PLC在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用研究

宮伯燕

摘 要：介紹了PLC的概念，討論了PLC在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用情況，并對(duì)其在當(dāng)前電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用情況進(jìn)行了討論。目前，應(yīng)用PLC技術(shù)能明顯提高電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率，從而為提高生產(chǎn)質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：PLC；電氣自動(dòng)化控制；閉環(huán)控制；電磁性繼電器

中圖分類(lèi)號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.140

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)在現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)、服務(wù)中發(fā)揮著重要作用，是智能化技術(shù)的重要體現(xiàn)，可強(qiáng)化電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的綜合管理能力，且在加快自動(dòng)化控制技術(shù)優(yōu)化升級(jí)中發(fā)揮著重要作用。從電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展流程看，尤其在電力系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化技術(shù)存在諸多缺陷，PLC技術(shù)對(duì)電子自動(dòng)化控制的影響越來(lái)越明顯，不僅優(yōu)化了電氣自動(dòng)化控制流程，還提高了設(shè)備運(yùn)行效率，在電氣自動(dòng)化控制發(fā)展中作出了突出貢獻(xiàn)。

1 PLC及其應(yīng)用

1.1 PLC

PLC是一種依據(jù)客戶(hù)要求以串行的形式發(fā)送工作命令的技術(shù)。在命令發(fā)送結(jié)束后，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)PLC的CPU獲取、分析、處理各個(gè)輸入點(diǎn)的工作狀態(tài)向各個(gè)控制點(diǎn)發(fā)送相應(yīng)的控制信號(hào)。在整個(gè)控制過(guò)程中，PLC的CPU在每一時(shí)刻只執(zhí)行一個(gè)命令，直至程序命令結(jié)束，并在特定的程序范圍內(nèi)反復(fù)執(zhí)行同一命令，直至收到結(jié)束指令。

與常規(guī)系統(tǒng)相比，PLC系統(tǒng)的接線(xiàn)量更少，主要在輸出端和輸入端兩處接線(xiàn)，其他功能部位的功能量輸出主要由各自的軟件連接，降低了外部因素對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響。在運(yùn)行過(guò)程中，PLC系統(tǒng)自動(dòng)以程序的形式將所要發(fā)送、儲(chǔ)存的信息存入儲(chǔ)存器中。如果在運(yùn)行中客戶(hù)端需要修改控制命令，則只需要修改存儲(chǔ)器的控制程序，這樣可避免變動(dòng)接線(xiàn)工序，體現(xiàn)了系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性。

1.2 PLC在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

1.2.1 在閉環(huán)控制中的應(yīng)用

眾所周知，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的點(diǎn)擊啟動(dòng)分為現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)啟動(dòng)、機(jī)旁手動(dòng)啟動(dòng)等。電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中PLC系統(tǒng)的閉環(huán)控制，包括轉(zhuǎn)速測(cè)量、電液執(zhí)行單位等，可對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行造成影響。比如，在動(dòng)力泵開(kāi)機(jī)時(shí)，PLC控制模塊結(jié)合電氣自動(dòng)化系統(tǒng)泵的運(yùn)行時(shí)間，即可確定是否啟動(dòng)/關(guān)閉主備用泵。從當(dāng)前相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用情況看，在閉環(huán)控制中常使用常規(guī)控制系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)結(jié)合的方式，即以常規(guī)系統(tǒng)來(lái)彌補(bǔ)PLC系統(tǒng)的不足。

1.2.2 開(kāi)關(guān)量控制

在傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)中，電磁性繼電器是電氣控制系統(tǒng)的主要載體，但該設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中常出現(xiàn)觸電故障，嚴(yán)重降低了電力系統(tǒng)的運(yùn)行能力。在開(kāi)關(guān)量控制的應(yīng)用中，PLC系統(tǒng)采用了大量軟繼電器，進(jìn)一步提高了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全性；加之PLC控制器具有維護(hù)簡(jiǎn)單、功能齊全等特點(diǎn)，在滿(mǎn)足電力系統(tǒng)電氣設(shè)備運(yùn)行要求的同時(shí)，有效簡(jiǎn)化了電氣二次接線(xiàn)的過(guò)程。在應(yīng)用PLC系統(tǒng)后，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的系統(tǒng)輔助開(kāi)關(guān)數(shù)量明顯減少，并可集中控制多個(gè)斷路器的運(yùn)行信號(hào)。以火力發(fā)電系統(tǒng)為例，在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用PLC技術(shù)后，工作人員可根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況調(diào)整其運(yùn)行方式，并保證整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力，從而實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2 PLC控制的應(yīng)用分析

