分析PLC 技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的運(yùn)用價(jià)值

王博

摘要：目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，各項(xiàng)科技日臻完善，給人們的生活和工作帶來了極大的便利。電氣工程與人們的日常生活和社會(huì)的建設(shè)發(fā)展息息相關(guān)，要促進(jìn)電氣工程的發(fā)展和完善，就要采用現(xiàn)代化的科技手段。PLC技術(shù)應(yīng)用在電氣工程中可以提升工程的自動(dòng)化水平，有助于電氣工程的完善和改進(jìn)，進(jìn)而更好的滿足人們的使用需求，本文就此進(jìn)行了相關(guān)的闡述和分析。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);電氣工程;自動(dòng)化

現(xiàn)如今，大部分行業(yè)都在向智能化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，電氣工程自然也不例外。從宏觀的角度看，我國(guó)電氣工程自動(dòng)化水平并不高，尤其在社會(huì)中的電力需求持續(xù)增長(zhǎng)的今天，電氣工程自動(dòng)化水平自然需要更近一步的提升。在電氣工程自動(dòng)化控制方面，可以運(yùn)用 PLC技術(shù)。該技術(shù)采用可編程的存儲(chǔ)器，可以執(zhí)行各種指令，包括運(yùn)算、控制等等，采用數(shù)字輸入/出的方式操控系統(tǒng)。在電氣工程自動(dòng)化控制中運(yùn)用 PLC技術(shù)，可以使電氣工程的效率更高、質(zhì)量更好，不僅可以滿足用電需求，還能保障用電安全。

一、PLC的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和基本結(jié)構(gòu)

（一）技術(shù)優(yōu)勢(shì)

PLC技術(shù)具有很明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，包括通用性、便捷性、可靠性等多個(gè)方面。在通用性方面，該技術(shù)可以在各類工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用，適配各類裝置設(shè)備，可以滿足多種多樣的使用需求;在便捷性方面，該技術(shù)系統(tǒng)采結(jié)合了計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行安全操作的設(shè)計(jì)，不僅可以減少工作量，還能提升工作效率。PLC具有自我診斷的功能，在特定的時(shí)間段內(nèi)可以對(duì)故障問題進(jìn)行自我分析和檢測(cè)，可以為檢修、維護(hù)等工作提供更多依據(jù);在可靠性方面，該技術(shù)采用大規(guī)模集成電路技術(shù)，相比于傳統(tǒng)的接觸器控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)省去了繁多的硬接點(diǎn)，可以降低故障風(fēng)險(xiǎn)，具有較強(qiáng)的抗干擾能力 [1]?？偟膩砜矗撓到y(tǒng)具有較高的運(yùn)行效率，且智能化水平也比較高，可以廣泛應(yīng)用在電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)中。在電氣工程中，PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)可以得到充分有效的發(fā)揮。

（二）基本結(jié)構(gòu)

在 PLC系統(tǒng)中，采用可以進(jìn)行工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)和微型計(jì)算機(jī)相似，主要由電源、中央處理單元、存儲(chǔ)器、輸入/出單元構(gòu)成。

其中，前緣可以用于電流轉(zhuǎn)換，常用開關(guān)式穩(wěn)壓電源;中央處理單元也就是通常所說的 CPU，作為整個(gè)系統(tǒng)的控制中樞，該組成部分發(fā)揮著十分重要的作用。中央處理單元的性能水平和整個(gè)系統(tǒng)的性能質(zhì)量有直接關(guān)系，其主要由控制器、運(yùn)算器和寄存器三部分組成，這些電路集成于一個(gè)芯片上，通過地址總線、控制總線分接到不同的接口上 [2];存儲(chǔ)器也就是半導(dǎo)體電路，具有記憶功能，可以在存放系統(tǒng)程序、邏輯變量等方面應(yīng)用;輸入/出單元與 PLC和被控制設(shè)備連接，輸入單元用于信號(hào)輸入，主要在主令元件或檢測(cè)元件的信號(hào)傳輸中應(yīng)用。輸入方式可以分為很多種，包括直流輸入、交流輸入或者混合輸入等等。輸出單元向被控設(shè)備傳輸 PLC的輸出信號(hào)，即通過 CPU發(fā)送弱電信號(hào)，然后轉(zhuǎn)化為平電信號(hào)，用于驅(qū)控執(zhí)行元件。輸出類型有很多種，包括繼電器、晶體管等等。

二、PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的運(yùn)用

（一）控制開關(guān)量

PLC可以作為電氣控制系統(tǒng)中的可編程存儲(chǔ)器使用，運(yùn)用在虛幻模擬的繼電器運(yùn)行中。該技術(shù)可以將虛擬的繼電器轉(zhuǎn)換為機(jī)械繼電器，忽略虛擬繼電器反應(yīng)需要的時(shí)間，使通斷效果更加良好，可能會(huì)短路保護(hù)過期之后進(jìn)行通斷控制。應(yīng)用 PLC技術(shù)的過程中，如果檢測(cè)出了缺陷問題，需要及時(shí)采納，通過自動(dòng)控制進(jìn)行切換，確保反應(yīng)速度可以滿足使用需求，從而促進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)作效率的提升。簡(jiǎn)單來說，就是將 PLC應(yīng)用在開關(guān)量控制之中。

