電氣設(shè)備自動化控制過程中PLC技術(shù)的應(yīng)用

張嘉豪 趙啟飛

摘要：隨著社會經(jīng)濟和科學技術(shù)的快速發(fā)展，工業(yè)領(lǐng)域?qū)夹g(shù)精度和安全系數(shù)有了新的要求。如今，信息化技術(shù)日漸成熟，PLC 可編程邏輯控制器的產(chǎn)生和改進為工業(yè)操作系統(tǒng)的數(shù)字化和電子化提供了技術(shù)支撐。PLC 技術(shù)具有較高的靈活度，便捷可靠，在現(xiàn)代電氣自動化中發(fā)揮著重要作用。在電氣設(shè)備自動化控制過程中，合理運用 PLC 技術(shù)，可以使整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)和運行方式得到優(yōu)化，促進電力行業(yè)的健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備;自動化控制;PLC技術(shù);應(yīng)用

引言

可編程控制器是在微處理器的基礎(chǔ)上，結(jié)合計算機技術(shù)、半導體集成技術(shù)、自動控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展起來的一種通用工業(yè)自動控制裝置，因此，可以用其表示當下工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)中程序控制部分的先進程度。它面向的主要對象包括兩類：過程控制和用戶，具有操作方便、可靠性高、適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境等優(yōu)點。

1.PLC 的基本特點

PLC控制技術(shù)的誕生，使整個工業(yè)控制技術(shù)有了質(zhì)的飛躍。與傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)相比，它主要有以下優(yōu)點：（1）高可靠性以及強抗干擾能力。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，元器件的性能也在被不斷地進行完善，因此，在一定程度上提高了 PLC 的可靠運行性。通常情況下，PLC 可正常工作的時間是非常長的，甚至可以達到幾萬小時以上，使得該項指標已變得毫無意義，因此，大部分廠家在之后的生產(chǎn)過程中都不會再對該性能指標進行標注。大量的實踐表明，PLC運行系統(tǒng)發(fā)生故障的原因基本不是由其本身問題產(chǎn)生的，大多數(shù)還是其外部開關(guān)、傳感器或執(zhí)行機構(gòu)發(fā)生故障導致的。（2）通用性強，使用方便。目前大部分的 PLC 產(chǎn)品中所帶有的 I/O 模塊和相關(guān)部件都是比較齊全的，且基本上實現(xiàn)了系列化生產(chǎn)和功能模塊化的目標，在很大程度上滿足了用戶在進行不同系統(tǒng)控制時將所需部分進行組合的便利性，節(jié)省了用戶的設(shè)計時間。（3）程序設(shè)計簡單且易學易懂。通過對當前用戶的使用數(shù)據(jù)進行分析，可以看出電氣控制人員是PLC的主要使用對象。因此結(jié)合這個實際情況，PLC 廠家在對其進行設(shè)計時通常情況下不會采用微機使用編程語言，而選用了一種梯形圖語言，這種語言的結(jié)構(gòu)和繼電器的控制原理圖是類似的，所以對工程技術(shù)人員來說，無論是學習還是使用都是非常便利的。 （4）硬件配套完備，適應(yīng)性強。標準化且模塊化的PLC 產(chǎn)品其硬件配備較為完善，能夠運用便利的系統(tǒng)配置，組成規(guī)模與功能不同的 PLC 系統(tǒng)對用戶程序進行修改，實現(xiàn)配置調(diào)整，有效適應(yīng)變化的各種工藝條件。具備較強的適應(yīng)能力。（5）維修簡便易操作。PLC 系統(tǒng)本身擁有較為完備的自我診斷與現(xiàn)實功能，出現(xiàn)故障的情況較少，擁有較低的故障率。如果發(fā)生了意外故障，那么系統(tǒng)會自動提供故障信息以便進行維修處理。精準快速地尋找故障原因，且在排除故障的過程中，只需要更換模塊便可以完成，無需過多的操作。

2.PLC在電氣設(shè)備自動化控制的具體應(yīng)用

2.1閉環(huán)控制過程中的實際應(yīng)用

可編程控制器的相關(guān)技術(shù)在應(yīng)用中發(fā)揮了非常重要的作用，其中順序控制功能在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，可以最大限度地發(fā)揮相應(yīng)的價值，比如 PLC 相關(guān)控制技術(shù)在火電領(lǐng)域中具有至關(guān)重要的作用，能夠在比較短時間內(nèi)迅速將飛灰以及爐渣等有害物質(zhì)進行清理，如果控制裝置系統(tǒng)受到不利影響，就會導致生產(chǎn)效率發(fā)生降低。應(yīng)用 PLC 相關(guān)控制技術(shù)時，包括遠距離控制、傳感信號采集、主站層級等等順序控制環(huán)節(jié)，PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中，需要充分考慮方案的合理性，有效規(guī)劃設(shè)計相關(guān)的控制裝置系統(tǒng)，最大限度的發(fā)揮順序控制系統(tǒng)的作用。在電子工程領(lǐng)域之中，PLC 相關(guān)控制技術(shù)在模擬信息量的前提下，能夠完成閉環(huán)控制的操作。

