PLC在继电器自动化控制中的应用,电气工程论文.docx

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1、PLC在继电器自动化控制中的应用,电气工程论文内容摘要：PLC技术有着灵敏性的特点，各领域均有着广泛的应用，借助PLC技术，能够实现系统的顺序、系统开关量以及闭环系统等方面的自动化控制，提升系统的运作效率。笔者通过测试比照的方式，分别比照PLC控制和DCS控制形式下，继电器自动化控制的实际情况。仿真结果表示清楚，PLC有着很好的兼容性，能够兼容不同的系统，响应速度快，调节速度快，稳态误差接近0，精度超高。本文关键词语：PLC;继电器;自动化控制;电气设备对于电力系统的稳定运行起到关键性的作用，作为电力系统的运输载体，提升电气设备的运行效率和稳定性，才能实现电力的持续供应。常见的电力设备包括变压

2、器、继电器、发电机、电力线路等，这些设备的运行情况能否良好，决定着电力系统能否高效稳定1。我们国家在20世纪80年代逐步引入DCS，实现对继电器的自动化控制。20世纪90年代，随着电力行业的快速发展，DCS开场广泛应用到输配电力设备控制领域。随着科技的进步，PLC技术被逐步应用在电气设备领域，并开场动摇DCS的地位。PLC是一种能够编辑的控制器，有着微小、灵敏的特点，是系统的大脑和核心2。PLC技术实现了计算机技术、控制技术以及互联网技术的融合，实现了电气设备的智能化控制。通过比照PLC和DCS发现，PLC技术的兼容性更好，能够保证继电器控制的稳定性，逐步成为电气设备的主流控制技术。1 PLC

3、技术概述PLC又称可编程逻辑控制器，属于一种具备编程功能的存储器，能够在其内部进行程序的存储，根据一定的逻辑运算，实现各种指令。例如，通过数字输入/输出的方式，进行设备的控制。PLC类似于一个小型的计算机，有着类似的硬件构造，由CPU、显示面板、I/O板、内存和电源等构件组成。PLC的优势特别明显。首先，方便快速。通过简单的编程，即可实现对设备的控制。PLC有着简明的编程语言，可在线进行程序的编辑和修改，不用更换硬件。其次，功能全面，性价比高。PLC麻雀虽小，但功能非常全面，内部有很多的编程元件，能够实现复杂化的指令控制，借助互联网，还能够实现集中管理、分散控制。最后，安装调试简单且有着不错的

4、兼容性。PLC的程序控制功能能够代替很多的部件，例如计数器、时间继电器等，大幅度减少安装的工作量3。PLC的兼容性能够更好地应用到很多控制领域。2 PLC技术在继电器自动化控制中的应用2.1 系统顺序控制P L C技术通过连接继电器控制元素实现对继电器的自动化控制，PLC构成图如此图1所示。借助PLC，将继电器控制端连接，通过对PLC的编程，输入控制指令，进而实现对继电器的自动化控制。图1 PLC构成图2.2 开关量控制为了提升继电器的控制效率，降低控制失败的概率，需要优化继电器的控制操作，提升自动化控制的质量，能够通过PLC技术实现对开关量的控制，例如，PLC开关值控制技术。借助PLC开关值

5、控制技术，能够实现集中控制，提升控制系统的效率。2.3 闭环系统控制以往关于自动控制，主要采取泵马达的控制方式。实际操作经过中，需要借助泵的操作，进行控制状态和形式的选择4。PLC技术能够在闭环系统中进行控制，一方面保证系统控制的安全性，另一方面也提升了系统控制的可靠性。3 继电器应用PLC技术分析为了更好地验证PLC技术在继电器控制中的应用效果，将LRD热继电器作为研究的对象，分析PLC的系统控制，并通过比照的方式，比照DCSLRD热继电器自动化控制效果。测试经过采取MATLAB/SIMULINK的仿真分析方式。3.1 LRD热继电器实验经过中，选择一款市场在售的LRD热继电器，如选择继电器

6、额定电压为690 V，额定绝缘电压为1 000 V，脱扣等级10A，用螺钉夹连接端子，设置开场、停止、复位按钮， TH 防护处理，保证其能够应用到湿热环境，正常工作环境温度为-2055，补偿环境温度为-2070。3.2 PLC选型由于PLC存在很多的类型，选择适宜的类型非常重要，考虑到兼容性的要求，适宜的PLC才能具备良好的兼容性，才能保证继电器设备的控制效率和质量5。关于PLC选型工作，需要关注的内容包括：根据继电器设备控制的要求，进行PLC型号和厂家的选择；PLC的I/O点数量需要等于或者大于控制设备所需的数量；结合用户程序、系统程序、逻辑变量等信息大小，保证PLC存储器大于这些信息大小；

7、结合设备连接的要求，选择适宜的输入输出模块；根据设备的不同类型，考虑控制系统的兼容性；根据资金预算情况，从经济角度出发，选择适宜的PLC。根据上面提到的继电器型号，选择MX-100PLC，尺寸为128mm 107 mm 40 mm，额定电压DC18 V36 V，功耗5 V/0.55 A，绝缘阻抗5 M 以上DC500 V，所有外部端子与地之间抗干扰性，峰值为2 000 Vp-p，频率为5 kHz，数字量输入点数为12，数字量输出点数为12，模拟量输入点数为4，模拟量输出点数为2。3.3 仿真控制模型基于PLC技术，针对继电器自动化控制，采取模糊PID控制的方式，仿真控制模型如此图2所示。图2

