PLC在煤矿机械电机控制中的应用

[摘 要]伴随着工业的发展PLC在电机控制中的应用也越来越广泛,利用PLC实现电机控制,通过开入、开出、模入、模出步骤,能够快捷迅速采集数据,并控制输出,从而实现控制,这是对以往控制设备的一种革新,本文对PLC在电机中的应用作了一个详细的介绍.

[关 键 词]PLC；电机控制；具体应用

PLC技术包括编程的特征、构造、原理、指令系统、及应用等等,掌握了解PLC技术是信息发展背景下对人才的要求,我们从PLC的概念入手,通过了解PLC在电机控制中的原理,以及其在三步异相电机、振打电机中的应用,可以斩获相关知识.

一PLC的概念与发展

ProgrammableLogicController英文缩写PLC,意即可编程控制器,是一种自动控制设备,自动控制主要由微电脑技术实施,运用编程,通过对数字、逻辑、时间进行运算,从而显示命令,以调节机器运转.

伴随着我国科技技术的发展,PLC技术也在不断更新提高,精度增强,集成度增高,网络功能与传统的更不可一日而语.传统的继电器操控系统并不是在电子程序已编好且存储好的状态下完成操控,当进行多台电动机的顺序控制时,由于电子元件的增加,很容易出现问题,这些故障想要维修也是非常困难的,控制方式的复杂,很多时候都增加了操控难度,使工作效率低下.PLC的出现改善了这一状况,它的操控部分由大量集成电路所组成的微型处理装置和存储装置构成,利用顺序控制,可以使复杂程序简单化,既减少了操作中故障的出现,也使工作效率有了提高.

PLC主要应用于工业操控中,是工业自动化的一大创举,它是在计算机技术高速发展的背景下产生的,可以说是一种特殊的专用计算机,针对工业操作需求,其技术也在不断提升,已然打破了原先逻辑控制的规划,在具备了强沟通、大内存、快处理能力后,变单一的逻辑调控为多项调控,满足了日益复杂细致的工程操作需求,伴随着自身操控能力的增强,其在市场上的竞争力也不断增强,在当前工业操控中位属第二,打败了以前PID,DCS和SCAD-SA,所占市场份额仍在不断扩大中.

二基于PLC的步进电机控制技术

步进电机具备低转子惯量、高精度定位、累积误差等优势,这些优势使之成为运动控制技术中不可忽略的一支,实现自动化控制、机电一体化,步进电机发挥着重要的作用,在信息高速发展与计算机技术不断成熟的背景下,应市场需求,步进电机得到了长足的发展,并广泛应用于各个行业中.PLC作为一种可编程控制器,由于灵活,配置高,程序简单,性价比高等特性,得到了商家的广泛青睐,PLC适用于步进电机,可以完善其控制能力,采取高速脉冲输出方式或者是运动控制方式,即可实施控制.

(一)工作原理

步进电机工作原理是在接收电脉冲信号后,将其变成角位移抑或直线位移,因为步进电机位移与脉冲数关联,且形成正比,所以,它转的速度越快,脉冲频率也会越高,不管电流大小,也不断所负重量有多大,或者环境有多么不同,脉冲信号的出现会使电机发生旋转,旋转的角度我们称作“步角距”,脉冲与旋转的关系可以用三点总结：多少个脉冲就会造成多少次旋转,根据脉冲的数量可以知道总共旋转的角度大小；脉冲在单位时间内发生的次数越多,旋转速度也会越高；脉冲引导的方向即为将要旋转的方向.

(二)控制原理

步进电机控制方式比较多样,它可以依靠单片机、工控机、PLC来控制.由于PLC性能比较好,对于环境无限制,所以步进电机现在多采用PLC控制,其部件包括控制面板、PLC等构成,人们通过操作来控制面板,然后将命令发给PLC,随着科技进步,除了以往的通过按钮来进行操作使面板得到控制,还可以是触屏方式,命令在经由PLC后,PLC就会产生脉冲,从而控制步进电机,步进电机开始运行.有的步进电机需要手动盘车,即手动操作,按下按钮后,才能够实现电机脱机,手动脱机后,若想转为自动,就得调整脱机信号了.

三PLC在电机控制中的具体应用

电机正转与反转按钮互锁,按下按钮,正转功能打开,相对应的反转则不能施行,同样的,电机反转时,正转也不能发挥作用.

在图三中,按下SB2,X0打开,常开触点于是连通,线圈YO通电,并一直保持通电状态,从而使线圈KM1有电流通过,异步电动机开始正转,按SB1,X2打开,常触点不能连通,线圈Y0断电,电机停止工作.从图三中我们还可以看到,由于Y0、Y1的常触点和对方连接,所以不可能同时打开,线圈KM1、KM2也就不能在同一时间通电,此即为“互锁”.另外,图三中设置有“按钮连锁”,以尽量避免Y0、Y1同时打开,串联按钮X1和线圈Y0,或者串联X0和线圈Y1,即为“按钮连锁”.

