電氣自動化中應用PLC技術的有益探索與相關問題研究

孫吳松

（1.山東科技大學，山東 青島 266590；2.六安職業技術學院，安徽 六安 237158）

電氣自動化中應用PLC技術的有益探索與相關問題研究

孫吳松1，2

（1.山東科技大學，山東 青島 266590；2.六安職業技術學院，安徽 六安 237158）

作為工業經濟發展的重要技術，電氣自動化項目在實際推廣過程中，不僅應用領域在逐步擴大，實際運行技術也在不斷完善.PLC技術是一項融合了計算機技術的可編程控制技術，真正實現了智能化操作規范，將兩者融合在一起，能在提高電氣自動化水平的同時，優化整體運行效果.本文從PLC技術分析入手，對電氣自動化中應用PLC技術的具體路徑展開了討論，旨在為技術人員提供有價值的技術建議，以供參考.

電氣自動化；PLC技術；探索；應用

1 PLC技術分析

1.1 PLC技術定義和特征

PLC技術是一種融合了計算機的可編程控制技術，是傳統控制器的升級版，在PLC技術運行過程中，主要分為三個步驟：

第一步：采樣數據.在技術的實際輸出階段，PLC技術要借助數據掃描裝置對數據進行一次性讀取，保證數據處于輸入狀態，集中存儲在可編程控制器的I/O映像區域內部.

第二步：用戶程序執行階段[1].掃描器要對用戶程序進行全面掃描，呈現出梯形圖，并進行集中的邏輯運算.特別要注意的是，運算完畢后的結果要在系統的RAM存儲系統模塊中尋找對應位置.

第三步：輸出刷新階段.主要依托的是系統中的CPU，在向系統發出指令后，利用I/O映像區內的數據和基本數據狀態進行輸出.

1.2 PLC模糊控制系統

將PLC技術和模糊控制器結合在一起形成系統結構，主要是將較為復雜的模糊推理交與計算機進行操作，從而有效的輸出模糊控制器量表，再利用系統的調試和修改，建立完整的數據模塊，直接存儲在PLC的內存模塊里，實現子程序的直接管轄.

圖1 通用模糊控制器基本組成結構示意圖

另外，在對模糊化進行運算的過程中，要著重分析輸出量、尺度變化、論域方位參數等信息進行分析，并借助模糊集合進行處理.而通常系統在進行運算時主要采取以下幾種模型.其一，單數值模糊點.參數要求模糊集合O對于支撐子集x是具有較為單一性的單數值模糊點，則對系統中的任何一點存在x=x0，并且建立μA(x)=0的要求，則隸屬函數曲線為勻速穩定增長狀態.其二，三角形模糊方式，基本的函數解析式為，而其基本的函數結構為勻速上升到勻速下降的三角形[2].其三，高斯型模糊參數結構.基本的函數關系式為：μA(x)=epx(-),b＞0，其函數曲線呈現如圖2：

圖2 高斯型模糊參數曲線

2 PLC技術在電氣自動化項目中的應用路徑分析

2.1 PLC技術應用在電氣自動化項目中的順序控制

2.1.1 運行輸煤自控系統

在運用PLC技術建立輸煤自控系統，細化分為四個主要組成部分，其中主要包括儲煤系統、上煤子系統、卸煤系統以及配煤系統.而技術在實際運行過程中，要將基礎參數分為重要的三個具體層次，第一層是主站層，主要由PLC可編程控制器以及人機交互接口設備組成[3].第二層是I/O層，主要是利用設備在光纖和主站層控制結構之間建立聯系，保證信息交流的完整度.第三層是傳感器層，利用的是二次控制電纜以及輸煤傳感執行結構.將PLC技術融合和應用在輸煤自控系統中，能一定程度上保證實時監控項目的順利建立，最大化的優化工作環境，提升勞動生產效率.

2.1.2 運行設備除灰系統

人們在生產過程中對于環境的重視程度逐漸增多，相應的保護政策也陸續出臺，運行電氣自動化項目的企業要從實際情況出發，建立符合社會需求的生產模式，借助PLC技術對系統進行除塵，主要是借助其核心控制器的功效，PLC技術在除塵過程中，主要是針對送風機、加熱器、卸灰裝置以及管道壓力裝置等.另外，PLC技術參數控制的是二次儀表以及傳感器等，最常見的使用模式就是PLC雙機熱備，采用模塊化的設計架構，不僅能便于參數修改，也能在一定程度上提高參數的可讀價值，對于N個功能模塊和主程序模塊進行綜合分析，建立最優化的自動化除塵控制系統[4].

2.2 PLC技術應用在電氣自動化項目中的閉環控制

在閉環控制操作運行時，借助的是PLC技術的基本模塊，將PID指令進行劃分，從而形成有效的PID控制參數，確保主控制程序能在規定時間內完成基本的設置要求，也提升參數的準確性.

