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摘要:随着我国社会经济的不断发展,电气工程自动化控制领域也得到了很大进步,由此,PLC技术的定义和特点以及应用领域进行了简单介绍,并详细论述了PLC技术在立体自动化仓库堆垛机中的应用,希望由此能够为相关业内人士带来一定启发。
关键词:PLC技术;电气工程;自动化控制
1PLC技术
1.1定义与特点
PLC技术也就是可编程逻辑控制器,使用中通过完成数据的编程和模拟,从而能够显著的提升数据环境的整体安全性和稳定性。通过运行PLC系统能够快速在内部完成顺序控制和逻辑运算等的相关操作,也可以通过对常见的数字量和模拟量进行outlet和inlet的操作之后,有效的完成器械和电机的控制。通常情况下,电气自动化主要是使用传统控制器系统,这种控制系统本身的可靠性相对较低、接线较为复杂,在使用的过程当中会消耗较多的能源。另外,由于该控制系统本身缺乏较高的灵活性,因此,工作人员不能够根据实际情况对操作系统进行多样的调整。
PLC技术是在传统的接触器控制技术和计算机技术的基础上发展起来的全新技术。增加PLC技术之后,能够很好地解决传统继电器在使用的过程当中很容易出现的返回系数的问题。除此之外,PLC控制系统本身还具有相对较高的稳定性和相对较强的抗干扰能力,与传统控制系统不同,PLC系统具有较强的便捷性和高效性。
1.2控制技术
PLC系统主要是由电源、输入输出接口、存储介质、中央处理器等重要构部件构成的。在实际的使用过程当中,用户可以根据具体需求和操作要求,有效的增加能够完成辅助控制的外部设备。(1)PLC控制系统当中的电源作为其中重要的部分,主要是全面的控制系统的关闭或者接通;(2)在PLC控制系统的使用过程当中,完成指令的传递和接收主要是通过输入输出接口;(3)PLC控制系统当中的重要数据和相关的信息都是存储在存储介质当中;(4)PLC控制系统当中的中央处理器具有较高的数据分析能力,能够快速的处理并且接受用户输送的数据或者指令。
在PLC控制系统运行的过程当中,相关的工作人员首先按照相关的要求接入电源,然后中央处理器接受到指令就会自行进行诊断,并在得出诊断结果之后按照相关的标准进行网络信息处理。PLC控制系统完成上诉的准备操作之后,就会进一步的对用户程序进行全面的扫描,然后通过输入输出口来完成数据的传输和控制。当运行过程当中出现异常的现象,工作人员就可以根据实际的需求再重复进行诊断的步骤。
1.3控制系统
为了确保PLC控制系统最大的发挥作用,相关的工作人员在进行设计过程当中,必须严格遵循PLC控制系统的设计原则。首先,工作人员在充分地满足控制对象的各方面需求的同时,还必须要采取有效的措施,全面的提升PLC控制系统的整体可靠性和安全性;其次,工作人员需要充分的考虑各方面的问题,在确保PLC控制系统能够安全运行的同时,最大限度地降低各种成本,这样能够显著地提升企业的经济效益和社会效益。另外,相关的工作人员还必须要全面的加强对系统拓展的研发;最后,相关的工作人员在利用PLC控制系统进行产品的生产的过程当中,不仅要采取有效的方法保证产品的安全性,同时也要全面的提升产品的质量。
2PLC技术的应用实例
2.1堆垛机PLC控制系统功能
堆垛机在我国当下自动化立体仓库中有着极为广泛的应用,其能够实现高层、高速、高密度自动货物存取,而对于堆垛机的出入库任务完成来说,应用PLC技术的自动化控制系统的支持必不可缺,PLC技术在堆垛机运行中负责运动控制、位置检测和定位、速度控制、安全与保护,由此堆垛机才能够为自动化立体仓库提供高质量服务。
2.2堆垛机PLC控制系统硬件设计
2.2.1PLC选型