2.1 順序控制

在電力系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)過(guò)程中，輔助系統(tǒng)包括開(kāi)關(guān)量控制和順序控制。隨著國(guó)家對(duì)電力系統(tǒng)節(jié)能減排要求的逐步提高，眾多電力企業(yè)采用PLC控制技術(shù)取代了傳統(tǒng)的繼電控制器。PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力系統(tǒng)中單個(gè)設(shè)備的控制管理，并可利用通信總線(xiàn)與信息模塊的連接協(xié)調(diào)控制電力系統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程。以發(fā)電企業(yè)在電力系統(tǒng)中的輸電為例，發(fā)電企業(yè)的電能輸送控制匯總利用的是三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括發(fā)電現(xiàn)場(chǎng)傳感器、遠(yuǎn)程IO站和主站層。其中，主站層由人機(jī)接口和PLC組成，一般將其設(shè)置在電力系統(tǒng)中的集控室內(nèi)。在集控室中，以PLC自動(dòng)控制為主，解除聯(lián)鎖或帶有聯(lián)鎖的控制手段為輔。在控制過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)的工作人員可通過(guò)顯示屏監(jiān)視控制過(guò)程，從而提升了電力系統(tǒng)的自動(dòng)化水平、安全性和生產(chǎn)效率。

2.2 備用電源自動(dòng)投入

PLC可通過(guò)編程利用各種有效措施，及時(shí)反饋采集到的電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而作為備用電源開(kāi)啟、關(guān)閉的重要依據(jù)。PLC具有邏輯判斷功能和數(shù)據(jù)綜合處理能力，可對(duì)備用電源實(shí)行不間斷的電源自投操作。同時(shí)，PLC可根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況采取其他措施，以提升電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。PLC的應(yīng)用有效提升了電力系統(tǒng)的抗干擾性。

2.3 電源模塊

在一般的變頻器系統(tǒng)處理中，通常會(huì)將特定頻率的電流轉(zhuǎn)化為直流電，再通過(guò)逆變器將直流電轉(zhuǎn)化為額定功率的交流電。比如在SIM-TION控制系統(tǒng)中，通過(guò)配置相應(yīng)的電源模塊將工業(yè)交流電轉(zhuǎn)化為直流電，并采用多種電機(jī)模塊的運(yùn)行方式，使該系統(tǒng)具有了良好的擴(kuò)展性。在電源模塊調(diào)節(jié)中，通常會(huì)根據(jù)參數(shù)的變化情況將轉(zhuǎn)化出的直流電穩(wěn)定至可變值，并使其具有SIMPOTION通信功能；對(duì)于不可調(diào)的電源模塊，只需將其控制為固定的直流電壓值即可。

2.4 安全回路

在電力系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，可利用現(xiàn)場(chǎng)控制型箱手動(dòng)啟動(dòng)、機(jī)旁屏手動(dòng)啟動(dòng)和自動(dòng)啟動(dòng)等多種方式完成泵類(lèi)啟動(dòng)。在自動(dòng)狀態(tài)下啟動(dòng)泵時(shí)，PLC順控模塊會(huì)按照各個(gè)泵的積累運(yùn)行時(shí)間確定主、備用泵。工作人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況確定主、備用泵。目前，泵類(lèi)的控制方式主要包括常規(guī)控制和PLC控制，可將二者結(jié)合應(yīng)用在電力系統(tǒng)中，并以PLC控制為主，將常規(guī)控制模式作為PLC控制的有效補(bǔ)充，來(lái)保障電力系統(tǒng)中泵類(lèi)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。PLC控制在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著巨大作用，有效保障了電氣設(shè)備在電力系統(tǒng)中的高效、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文主要討論了PLC在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用情況，并結(jié)合數(shù)控機(jī)床技術(shù)對(duì)其具體應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了分析。對(duì)于相關(guān)工作人員而言，在開(kāi)展電氣自動(dòng)化控制分析中，要正確認(rèn)識(shí)PLC技術(shù)的操作要點(diǎn)和難點(diǎn)，在進(jìn)一步優(yōu)化信息處理的基礎(chǔ)上控制整個(gè)數(shù)據(jù)處理流程。總體而言，在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，PLC技術(shù)因具有靈活、方便的優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛推廣，屬于先進(jìn)的技術(shù)類(lèi)型之一，將在現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展中發(fā)揮更加明顯的作用。

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〔編輯：張思楠〕