大程度上促進(jìn)電氣控制行業(yè)的進(jìn)步發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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作者簡(jiǎn)介
張車(1981-)，男，江蘇省張家港市人。本科學(xué)歷。中級(jí)工程師。研究方向?yàn)殡姎庾詣?dòng)化控制。
作者單位
張家港沙鋼集團(tuán) 江蘇省張家港市 215600
電氣控制與plc技術(shù)論文篇二
電氣控制與PLC技術(shù)的應(yīng)用
摘 要：針對(duì)傳統(tǒng)數(shù)控車床在自動(dòng)化控制功能方面的薄弱，以CK6140普通數(shù)控車床為對(duì)象，詳細(xì)探討了數(shù)控車床的電氣控制，基于PLC實(shí)現(xiàn)了數(shù)控車床的自動(dòng)化改造功能，給出了詳細(xì)的電氣化、自動(dòng)化改造的方案和控制結(jié)構(gòu)，對(duì)于進(jìn)一步提高PLC自動(dòng)化控制技術(shù)在電氣控制領(lǐng)域中的應(yīng)用具有較好的借鑒意義。
關(guān)鍵詞：電氣控制;PLC技術(shù);自動(dòng)化;無(wú)人值守
1 引言
隨著可編程邏輯控制器(PLC)技術(shù)的逐漸發(fā)展，很多工業(yè)生產(chǎn)要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的功能，都采用PLC來(lái)構(gòu)建自動(dòng)化控制系統(tǒng)，尤其是對(duì)于一些電氣控制較為復(fù)雜的電氣設(shè)備和大型機(jī)電裝備，PLC在電氣化和自動(dòng)化控制方面具有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，如順序控制，可靠性高，穩(wěn)定性好，易于構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化和遠(yuǎn)程化控制，以及實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守等眾多優(yōu)點(diǎn)?；诖?，PLC技術(shù)逐漸成為工業(yè)電氣自動(dòng)化控制的主要應(yīng)用技術(shù)。
本論文主要結(jié)合數(shù)控機(jī)床的電氣化功能的改造，詳細(xì)探討數(shù)控機(jī)床電氣化改造過(guò)程中基于PLC技術(shù)的應(yīng)用，以及PLC技術(shù)在實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化控制功能上的應(yīng)用，以此和廣大同行分享。
2 數(shù)控機(jī)床的電氣化改造概述
2.1 數(shù)控機(jī)床的主要功能
數(shù)控機(jī)床是實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工、制造和生產(chǎn)中應(yīng)用的最為廣泛的一類機(jī)電設(shè)備。數(shù)控機(jī)床依托數(shù)控化程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)零部件的自動(dòng)切削和加工。但是目前我國(guó)仍然有超過(guò)近1000萬(wàn)臺(tái)的數(shù)控機(jī)床，主要依靠手動(dòng)控制完成切削加工，無(wú)法實(shí)現(xiàn)基本的電氣化和自動(dòng)化控制。為此，本論文的主要的目的是基于PLC控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的電氣化改造，主要實(shí)現(xiàn)以下功能：
(1) 數(shù)控機(jī)床的所有電機(jī)、接觸器等實(shí)現(xiàn)基于PLC的自動(dòng)化控制;
(2)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由PLC控制自動(dòng)完成，無(wú)需人工手動(dòng)干預(yù);
(3) 自動(dòng)檢測(cè)零部件切削過(guò)程中的相關(guān)參數(shù)，如加工參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)等等;
(4) 結(jié)合上位機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程控制，以達(dá)到無(wú)人值守的目的。
2.2 電氣化改造的總體方案
結(jié)合上文對(duì)于數(shù)控車床的電氣化、自動(dòng)化改造的功能要求，確定了采用上位機(jī)與下位機(jī)結(jié)合的自動(dòng)化改造方案。該方案總體結(jié)構(gòu)分析如下：
(1) 上位機(jī)借助于工控機(jī)，利用工控機(jī)強(qiáng)大的圖像處理能力，重點(diǎn)完成數(shù)控車床的生產(chǎn)組態(tài)畫面顯示，以及必要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的傳輸、保存、輸出，同時(shí)還要能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)控制指令的下達(dá)，確保數(shù)控車床能夠自動(dòng)完成所有切削加工生產(chǎn)任務(wù)。
( 2)下位機(jī)采用基于PLC技術(shù)的電氣控制模式，由傳感器、數(shù)據(jù)采集板卡負(fù)責(zé)采集數(shù)控車床的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)等所有參數(shù)，由PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算，并傳輸給上位機(jī)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的圖形化顯示和保存;另一方面，PLC控制系統(tǒng)還接收來(lái)自于上位機(jī)的控制指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車床的遠(yuǎn)程控制。
