PLC技術在電氣工程自動化控制中的應用

趙 可， 劉婉旭， 王春北

（遼寧郵電規(guī)劃設計院有限公司， 遼寧 沈陽 110179）

引言

隨著社會的發(fā)展，人們的生活品質不斷提升，對于產品多樣化及精細化的追求，使得落后的人工生產方式逐步被機械生產所取代，機電控制技術日趨完善。與傳統(tǒng)的機電控制技術相比，PLC技術擁有靈活高效、可靠性強的優(yōu)點，能夠靈活應對生產現場的實際情況，具體問題具體分析。在電氣工程中應用PLC技術，可實現工程器械的自動化控制，確保整個系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運行，為電氣工程行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供技術支持。

1 PLC技術概述

可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是在傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術基礎上改造而來的，通過微處理器的應用，有效地避免了該技術高耗低能的缺點，且無需專門的計算機編程語言，指令形式簡單，易于調試，可發(fā)展空間大，被廣泛應用于機械工程電氣自動化控制系統(tǒng)中。此外，PLC的存儲區(qū)是可編程的，可根據自動化控制系統(tǒng)的指令信息，完成相應的邏輯計算，而其中的控制器可進行多次掃描，并將掃描結果傳輸給執(zhí)行模塊，由中央處理器循環(huán)性地執(zhí)行程序。應用PLC技術的電氣自動化控制系統(tǒng)中，僅有輸入、輸出兩類接線端口，通過調整存儲器程序來實現控制目標[1]。

PLC技術裝置由中央處理器、存儲媒介、輸入/出端口和系統(tǒng)電源組成，不僅可以應用于生產流程的基礎控制中，而且具備產品質量監(jiān)管及系統(tǒng)故障維修的功能，能夠大大節(jié)省人力資源消耗，充分發(fā)揮機械生產優(yōu)勢。PLC技術在機械工程中廣泛使用，現階段，該技術已成為電氣自動化控制系統(tǒng)中的核心技術，其可編程存儲媒介的容量不斷增加，相關設備的配置也會隨之不斷上升，比如說計算機和網絡配置等，在實際應用時，具備適用范圍廣、運行效率高、網絡覆蓋范圍廣的優(yōu)點，集成效果良好[2]。

為了實現電氣工程自動化控制的目標，在進行PLC技術設計時，需遵循以下幾個設計理念：明確使用者對于控制系統(tǒng)的需求，設計系統(tǒng)控制內容，同時確保控制系統(tǒng)運作的安全性和穩(wěn)定性；在保證系統(tǒng)運行質量和運行效率的基礎上，優(yōu)化系統(tǒng)設計，減少不必要的程序，降低系統(tǒng)運行成本，同時留有升級改造的余地，確保系統(tǒng)能夠隨著生產控制需求的變化進行功能拓展與完善；簡化控制系統(tǒng)的養(yǎng)護維修工作，提升系統(tǒng)的抗風險能力，避免因為控制系統(tǒng)故障而產生較大的生產效益損失。另外，在現代化科學技術的支持下，PLC技術體系正在不斷完善，基礎性能不斷增強，比如說抗干擾能力，人們使用隔離變壓器來屏蔽干擾源，或將LC濾波電路設置在電源處，以提升電氣工程自動化控制系統(tǒng)的抗干擾能力，繼而避免因為電磁場等的干擾影響指令的傳達執(zhí)行[3]。

2 PLC技術在電氣工程自動化控制中的應用及優(yōu)化策略

2.1 應用領域

1）閉環(huán)控制。電氣工程自動化控制系統(tǒng)中，涉及多種電機啟動方式，比如說手動啟動、機旁屏手動啟動、自動啟動。在自動啟動中應用PLC技術后，可實現閉環(huán)控制，但動力泵在開啟狀態(tài)時，即可利用控制器實現對模板的控制，直接調節(jié)開關，讓主設備泵可自動開啟或關閉，直接調控設備運行的時間，確保系統(tǒng)運轉的連續(xù)性，提升整個系統(tǒng)的運行效率。

2）順序控制。在電氣工程自動化中，PLC技術常作為一種順序控制器使用，來幫助企業(yè)完成一些必要的工序控制。作為順序控制器，PLC控制技術采用分層式控制系統(tǒng)，由主站控制模塊、傳感器和自動控制模塊組成，通過三個模塊的獨立運轉和協(xié)調運作，實現自動化控制的目的。例如，在火力發(fā)電站中，煤渣燃燒發(fā)電后易產生大量煤渣及部分的灰燼，便可通過PLC控制技術實現廢棄固體的清除，確保火力發(fā)電的效率和環(huán)保。

3）開關量控制。在電氣工程自動化控制中，PLC技術的應用主要是在開關量控制方面。PLC技術應用了中間繼電器，實現數據存儲并可進行智能控制，優(yōu)化了自動化系統(tǒng)的設計，確保了系統(tǒng)設計的科學性，同時可確保自動化系統(tǒng)開關控制量的穩(wěn)定[4]。一般情況下，電氣工程中的普通機械繼電器，也具備開關控制的功能，但是反饋時間長，如果輸電系統(tǒng)短路，就無法進行繼電保護，而PLC控制系統(tǒng)數據處理效率高，能夠對系統(tǒng)的異常情況作出及時有效的應對。

2.2 優(yōu)化策略

1）加大電氣工程自動化管理力度。PLC技術的應用，為電氣工程自動化提供了技術基礎，為電力行業(yè)發(fā)展注入了新鮮血液，比如說，在變電站中應用電氣自動化技術，能夠提高工作效率，降低系統(tǒng)操控失誤率，而且還能夠實時遠程監(jiān)控各個變電站的工作情況，確保電力輸配送的安全性和穩(wěn)定性。但是要想確保其技術優(yōu)勢最大化顯現，就必須保證電氣工程自動化體系的有效管理，企業(yè)應根據實際情況，制定與系統(tǒng)相適應的管理機制，加強電氣自動化技術人員培訓，確保系統(tǒng)的應用嚴格按照流程進行，并且保證技術操作的規(guī)范性，確保系統(tǒng)高效平穩(wěn)運行。

2）提高電氣自動化集成化程度。電力能源是我國的主要能源形式，隨著社會的發(fā)展，電力輸配送網絡不斷延伸，電力系統(tǒng)運行過程中所產生的信息數量不斷增加，這使得電力工程控制難度增加。為了處理海量的電力信息，管控單位應建立其信息中樞，實現對于電力數據的統(tǒng)一采集、儲存、編輯、處理、分析，從而對系統(tǒng)中的電力電子設備進行統(tǒng)籌控制。電氣工程的集成化控制，需要以提高系統(tǒng)中各類設備的兼容性為基礎，在建設電氣工程時，采用統(tǒng)一的電氣設備的接口，在開發(fā)電氣自動化控制系統(tǒng)時，選擇相同的系統(tǒng)開發(fā)平臺，就能夠實現整個電氣工程的統(tǒng)一管控，確保各個系統(tǒng)高效協(xié)作。而且，由于電力網絡會不斷擴大，進行系統(tǒng)開發(fā)時應該保證系統(tǒng)的可擴展性，以便根據電力網絡規(guī)模不斷優(yōu)化控制平臺。

3 結語

隨著科學技術的進步，電氣自動化控制系統(tǒng)不斷優(yōu)化，使得電氣工程控制更為智能化。但是，在實踐過程中，電氣工程的自動化的發(fā)展與應用仍然存在一些阻礙，一些核心技術并沒有發(fā)揮真正的實力，其中還存在著較多的問題，亟待技術人員進一步研究解決。