2.2順序控制

順序控制和開關(guān)量控制都是電力自動化輔助系統(tǒng)的重要過程控制方式，隨著生產(chǎn)過程中節(jié)能減排要求的提高，降耗增效是該行業(yè)關(guān)注的重點內(nèi)容。因此在生產(chǎn)過程中進行自動化控制時，自動化控制水平的要求也隨之不斷提升。PLC 技術(shù)能夠取代繼電控制器，在當前的電力自動化輔助系統(tǒng)控制方面具有重要的影響。不僅可以對單獨工藝流程實現(xiàn)控制，還能夠在通訊總線連接以及信息模塊的協(xié)調(diào)配合下促進全長生產(chǎn)工作的協(xié)調(diào)與控制，令工作效率與質(zhì)量得到提成。電力自動化系統(tǒng)從人力控制到強電控制以及計算機技術(shù)等先進技術(shù)的支持下，可以實現(xiàn)現(xiàn)代化的自動化控制。在當前的電氣設(shè)備自動化控制體系當中，輸煤系統(tǒng)的控制系統(tǒng)對整個系統(tǒng)的優(yōu)劣產(chǎn)生具有重要作用，會嚴重影響到電力自動化的實際應(yīng)用效果。當PLC技術(shù)被應(yīng)用到電氣自動化系統(tǒng)當中時，會產(chǎn)生三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括人機接口與 PLC 構(gòu)成的主站層。遠程 IO 站以及現(xiàn)場傳感器。在系統(tǒng)集控室的主站層與遠程 O 站通過信息總線來進行連接，運用二次電纜將遠程 IO 站與傳感器進行連接。集控室內(nèi)的主站層的PLC 系統(tǒng)只需要通過控制器的顯示屏，工作人員就可以清楚了解整個系統(tǒng)的運行情況，進行實時監(jiān)控。

2.3PLC技術(shù)在開關(guān)量控制中的應(yīng)用措施

開關(guān)控制是自動化系統(tǒng)中非常重要的一部分。由于傳統(tǒng)電氣工程中設(shè)備的精度和復雜性，開關(guān)控制不能滿足系統(tǒng)的需求，當電氣設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)問題時，其不能有效進行保護，在出現(xiàn)故障時需要專業(yè)技術(shù)人員對其維護，時間較長，維護難度較高，影響設(shè)備運行和生產(chǎn)。而合理使用PLC技術(shù)來對開關(guān)量進行管控，能夠?qū)ο到y(tǒng)運行展開實時的檢測，一定程度上降低維護人員工作難度。在實際應(yīng)用過程中需要技術(shù)人員利用數(shù)據(jù)編程來管控設(shè)備開關(guān)，讓設(shè)備損耗降低，增強設(shè)備壽命，其也可將過往的故障數(shù)據(jù)記錄，提供給相關(guān)技術(shù)人員，以此來判斷故障發(fā)生概率，提前對故障問題進行預估?，F(xiàn)今，在開關(guān)量控制當中對于PLC技術(shù)應(yīng)用還有很大完善空間，要加大對技術(shù)研究力度，總結(jié)PLC技術(shù)在使用過程中存在的問題，對其創(chuàng)新和優(yōu)化，有效增強企業(yè)工作效率。

2.4在數(shù)據(jù)控制中的應(yīng)用

加強數(shù)據(jù)處理是自動化的主要工作，PLC技術(shù)也是如此。Plc技術(shù)采用簡單的編程程序，經(jīng)過初步的信息篩選，全面掃描設(shè)備內(nèi)部梯形圖，直接獲得相關(guān)信息，結(jié)合程序合理處置信息，節(jié)省操作步驟，提高 PLC 運行速度，便于數(shù)據(jù)信息的有效處理。 數(shù)字信息時代，數(shù)據(jù)安全尤為重要，加強數(shù)據(jù)管理可以加速數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)控制包含被控對象與控制部分，利用控制程序合理采集相關(guān)數(shù)據(jù)，由控制人員編制相關(guān)程序，借助數(shù)字與統(tǒng)計方法合理控制數(shù)據(jù)，PLC 技術(shù)可使整個過程更加合理，有效控制數(shù)據(jù)運行。

2.5利用PLC技術(shù)來取代傳統(tǒng)繼電控制器

如今，PLC技術(shù)越來越完善和成熟，在電氣工程領(lǐng)域得到了充分的推廣和應(yīng)用，這也使得一些傳統(tǒng)技術(shù)和設(shè)備逐漸被淘汰。特別是機電控制器在當前受到科技的影響，利用PLC技術(shù)來將其取代已經(jīng)成為電氣工程領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢。一方面，在控制當中應(yīng)用PLC技術(shù)，可以讓繼電器設(shè)備的作用和價值得到充分發(fā)揮，讓自動化系統(tǒng)各個流程有效協(xié)調(diào)，對生產(chǎn)展開處理。例如運輸煤能的體系當中，PLC技術(shù)就可以集中管理和維護上煤、儲煤以及配煤等環(huán)節(jié)，并通過傳感器和I/O使運行效果增強。另一個方面，PLC技術(shù)可以發(fā)揮存儲器與中央處理器的價值，建立控制主站層的模塊，使生產(chǎn)運行能自動切換，提升生產(chǎn)效率。

結(jié)束語

隨著電氣自動化時代的到來，PLC技術(shù)以其功能齊全、低消耗、高效率的技術(shù)優(yōu)勢，具有廣闊的發(fā)展前景。PLC 作為國際通用網(wǎng)絡(luò)的重要內(nèi)容，將會在我國電氣自動化建設(shè)中發(fā)揮積極影響，為我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供可靠的技術(shù)支撐。

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