8、仿真控制模型3.4 PLC兼容性分析传统电气自动化控制，主要采取DCS的控制方式，但是这种控制方式由于兼容性问题，无法实现不同系统的兼容，因而，增加了电气设备的控制难度6。使用PLC对继电器进行自动化控制，由于PLC的兼容性好，能够获得更好的控制效果。针对PLC系统做兼容性测试，通过兼容性测试，发现其在具备常规装机必备软件Windows 2000、Windows XP、WIN7、WIN10、服务端、数据库服务器时都能正常运行，而且阅读器INetscape、Firefox、Maxthon也能正常运行。由此能够得出，即使是在不同系统之中，PLC也有着不错的兼容性，没有出现传统DCS控制无法兼容的状

9、况，能够表示清楚PLC系统应用的可能性。3.5 可靠性测试不管是什么系统，PLC均有着不错的系统兼容性，但是应用PLC能否能够保证自动化控制的效率和质量，能否实现高效控制，需要对其采取可靠性测试。将其与DCS比照，经过5次测试，取平均值，华而不实PLC的响应时间、调节时间以及稳定性误差分别为0.322 s、0.132 s、0.000 5。而DCS也经过5次测试，取平均值，其响应时间、调节时间以及稳定性误差分别为0.494 s、0.222 s、0.001 4，由此能够看出PLC可靠性要更好。1响应速度测试。通过比照测试的方式，分别测试DCS控制和PLC控制下继电器的响应速度，同样的电流环境下，选

10、择690 V直流电压分别进行25组测试，比照不同控制形式下继电器的响应时间，以此确定不同控制形式下的控制响应速度7。通过响应速度测试比照得出，DCS控制形式下和PLC控制形式下，继电器有着不同的控制响应时间。比照两种数据，不难看出，DCS控制形式下，继电器响应时间保持在0.46 s0.52 s;PLC控制形式下，响应时间保持在0.31 s0.36 s。从响应时间来看，PLC控制形式愈加具有优势，响应速度更快。2调节速度测试。比照控制响应速度之后，比照两种形式下的调节速度8。一样的初始值之下，每0.2 s作为一个采样周期，通过不同的控制方式，对继电器进行调节，进而获得调节速度数据。通过调节速度测

11、试比照能够得出不同形式下的不同调节速度。采取PLC控制形式，调节时间最高不超过0.15 s，采取DCS控制形式，调节时间最低值为0.21 s，能够看出两者的差距。比照调节时间数据，能够得到，PLC控制形式调节速度更快，能够在短时间内完成故障处理。3稳态误差测试。稳态误差无需考虑时间对数据误差的影响，保证兼顾设备各项性能指标的前提之下，尽可能地缩小某个限制值9。例如，选择一样的初始值，分别采取DCS控制和PLC控制，分析两者的稳态误差，经过测试，比照两者的误差数据，能够发现PLC控制形式下，稳态误差愈加接近0,DCS控制形式下则有更高层次的误差。讲明PLC控制形式的误差更小。综上所述，在PLC控

12、制继电器形式下，无论是响应速度还是调节速度，均有着明显的优势，且该形式下，稳态误差比拟小，低于0.001，讲明该形式的稳定性和可靠性较高。4精度测试。完成对可靠性的分析之后，需要进一步比照分析两种形式下的控制精度，需要通过测试的方式，证明PLC控制形式相较于DCS控制形式，有着更高层次的控制精度10。通过测试的方式，首先，对继电器进行信号的划分，能够将其分为1 000个数据段，明确非零点特征值、相应特征量等数据指标，假如电气设备出现故障，使用两种控制形式，对故障进行诊断。通过比照，能够看出PLC控制形式有着更高层次的精度。4 结束语综上所述，传统的电气自动化控制形式为DCS控制，存在着兼容性差

13、的问题。随着科技的发展进步，PLC技术通过模糊PID算法的方式，能实现对继电器设备的自动化控制，有着不错的控制效果。笔者通过测试比照的方式，分别比照PLC控制形式和D C S控制形式下，继电器自动化控制的实际情况。PLC有着很好的兼容性，能够兼容不同的系统，响应速度快、调节速度快、稳态误差接近0且精度超高。文中的数据比照和测试，建立在理想形式之上，碰到复杂的实际情况，可能存在一些差异。因而，需要对测试形式加以优化，保证测试效果的真实性。以下为参考文献1贾耀曾, 胡烨. PLC定时器和辅助继电器在自动化生产线控制中的应用J.漯河职业技术学院学报, 2021,17(5):59-61+65.2李世发

14、.PLC在工业自动化控制领域中的应用J信息通信，2018(4):176-177.3刘剑威.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用J科技资讯, 2020(22):142.4杜斌,马晓辉,杨威,等.论PLC技术在电气设备自动化控制中的应用J.电子世界, 2021(9):143-144.5陈良,聂晓静.论PLC技术在电气设备自动化控制中的应朋J中国科技期刊数据库(纹版)工程技术, 2021(12):274.6言伯燕.PLC在电气自动化控制中的应用研究J.科技与创新, 2021(20):140-141.7冯海军.PLC在水泵自动化监控系统中的应用J.工程建设与设计，2021(12):101-102+136.8张登高.PLC在数控机床中的应用自动化控制J电子技术与软件工程, 2021(12):146.9肖冲.PLC技术在电气工程及其期动化控制中的应用J.百科论坛电子杂志, 2020(14):1720.10陶奕昊.PLC在电气自动化控制中的应用分析J.南方农机, 2021,52(7):195-196.