2.2.1 主要應用于水泵以及油泵電動機

在運行中，每個基礎控制結構能利用PLC技術進行自動化運行，并借助調速器油泵對運行累計時間進行綜合分析[5].當壓力位降低時，主泵結構會自動啟動；若是壓力位的基礎參數持續下降，直到整定數值，就使備用泵系統自動啟動，直接對壓油罐進行加油.另外，技術人員可以利用PLC技術對運行時間進行標注，當PLC控制器重啟時，系統會自動默認，而當PLC技術操作時，控制的油泵是自動控制方式以及常規控制方式.也就是說，在系統中運行PLC技術，一定程度上保證了機組運行的穩定性.

2.2.2 主要應用于發電機調速

利用PLC技術進行發電機調速，要經歷機械液壓型調速機制、電氣液壓調速機制以及微機調速機制三個模型，其中，轉速測量單元以及電子調節單元是比較關鍵的要素，不僅要驅動導水系統，也要對轉速進行有效的測量，保證優化調節規律.目前，我國應用較多的PLC技術項目就是積分微分以及PID控制系統等.

2.3 PLC技術應用在電氣自動化項目中的開關量控制

2.3.1 主要應用于自動切換系統中

在傳統的火電系統運行過程中，主要利用的是電磁型繼電器，但是在控制器內部要安裝較多的電磁元件，且自身具備較多的觸點，系統的運行和連線結構就會出現問題.而隨著PLC技術的發展，PLC控制器代替元件，不僅提高了系統的可靠性和安全性，也能在技術人員運行分合閘操作的過程中，針對指示信號進行規范化操作，利用PLC技術簡化二次接線流程，從而提高項目運行的效率，并且在不需配置閃光電源的過程中提升項目實效性的貼合要求.另外，強化輔助開關數量的同時，從根本上提高控制器之間的聯動機制，在顯示屏中顯示出實際運行信號，一定程度上減少了技術人員的運維時間和運維強度[6].

2.3.2 主要應用于斷路控制器中

在系統中添加PLC技術，能提升設備運行框架的完整度，并且保證裝置內備用電源的使用參數，實現自動化控制開關流程的有序進行，借助運行中傳遞的信號提升系統的運行效率.另外，在系統的邏輯判斷結構和數據處理措施中，能提升系統在實際框架內運行不同的操作.同時，將PLC技術應用在短路控制器運行結構中，能一定程度上提升系統的抗干擾性，保證數據參數可靠穩定，并且有效的提升系統的調試操作，真正降低了系統的運行成本[7].

在PLC技術應用過程中，技術研究人員要強化系統的抗干擾能力，保證PLC技術運行的可靠性，針對實際的設計過程以及運維過程進行集中的管控.并且集中強化PLC技術的數字化和網絡化，優化傳統的集散型控制系統，完善智能化控制儀表的實際價值，促進PLC技術的進一步優化發展.特別要注意的是，在研發PLC技術創新型發展策略的過程中，要進一步優化開關量邏輯控制、位置控制、閉環過程控制以及計算機前端級控制等項目的實效性，真正從提升工作效率和質量出發，建立健全管控機制和操作行為，為PLC技術的順利發展奠定堅實的實踐基礎.

3 結束語

總而言之，隨著經濟以及技術的發展，PLC作為一種新興技術，實際運行結構也在不斷升級，技術人員只有在提高技術操作流程的同時，強化設備運行機制以及人機結合的智能化操作框架，才能真正推進PLC技術和電氣自動化項目的融合，建立更加完整的項目發展結構，擴大PLC技術運行的實效性，從而促進我國電氣自動化項目的可持續發展.

〔1〕秦巖,代偉,楊杰,等.基于軟PLC技術的磨礦過程運行控制系統及實驗[J].東北大學學報（自然科學版）,2015,36 (03):309-313,317.

〔2〕許青林.基于SMS技術和PLC技術的紅外線實時監控防盜系統的研究設計[J].現代電子技術,2014,25(17):160-162.

〔3〕許亮.冶金工業自動化中PLC技術的應用探析[J].科技創新與應用,2016,18(06):94-95.

〔4〕王琪.基于觸摸屏和PLC技術的內河船舶生活灰水處理控制系統開發[J].船海工程,2016,45(04):108-112.

〔5〕李江,張偉,王晶晶,等.PLC技術在礦井提升機電控系統中的應用分析[J].科教導刊-電子版（下旬）,2016,29(03): 154-154.

〔6〕翁國慶,陳明軍,張有兵,等.“現代電氣控制及PLC技術”課程實踐環節的優化[C].第六屆全國高等學校電氣工程及其自動化專業教學改革研討會論文集,2014.617-621.

〔7〕劉華,張曉林.基于PLC技術的主井“煤未卸盡”保護的設計與應用[C].第19屆全國煤礦自動化與信息化學術會議暨中國礦業大學 (北京)百年校慶學術會議論文集, 2015.158-162.

TM76

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1673-260X（2017）02-0054-02

2016-12-20

精品資源共享課程《電氣控制與PLC》（2013gxk123）項目級別：省級 批準文號：皖教高（2013）11號