(3) 對(duì)于數(shù)控車床最為關(guān)鍵的控制――進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制，利用PLC+運(yùn)動(dòng)控制板卡的模式實(shí)現(xiàn)電氣化和自動(dòng)化的控制。具體實(shí)現(xiàn)方式為：選用合適的運(yùn)動(dòng)控制板卡，配合PLC的順序控制，對(duì)進(jìn)給軸電機(jī)實(shí)現(xiàn)伺服運(yùn)動(dòng)控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)化控制。
3 數(shù)控車床電氣化自動(dòng)控制改造的實(shí)現(xiàn)
3.1 系統(tǒng)改造結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
數(shù)控車床的電氣化自動(dòng)控制改造，其整體結(jié)構(gòu)如下圖1所示，其整體結(jié)構(gòu)主要由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：
3.1.1 底層設(shè)備
底層設(shè)備主要包括兩個(gè)方面，首先是實(shí)現(xiàn)數(shù)控車床自動(dòng)切削加工運(yùn)轉(zhuǎn)等基本功能的必要電氣、機(jī)電設(shè)備，如電源模塊、電機(jī)模塊等，這些機(jī)電設(shè)備能夠保證數(shù)控車床的基本功能的穩(wěn)定可靠的實(shí)現(xiàn);其次，底層設(shè)備還包括各類傳感器，比如監(jiān)測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速、溫度的速度傳感器和溫度傳感器，監(jiān)測(cè)進(jìn)給軸運(yùn)動(dòng)進(jìn)給量的光柵尺等，這些傳感類和數(shù)據(jù)采集類設(shè)備為實(shí)現(xiàn)數(shù)控車床自動(dòng)化控制提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源。
3.1.2 本地PLC站
本地PLC站主要負(fù)責(zé)接收底層傳感設(shè)備傳送過(guò)來(lái)的傳感參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)及其他檢測(cè)參數(shù)，通過(guò)內(nèi)部程序的運(yùn)算，判斷整個(gè)數(shù)控車床的工作狀態(tài)，并將其中的重點(diǎn)參數(shù)上傳到遠(yuǎn)程控制終端進(jìn)行數(shù)據(jù)的圖形化顯示、存儲(chǔ)、輸出打印等操作;另一方面，本地PLC站同時(shí)還接收來(lái)自于遠(yuǎn)程控制終端所下達(dá)的控制指令，比如停機(jī)、啟動(dòng)等控制指令，PLC站通過(guò)對(duì)相應(yīng)執(zhí)行器(比如電機(jī))的控制，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的功能。
3.1.3 遠(yuǎn)程控制終端
遠(yuǎn)程控制終端主要是依賴于工控機(jī)實(shí)現(xiàn)的上位機(jī)數(shù)據(jù)管理和狀態(tài)監(jiān)控，需要專門開(kāi)發(fā)一套面向數(shù)控車床加工、生產(chǎn)和自動(dòng)控制的軟件程序，以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控車床的遠(yuǎn)程化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化控制，真正實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的功能。
3.2 PLC電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
本研究論文以CK6140普通數(shù)量機(jī)床為具體研究對(duì)象，詳細(xì)探討其電氣化、自動(dòng)化控制的改造。通過(guò)上文對(duì)機(jī)床改造方案和結(jié)構(gòu)功能的分析，可以確定整個(gè)機(jī)床電氣化、自動(dòng)化改造，一共需要實(shí)現(xiàn)14個(gè)系統(tǒng)輸入，9個(gè)系統(tǒng)輸出。結(jié)合控制要求，這里選用日本三菱公司的FX2N-48MR型PLC，輸入回路采用24V直流電源供電方式。根據(jù)對(duì)數(shù)控機(jī)床的各模塊控制功能的分析，選用合適的接觸器、繼電器、開(kāi)關(guān)、輔助觸點(diǎn)等電氣控制元件，與PLC共同實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的控制，比如PLC通過(guò)接觸器控制電機(jī)模塊，PLC通過(guò)繼電器控制電磁閥等部件，從而完成基于PLC控制的數(shù)控車床電氣化改造。
4 結(jié)語(yǔ)
隨著電氣設(shè)備的越來(lái)越復(fù)雜，工業(yè)生產(chǎn)對(duì)于電氣控制的要求也越來(lái)越高，基于PLC的自動(dòng)化控制技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，逐漸成為了當(dāng)前工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)控制中的主流技術(shù)之一。采用PLC技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)在于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制同時(shí)具有較高的可靠性和抗干擾能力，極大的避免了由于采用單片機(jī)技術(shù)而造成的系統(tǒng)不穩(wěn)定現(xiàn)象。本論文結(jié)合電氣控制詳細(xì)探討了PLC自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，給出了具體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例，對(duì)于進(jìn)一步提高PLC自動(dòng)化技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用具有很好的指導(dǎo)和借鑒意義。
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