論PLC技術在電氣設備自動化控制中的應用

白松 張原博 陳旭

摘要：經(jīng)濟的快速發(fā)展促進了我國工業(yè)的發(fā)展，電氣自動化學科的逐步拓展，將PLC引入電氣化控制領域，使工業(yè)生產(chǎn)的效率逐步提高，轉(zhuǎn)變了原有落后的生產(chǎn)現(xiàn)狀。另外PLC技術在電氣自動化系統(tǒng)應用的過程中，具有很強的自我修復功能，可以將系統(tǒng)運行時出現(xiàn)的問題解決，監(jiān)督系統(tǒng)的內(nèi)部設備運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)設備的故障并且報警，保證工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性和連續(xù)性。PLC技術的應用優(yōu)勢很多，本文具體分析PLC技術在電氣設備自動化控制中的應用，以供參考。

關鍵詞：PLC技術;電氣設備;自動化控制;應用

1 PLC技術的架構分析

PLC技術系統(tǒng)的構架主要分成5個部分，傳輸設備、交換機、電源系統(tǒng)、存儲器、終極處理器，主要的工作流程如下。在數(shù)據(jù)經(jīng)過終端處理器處理后，傳輸系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行加密，并且向交換器傳輸，然后在交換器當中對數(shù)據(jù)解密，根據(jù)指令傳送到相應的存儲器當中實現(xiàn)信息的傳輸、收集、分析、處理。指令是未加密的明文，使用二進制方法對數(shù)據(jù)進行加密在二進制下傳輸，設備會將收集到信息自動轉(zhuǎn)換成0、1組成的代碼后進行壓縮傳輸。這些0、1組成的代碼字符串是信息的主要載體，PLC系統(tǒng)利用二進制進行加密后，交換機設備可以對所獲得的信息和指令進行自動識別處理，以符合后續(xù)信息加工和處理的具體需要。存儲器能夠?qū)Ａ繑?shù)據(jù)進行存儲，以符合系統(tǒng)對數(shù)據(jù)調(diào)取分析的需要。在信息系統(tǒng)構建的過程中，需要對電源系統(tǒng)進行支持，而電源系統(tǒng)是確保PLC正常運轉(zhuǎn)的重要基礎，需要依照機電設備控制具體需求，自動化的對電流強度進行調(diào)節(jié)，以保證整個系統(tǒng)的平穩(wěn)性。比如說系統(tǒng)在長期高壓運行時，如果監(jiān)測到電流出現(xiàn)異常電源，系統(tǒng)可以自動開啟保護功能，將電源切斷發(fā)出警報，以避免出現(xiàn)安全事故。與此同時，系統(tǒng)還具有異常數(shù)據(jù)分析上報等功能，技術員可以通過獲得的信息第一時間進行處理，采取針對性的方案控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)[1]。

2 PLC 技術在電氣設備自動化控制中的優(yōu)勢

在電氣行業(yè)自動化建設發(fā)展的過程中，傳統(tǒng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)了大量的弊端，PLC技術由于優(yōu)勢明顯，在電氣設備自動化控制當中逐步嶄露頭角。在電氣設備控制時，PLC技術的優(yōu)勢在以下幾點。

首先具有整體化控制的優(yōu)勢，在接線方面較為簡潔，只需要將傳輸線電源線和信號線連接就可以將傳統(tǒng)技術重復性操作和相關人員安裝的負擔解決，可以大幅度減少人為失誤導致的故障。

其次，電氣設備自動化系統(tǒng)當中，對PLC技術進行應用可以大幅度提升整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，降低機電設備的使用率，可以防止周邊環(huán)境的干擾，使電氣設備的運行安全性提升，防止出現(xiàn)一些不必要的安全事故。

第三，PLC技術較為簡單，在實際操作時生成的電源損耗較低，這就意味著使用門檻不高，而且符合當前節(jié)約能源和生態(tài)環(huán)保的需求。

第四，由于PLC技術的適應性較強。和傳統(tǒng)技術相比，PLC技術操作過程中，容錯率極高，其編程語言方面可以是邏輯圖，對程序修改和編譯難度降低，與此同時基礎性的維護工作可以由一些基層員工自行進行。在PLC的支持下，可以快速的使自動化系統(tǒng)搭建起來，減少人員的使用量，實現(xiàn)人崗協(xié)調(diào)。另外PLC具有較強的自動識別能力，在系統(tǒng)運行過程中，可以通過掃描功能快速地檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)，確保輸出數(shù)據(jù)的完整性，防止數(shù)據(jù)丟失而造成的設備故障[2]。

3 PLC技術在電氣工程自動化領域的應用情況

在自動化控制的過程中，PLC技術由于其高效、全面、智能化等優(yōu)點，廣泛地應用于工業(yè)生產(chǎn)等各個系統(tǒng)。具體而言，在控制方面可以分為開關量控制、閉環(huán)控制、順序控制等，而下面對PLC的各種層面應用進行有效分析。