（二）順序控制

在 PLC技術(shù)昀早期的應(yīng)用中，其只是用于控制開關(guān)量，后期技術(shù)不斷完善和發(fā)展，可用范圍也逐漸擴(kuò)大。目前，越來越多的企業(yè)工程開始運(yùn)用PLC技術(shù)，并且確定了一定的成果。大部分企業(yè)都將其用作順序控制器，因?yàn)樵谏a(chǎn)中，這個(gè)環(huán)節(jié)對(duì) PLC技術(shù)的需求昀大，使用昀頻繁。以火力發(fā)電廠為例，可以采用 PLC技術(shù)對(duì)飛灰和爐渣進(jìn)行處理。為了充分發(fā)揮技術(shù)效用，首先要確保順序控制功能充分發(fā)揮作用。設(shè)計(jì)合理的組合自動(dòng)化系統(tǒng)，包括傳感器、主站層和遠(yuǎn)程控制三個(gè)組成部分。只有先做好設(shè)計(jì)，次

才能確保順序控制的性能，和使用效果，為 PLC技術(shù)發(fā)揮作用打下技術(shù)。

（三）網(wǎng)絡(luò)控制

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各個(gè)工程之中，具有很明顯的應(yīng)用效果，可以滿足性能要求，不僅能夠減少定位時(shí)間，還能監(jiān)控變化速度。該技術(shù)具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣的特點(diǎn)，其進(jìn)行正向和反向?qū)W習(xí)計(jì)算。在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，運(yùn)用電氣參數(shù)控制和計(jì)算運(yùn)行速度，可以更好的處理信號(hào)，同時(shí)也能準(zhǔn)確的識(shí)別模式，有助于整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行效率的提升。在電氣工程自動(dòng)化控制中，也可以采用非線性估計(jì)，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和神將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都比較復(fù)雜，技術(shù)人員必須具備較高的能力素養(yǎng)才能保障操作效果。該技術(shù)不需要網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模型，對(duì)故障問題的抵抗能力較強(qiáng)。在實(shí)際運(yùn)用的過程中，企業(yè)應(yīng)該充分發(fā)揮該系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)作用，同時(shí)強(qiáng)化操作人員的專業(yè)技能，可以通過培訓(xùn)活動(dòng)來培養(yǎng)更加專業(yè)的技術(shù)人員，確保系統(tǒng)中的運(yùn)行故障被及時(shí)有效的排除，使網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)充分發(fā)揮作用。

（四）閉環(huán)控制

在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，可以采用手動(dòng)啟動(dòng)和機(jī)器啟動(dòng)兩種電機(jī)啟動(dòng)方式。在閉環(huán)系統(tǒng)中應(yīng)用 PLC技術(shù)，控制和測(cè)量調(diào)節(jié)器的轉(zhuǎn)速。PLC技術(shù)可以有效操控系統(tǒng)電機(jī)，使電機(jī)可以自動(dòng)開啟和關(guān)閉 [3]。打開動(dòng)力泵的過程中，運(yùn)用控制器控制模塊，掌握泵機(jī)運(yùn)行時(shí)間，然后確保泵機(jī)設(shè)備選擇的恰當(dāng)合理。如果要采用手動(dòng)啟動(dòng)的方式，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)解，確保主泵和備用泵都可以自動(dòng)開啟和關(guān)閉。在 PLC控制器應(yīng)用后，閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化運(yùn)行，促進(jìn)了系統(tǒng)運(yùn)行效率和質(zhì)量的提升，保障了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

（五）變壓器自動(dòng)化

目前來看，主要有 2種變壓器自動(dòng)化構(gòu)成方案，具體如下：第一種，將變壓器和配套設(shè)備視作常規(guī)設(shè)備。如果斷路器和操作單元、變壓器等系統(tǒng)中都不存在智能單元，也沒有計(jì)算機(jī)接口等組成部分，則為常規(guī)設(shè)備。在這種情況下，可以采用 PLC變壓器自動(dòng)化屏的方式對(duì)變壓器進(jìn)行控制，使自動(dòng)化系統(tǒng)更加完善。在變壓站中，可以將自動(dòng)化屏與控制屏、配套設(shè)備等部分進(jìn)行連接，直接用線纜連接即可，然后實(shí)現(xiàn)信息的交換。通過自動(dòng)化屏，可以在中控室、遠(yuǎn)程主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中對(duì)變壓器進(jìn)行監(jiān)控，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工控機(jī)和 PLC之間能夠交換信息，使通訊網(wǎng)絡(luò)更加完善有效。這種構(gòu)建方式可以在舊站改造中應(yīng)用，具有投入小的有點(diǎn);第二種，變壓器和配套設(shè)備作為智能化設(shè)備使用。如果變壓器、斷路器等設(shè)備在智能電源、計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)中應(yīng)用，則運(yùn)用 PLC自動(dòng)化屏構(gòu)建自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)變壓器自動(dòng)化運(yùn)行和管理。在中控室中，控制屏和配套設(shè)備可以通過自動(dòng)化屏、中控室、現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行信息交換。可編程變壓器自動(dòng)化屏和配套設(shè)備之間不需要使用復(fù)雜的連接方式，具有簡(jiǎn)潔高效的特點(diǎn)。

結(jié)語：

綜上所述，為了滿足人們的用電需求，促進(jìn)電氣工程行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，可以采用 PLC技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)化控制，該技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)十分明顯，包括簡(jiǎn)潔高效、成本低廉等等，有助于電氣工程質(zhì)量和效益的提升。

參考文獻(xiàn)

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