尽管图三中,“互锁”和“按钮连锁”能使Y0、Y1对应的常开触点不能在同一时间连通,但由于在切换进程中,电感可能延时反应,就会出现一个接触器闭合早于另一个接触器断开,从而出现短路现象.如果延长正反切换时时间,这一问题就可以得到部分改善,却不是最有效的解决方式,延时一方面会使编程更加复杂,另一方面,倘或遇到电流量大或者差质量接触器,就会造成三相电源短路,危害更大.

在图一中,FR的设置,主要作用是保护电动机,当电动机长时间过多过载时,FR就会断开,从而使电机停止运转,以此来保护电机.部分热继电器需要自己动手按下按钮才会恢复原来的状态,即把自动断开的手动闭合,或者把自动闭合的手动打开,我们可以把手动复位热继电器的常闭触点接在PLC的输回电路中,这样就少了一个PCL输入点.还有一种自动复位热继电器,当它自行断开后,元件冷却,又会闭合,元件冷却快,但电动机却是长时过载,过快恢复,会导致事故,对电机的保护作用不够强,所以必须将它的触点接在PLC输入端,以图三的方式,实施保护.（二）PLC在振打电机控制中的应用

振打电机一般可用于清除粉尘,在可持续发展的要求下,城市粉尘是一个不得不关注的问题,除尘主要依赖于电除尘技术,借助高压使粉尘带电,带电

后的粉尘会自动的吸附在电极上,振大电机这时候就可以补集粉尘,想要获得比较好的振打效果,抛弃传统的继电器、定时器控制,PLC是一个很好的选择,它的可靠性比较高,不易出故障,程序简化,能够更好的满足实际要求.想要优化振打电机,完善其功能,必须保证三个“不在同一时间”：当处于一个电场里时,阴、阳极振打不发生在同一时间；当面临许多电场时,前后相同电极性质的振打不发生在同一时间,如果要设置有振打槽板电机来除尘,则必须保证阳极的与槽板振打不发生在同一时间.不同的振打电机对于PLC型号的要求有不同,现在很多企业开发出了不同配置的PLC,卖家可以根据具体要求选择.

(三)PLC在多速电动机变速控制中的应用

在工业生产中,多速电机应用广泛,为了使变速快捷方便以提高生产效率,寻求简化操作步骤是一直以来探索的问题,若能通过一次按下按钮,实现高速运行与低速运行之间的转换,同时减少高速运行时电流过大带来的危害,达成高速起动后必再经历低速起动才能恢复高速起动目标,可以充分借助PLC这一可编程控制器.如下图.

首先我们对电路图作一个分析,SA1不管是处于什么样的状态,都可以使电动机从低速运行转变为高速运行成为可能,如果SA1处于低速档,则按下SB2,KM4吸合,0.5秒过去,KM2再吸合,电动机就可以像Y形显示的方法去旋转,等到其状态比较稳固的时候,KM4、KM2就会断开,与之相对,KM3、KM2会按顺序吸合,Y即可完成,电动机启动.在电动机运行的时候,想要把低速调为高速,转动SA1即可.为了确保电机出故障,在遇到突发事件时,按下SB1或者SB2,切断电流,电动机停止运转.这样的安排有以下好处：

第一,当要变换高速运行为低速运行时,电路中会产生极大电流,据显示,可能高于额定电流量十倍以上,考虑到这一点,在程序中必须设置时间继电器,T19就起到这个作用,它可以让KM1、KM2、KM3、KM4都无电流通过,使速度降低,然后使KM2、KM3吸合,这样就缓解了高压所带来的隐患,电机从而能

够实现保护.第二,观察PCL图,装置中有不少时间

继电器,这个可以保证接触器能够按顺序上电,以往的继电器,由于时间限制,常常会出现触点竞争状况,这种设计有助于改观这一现象.

(四)PLC在同步电机励磁装置中的应用

励磁控制系统一直以来存在着缺陷,作为同步电机的重要组成部分,它的问题给同步电机带来了损害,自PLC得到发展并应用于励磁系统中后,这种状况得到转变,它帮助克服了同步机传统所配置的可控硅励磁装置,使系统简化,控制面扩大,性价比增强,可无后顾之忧的应用于恶劣的工业环境中.励磁装置在同步电机中发挥的作用包括三个方面,首先异步启动同步电动机,并牵人同步进入,其次调控电流,最后,能够对同步电动机起到一个保护的作用.

总之,PLC在电机控制中重要的组成部分,以后也将会更多的显示其优越性,其技术的变革,给我国工业生产提供了便利,无论是基于PLC的三相异步电机,还是振打电机,多速电动机、励磁装置电动机,都是工业中必不可少的器械,PLC具备的强精度,高集成等优势,给工业发展带来了更高的收益.

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