3.1 開關量控制

以機電控制系統(tǒng)為例，傳統(tǒng)電氣化控制系統(tǒng)當中整個系統(tǒng)較為復雜，運維人員需要花費大量時間對系統(tǒng)進行梳理，工作過程中維護難度較大，復雜性較高，而且由于長時間運維會導致設備運行效率受到影響。

PLC控制系統(tǒng)可以利用開關量控制的方式實時監(jiān)控整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)，使運維人員的工作壓力大幅度緩解，提升機電設備運行的穩(wěn)定性。在實際操作過程中，開關量控制功能可以實時監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀態(tài)，依照監(jiān)控到的情況自動化地對電流的大小進行控制，使整個設備處于平穩(wěn)狀態(tài)。如果設備處于高功率狀態(tài)，特別是實際運行功率接近電極額定功率時，開關量控制系統(tǒng)可以將調(diào)節(jié)作用充分發(fā)揮出來，調(diào)整至輔助電源，以便使系統(tǒng)的額定電壓增加。

3.2 閉環(huán)控制

PLC技術自動化控制系統(tǒng)具有自我修復功能，自我診斷等各種功能，不單單可以監(jiān)控系統(tǒng)的各部分運行狀態(tài)，提前發(fā)出警示信息，自動化的對問題進行修復和調(diào)整，還能夠?qū)σ呀?jīng)出現(xiàn)的故障進行詳細記錄和分析，因為人員可以定期對這些事物數(shù)據(jù)信息進行分析和梳理防治電系統(tǒng)運行過程中后續(xù)出現(xiàn)類似的故障，由此可以發(fā)現(xiàn)PLC控制系統(tǒng)可以幫助機電設備進行運維提供相應的技術支撐，不管是提前對隱患進行預警，還是快速對故障進行處理，都具有較好的現(xiàn)實意義，可以保障自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行[3]。

PLC閉環(huán)控制系統(tǒng)主要應對電機啟動環(huán)節(jié)，能夠使液壓轉(zhuǎn)速電流調(diào)控時產(chǎn)生的異常情況得到有效控制，比如說在電機長時間處于高壓運行過程中，內(nèi)部電路和油路會受到不斷增加的壓力，如果油管的內(nèi)部壓力超過一定閾值，液壓油可能會出現(xiàn)濺射，導致油管內(nèi)部被腐蝕。通過PLC進行閉環(huán)控制可以有效防止這種情況出現(xiàn)。該程序可以實時監(jiān)控油管內(nèi)部的壓力，并且依照傳感器獲得的返回值來分析設備的壓力情況，進而對相關開關進行調(diào)控，就算液壓系統(tǒng)超過正常范圍，自動化控制系統(tǒng)也可以通過特定程序控制液壓壓力，使其符合正常要求。與此同時，PLC閉環(huán)控制還可以對轉(zhuǎn)子溫度等進行監(jiān)控，同樣具有很好的效果，能夠有效對轉(zhuǎn)速進行平衡并且調(diào)節(jié)溫度。比如說電機轉(zhuǎn)速增加會導致電機的散熱能力削弱，而高速動轉(zhuǎn)子又會導致電機溫度超出正常值。長時間處于高溫運行的狀態(tài)，設備很有可能會出現(xiàn)較大的問題，輕則會對電機運行效率產(chǎn)生影響，重則有可能會導致電機損壞。

3.3 順序控制

PLC控制系統(tǒng)可以在順序控制器當中廣泛應用，以此為基礎可以形成完善的控制體系，保證電氣設備的穩(wěn)定運行。在應用過程中，可以通過分層式的控制系統(tǒng)有效的協(xié)調(diào)控制傳感器系統(tǒng)、主站控制模塊、自動控制模塊等外圍設備，以達到全面的控制效果。以火力發(fā)電廠為例，利用PLC可以有效實現(xiàn)順序控制，針對廢棄物、飛灰和爐渣等進行高效的清理，在操作過程中需要注意加強遠程調(diào)試、現(xiàn)場傳感控制。保障實際運行過程中各種模塊都能有效配合聯(lián)動，實現(xiàn)一體化控制的效果，使電氣運行時控制系統(tǒng)的操作負擔降低[4]。

結束語

伴隨當前我國科學技術快速發(fā)展，國內(nèi)的電氣設備當中自動化技術應用逐步升級。尤其是PLC技術，在電氣設備自動化控制當中廣泛應用，具有較高的智能化和自動化水平，能夠確保電氣設備在自動化條件下有效運行，提高工業(yè)生產(chǎn)的效率。

參考文獻

[1] 巫加大. 電氣設備自動化控制中應用PLC技術的實踐分析[J]. 數(shù)字技術與應用， 2013， 000（005）：114-114.

[2] 袁志發(fā). 電氣設備自動化控制中應用PLC技術的實踐分析[J]. 電源技術應用， 2013（13）.141-143

[3] 王宇愷. PLC技術在電氣設備自動化控制中的應用研究[J]. 科技展望， 2016， 26（033）：86，88.

[4] 張營. PLC技術在電氣設備自動化控制中的運用[J]. 環(huán)球市場信息導報， 2017（13）.111-112.

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