PLC在電氣自動化控制中的應用研究

宮伯燕

摘 要：介紹了PLC的概念，討論了PLC在電氣自動化控制中的應用情況，并對其在當前電氣自動化中的應用情況進行了討論。目前，應用PLC技術能明顯提高電氣自動化控制系統的運行效率，從而為提高生產質量奠定堅實的基礎。

關鍵詞：PLC；電氣自動化控制；閉環控制；電磁性繼電器

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.140

電氣自動化控制系統在現代社會生產、服務中發揮著重要作用，是智能化技術的重要體現，可強化電氣自動化系統的綜合管理能力，且在加快自動化控制技術優化升級中發揮著重要作用。從電氣自動化控制技術的發展流程看，尤其在電力系統中，傳統的電氣自動化技術存在諸多缺陷，PLC技術對電子自動化控制的影響越來越明顯，不僅優化了電氣自動化控制流程，還提高了設備運行效率，在電氣自動化控制發展中作出了突出貢獻。

1 PLC及其應用

1.1 PLC

PLC是一種依據客戶要求以串行的形式發送工作命令的技術。在命令發送結束后，系統會根據PLC的CPU獲取、分析、處理各個輸入點的工作狀態向各個控制點發送相應的控制信號。在整個控制過程中，PLC的CPU在每一時刻只執行一個命令，直至程序命令結束，并在特定的程序范圍內反復執行同一命令，直至收到結束指令。

與常規系統相比，PLC系統的接線量更少，主要在輸出端和輸入端兩處接線，其他功能部位的功能量輸出主要由各自的軟件連接，降低了外部因素對系統運行的影響。在運行過程中，PLC系統自動以程序的形式將所要發送、儲存的信息存入儲存器中。如果在運行中客戶端需要修改控制命令，則只需要修改存儲器的控制程序，這樣可避免變動接線工序，體現了系統運行的靈活性。

1.2 PLC在電氣自動化中的應用

1.2.1 在閉環控制中的應用

眾所周知，電氣自動化控制系統的點擊啟動分為現場手動啟動、機旁手動啟動等。電氣自動化控制系統中PLC系統的閉環控制，包括轉速測量、電液執行單位等，可對自動化控制系統的運行造成影響。比如，在動力泵開機時，PLC控制模塊結合電氣自動化系統泵的運行時間，即可確定是否啟動/關閉主備用泵。從當前相關技術的應用情況看，在閉環控制中常使用常規控制系統與PLC系統結合的方式，即以常規系統來彌補PLC系統的不足。

1.2.2 開關量控制

在傳統的電氣控制系統中，電磁性繼電器是電氣控制系統的主要載體，但該設備運行過程中常出現觸電故障，嚴重降低了電力系統的運行能力。在開關量控制的應用中，PLC系統采用了大量軟繼電器，進一步提高了電氣自動化控制系統的安全性；加之PLC控制器具有維護簡單、功能齊全等特點，在滿足電力系統電氣設備運行要求的同時，有效簡化了電氣二次接線的過程。在應用PLC系統后，電氣自動化控制系統的系統輔助開關數量明顯減少，并可集中控制多個斷路器的運行信號。以火力發電系統為例，在電氣自動化系統中應用PLC技術后，工作人員可根據系統運行情況調整其運行方式，并保證整個系統的數據處理能力，從而實現火力發電系統的穩定運行。

2 PLC控制的應用分析

2.1 順序控制

在電力系統自動化建設過程中，輔助系統包括開關量控制和順序控制。隨著國家對電力系統節能減排要求的逐步提高，眾多電力企業采用PLC控制技術取代了傳統的繼電控制器。PLC控制系統實現了對電力系統中單個設備的控制管理，并可利用通信總線與信息模塊的連接協調控制電力系統的生產過程。以發電企業在電力系統中的輸電為例，發電企業的電能輸送控制匯總利用的是三層網絡結構，包括發電現場傳感器、遠程IO站和主站層。其中，主站層由人機接口和PLC組成，一般將其設置在電力系統中的集控室內。在集控室中，以PLC自動控制為主，解除聯鎖或帶有聯鎖的控制手段為輔。在控制過程中，現場的工作人員可通過顯示屏監視控制過程，從而提升了電力系統的自動化水平、安全性和生產效率。

2.2 備用電源自動投入

PLC可通過編程利用各種有效措施，及時反饋采集到的電氣設備運行狀態，進而作為備用電源開啟、關閉的重要依據。PLC具有邏輯判斷功能和數據綜合處理能力，可對備用電源實行不間斷的電源自投操作。同時，PLC可根據電力系統的實際運行情況采取其他措施，以提升電力系統的安全性和穩定性。PLC的應用有效提升了電力系統的抗干擾性。

2.3 電源模塊

在一般的變頻器系統處理中，通常會將特定頻率的電流轉化為直流電，再通過逆變器將直流電轉化為額定功率的交流電。比如在SIM-TION控制系統中，通過配置相應的電源模塊將工業交流電轉化為直流電，并采用多種電機模塊的運行方式，使該系統具有了良好的擴展性。在電源模塊調節中，通常會根據參數的變化情況將轉化出的直流電穩定至可變值，并使其具有SIMPOTION通信功能；對于不可調的電源模塊，只需將其控制為固定的直流電壓值即可。

2.4 安全回路

在電力系統的運行過程中，可利用現場控制型箱手動啟動、機旁屏手動啟動和自動啟動等多種方式完成泵類啟動。在自動狀態下啟動泵時，PLC順控模塊會按照各個泵的積累運行時間確定主、備用泵。工作人員應根據現場的實際情況確定主、備用泵。目前，泵類的控制方式主要包括常規控制和PLC控制，可將二者結合應用在電力系統中，并以PLC控制為主，將常規控制模式作為PLC控制的有效補充，來保障電力系統中泵類的正常運轉。PLC控制在電力系統中發揮著巨大作用，有效保障了電氣設備在電力系統中的高效、穩定運轉。

3 結束語

本文主要討論了PLC在電氣自動化控制中的應用情況，并結合數控機床技術對其具體應用技術進行了分析。對于相關工作人員而言，在開展電氣自動化控制分析中，要正確認識PLC技術的操作要點和難點，在進一步優化信息處理的基礎上控制整個數據處理流程。總體而言，在電氣自動化控制系統中，PLC技術因具有靈活、方便的優點而得到了廣泛推廣，屬于先進的技術類型之一，將在現代社會的發展中發揮更加明顯的作用。

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〔編輯：張思楠〕