PLC的应用与电气自动化工程

摘 要：紧跟科学技术突飞猛进的时代步伐,建筑工程也不得不引出高端技术的电气自动化工程,该技术就是PLC.面对建设工程重要的使用功能、自竣工后运行的安全可靠程度、投资效益的具体体现等,自动化工程有着举足轻重的地位.施工现场管理的好坏直接影响工程项目的质量、进度、安全乃至整个工程队的经济效益.

关 键 词：电气自动化工程；PLC；塔吊

引言：本文主要论述了PLC技术在电气自动化工程中的应用,简述采用PLC和变频器改进塔吊性能.根据PLC的诸多优点,分析其在电气自动化工程成本控制中发挥的重要作用.

一、PLC在电气自动化中的应用

1.PLC是一门中、高级的电气控制技术.PLC虽是微机技术与传统继电接触控制技术相结合的产物,但它克服了断电接触控制系统中机械触点的复杂接线、可靠性低、功耗高、通用性及灵活性差的缺点,充分利用微处理器的优点,来完成其在电器界的应用.

PLC更是一种利用软件驱动的控制设备.检测如把一台PLC比作一个公司,那么各种软元件就是公司的个体,各种指令则是给这些成员发出的各种工作命令,编程过程正是按从前到后的顺序罗列指令操作软元件的过程.只要这些软元件按完成指令要求操作,最后PLC就能输出符合要求的控制信号.

2.采用PLC和变频器改进塔吊（QTB63型）性能

安全、简化操作都是塔吊设计过程中最为重要的部分.PLC与变步器均是电气自动化领域最为注重的技术,用PLC控制变频器的方法,充分利用二者优势,更好的溶入到各项工程中去.

2.1变频调速系统的组成原理：变频技术大致分为交-交和交-直-交两种.交-交变频器是将变频直接变换成频率、电压均可控制的交流.而交-直-交变频器是先把交流电通过整流桥变成直流电,再由逆变器转换为频率、电压均可控制的交流电,作为交流电动机的驱动电源,从而使电动机获得无级变频调速.常见的变频器大多采用交-直-交变频技术.

变频器在QTB63型塔吊应用中与PLC的部分组成接线：PLC与变幅变频器的接线操作手柄接入到PLC的输入端口中,当操作手柄输入档位信号时,PLC指引相应的开关输出信号,同时将制动器复位,变频器再根据PLC的开头量输出自动调整频率去控制电机；当操作手柄复位后,变频器停止输出,并按照一定的曲线进行减速以减小对塔吊的冲击；当减速过程完成后再进行开关信号导通,PLC检测到该信号后输出相应结果,使制动器吸合、电机停止并锁死.

2.2PLC的程序：采用步进梯形（C）及部分梯形,两者可以相互转化.在处理顺序控制的场合,用步进梯形比梯形更有条理性,它是一种非常有效的PLC编程方法.

2.3最初的QTB63型塔吊是采用多速电机调速,它通过继电器组改变电机的极对数（p）来调整电机转速.而改进后的QTB63型塔吊则采用变频调速,它通过调整定子通电频率（f）来调整电机转速.改进后塔吊性能对比明显提高：

①采用继电器组控制多速电机时,使塔吊难以实现复杂的功能,从而不能有效的编程控制.而采用变频调速时,则能十分方便地进行连续调节,能保持压力、流量、温度等参数的稳定,从而大大提高控制品质；

②多速电机调速在档位转换时是硬性转化,没有速度过渡,容易产生冲击,影响电机寿命,对塔吊安全也有负面影响.而采用变频调速时,在档位转化过程中存在一个速度过渡过程,正是由于这个速度过渡,避免了对塔吊的硬性冲击,使塔吊的性能大幅度提高；

③使用多速电机调速时,受制造、空间等影响,电机的极对数太少,而且随极对数的增加成本直接上升,导致可调档位偏少.而采用变频调速时,此问题不存在.通过变频器还可以实现无级调速,改进前起升、变幅,回转三个运动的档位数分别为3,2,2；改进后则为5,4,3.

3.PLC应用非常广泛,对于电气自动化控制领域的人员显得尤为重要.在当今工业界,只要涉及控制的地方都可采用PLC来完成.PLC在电气自动化工程中的应用可概括出两大方面：一是单机控制为主的自动控制,如包装机械、印刷机械、纺织机械、注塑机械、自动焊接设备、隧道盾构设备、水处理设备、切割、多轴磨床、冶金行业的辊压、连铸机械等；二是以过程控制为主的流程自动化控制,如工厂自动化生产线、污水处理、自来水处理、楼宇控制、火电主控、辅控、水电主控、辅控、冶金行业、太阳能、水泥、石油、石化、铁路交通等.

二、电气自动化工程的成本控制

对于任何一项工程都不得不考虑其成本问题,单从成本管理的方面来看,我国的现场管理责任制应该要责任到人,并且要分工明确、实行归口的管理制度.管好项目控制投入,降低消耗,提高工作率效,并将安全、质量、进度、成本等四个方面综合起来进行综合性管理,并要根据成本的管理目标与各专业的分包单位、施工责任班组签订施工责任合同.我们不仅要明确企业的责任与目标,奖励和罚款约定；而且要在高层的统筹中降低管理部门成本.管理部门根据施工项目管理实际情况,编制降低成本的技术、组织措施,并深入挖掘在各方面分项管理工程中存在的所有降低成本和增加利润点.

PLC具有功能强、性能比高,可靠性高、硬件配套齐全,系统设计、安装、高试工作量少,体积小、低能耗、体维修工作量小、维修方便等诸多优点.塔吊是建筑工地上最常用的一种起重机械.在用PLC控制起重机在工作过程中,随时可以根据现场情况确定速度、加档时间和减速时间；提高工作效率,定位更准确；节能效果明显,节电率可达35以上；对齿轮、电动机无冲击,故障率低,易于维护,大大减少保养工序；提高行车可靠性和安全性,延长塔吊的使用寿命.此类优点使成本控制问题得到人们的高度认可.

三、结语

电气自动化的发展趋势应具备分布式、信息化及开放化.PLC是新一代可编程序控制技术,其控制系统将在人类电气自动化发展过程中发挥更加广泛的作用.企业需要实施有效的动态来控制和分析过程、纠错措施,集思广益的从根本上管好工程.为此,我们只有在不断提高工程技术的管理水平,并完善企业的管理制度,才能实现预期的工程建设目标,快速提升国民经济水平,造福全人类.