结合堆垛机工作实际,笔者选择了S7-300系列的PLC用于堆垛机控制,这一系列的PLC采用了节省空间的模块化结构设计,由于不需要考虑槽位规则,这就得其适用于各种机械控制任务,该PLC的CPU为315-2DP,这一型号的CPU在浮点数和二进制数处理中表现较为优秀,由此就能够较好为堆垛机提供服务。
2.2.2PLC输入/输出模块的选择
S7-300型号的PLC最多可以扩展四个机架,而每个机架可以最多连接8个模块,基于此在PLC输入/输出模块的选择中,笔者选择了SM321输入模块、SM323输入/输出模块、SM322输出模块、SM331输出模块,而结合PLC输入/输出模块具体选择所反映的耗电量,堆垛机PLC控制系统选择了PS3075A电源。
(1)SM321模块为16点数字量输入模块,其与模块SM323主要负责光电开关、限位开关、急停开关的信号采集,SM321模块在运用中能够将数字信号电平转换为PLC内部信号电平,而该模块设置的RC滤波电路则能够有效防止外部干扰脉冲带来的错误输入信号影响。
(2)SM323模块为16点数字量输入/输出模块,其除了与刚刚提到的SM321模块配合使用外,还能够输出各类故障报警信号和变频器控制信号,由于其自身电路由光耦合器与背板总线相连,这就使得SM323模块具备电子保护功能。
(3)SM322模块为8点数字量输出模块,其同样负责各类故障报警信号和变频器控制信号的输出,不过该模块还具备着转换PLC内部信号电平为外部信号电平的能力,SM322模块因此具备了隔离和功率放大作用。
(4)SM331模块为8通道模拟量输入模块,该模块主要负责模拟量信号向CPU内部处理数字信号的转换,其中模拟量转换的循环时间为对外部模拟量信号的采样间隔。
2.2.3变频器选择
变频器主要负责堆垛机的水平与垂直方向速度控制,而在变频调速技术的支持下,驱动简单、无需电动机启动与减速的附加装置得以淘汰,堆垛机由此就能够在PLC控制系统支持下实现在线无级调速。值得注意的是,笔者将变频器的直流侧电压上限设置为850V,超过这一上限变频器将通过关断输出强行停止堆垛机运行。
2.2.4异步电动机的选择
异步电动机的选择中,笔者选择了我国工业领域应用较为广泛的三相异步电动机,这一选择主要是由于三相异步电动机具备较为优秀能量变换特性,当然运行性能优秀、节省材料也是选择三项异步电动机的原因。
2.2.5测速机的选择
测速机主要负责堆垛机距离与运行速度的测量,其能够实现机械转速向电压信号转换,考虑到PLC控制系统提出的体积小、重量轻、结构简单、可靠性高、无线干扰小等要求,笔者就交流测速发电机和直流测速发电机进行了深入比较,最终选择了交流测速发电机中的空心杯转子异步测速发电机作为测速机,由此堆垛机PLC控制系统就将真正得以实现。
PLC、PLC输入/输出模块、变频器、异步电动机、测速机五方面属于PLC控制系统的主要硬件构成,虽然鉴于篇幅原因笔者未能对PLC控制系统的软件设计进行详细描述,但该系统整体设计思路已经在文中有着直观描述。
3结束语
在社会和科技不断发展的过程中,接触器控制技术和计算机技术的全面发展,为电气工程及其自动化控制的发展和普及提供了良好的保障。在充分地考虑社会发展的需求与企业生产的要求之后,相关的工作人员有效地在该技术当中融入了全新的PLC控制系统,这为PLC技术应用于电气工程及其自动化控制并促使其可持续发展奠定了良好的基础。
参考文献:
[1]吴成铭.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用[J].工程技术研究,2017(4):48+78.
[2]谭棠丽.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用[J].中国新技术新产品,2016,02:18.