PLC在電氣自動化中的應用探究

李江

摘 要：隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，社會各行各業(yè)都在朝著信息化、自動化的方向發(fā)展，電氣行業(yè)也不例外。所謂的電氣自動化系統(tǒng)指的是與電氣工程相關的電氣控制、電子技術等不同學科通過對計算機技術的使用，從而實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的自動控制，減少對人力的損耗，同時能夠提高控制效率，促進電氣行業(yè)的發(fā)展。我國自解放以來就開始了對電氣自動化的研究，目前已取得了較為顯著的成果，而且自動化技術的應用范圍也越來越廣，尤其是在當今社會，電氣自動化系統(tǒng)通過與其他技術的結(jié)合對社會生產(chǎn)起著越來越重要的作用。

關鍵詞：電氣自動化；PLC；技術應用

1 前言

電氣自動化發(fā)展的水平，從一定程度上能夠反映出一個國家的工業(yè)發(fā)展水平，由此可以看出電氣自動化是工業(yè)自動化中的一項重要組成部分，代表了國家向現(xiàn)代化發(fā)展的整體水平。隨著我國科學技術水平不斷的提高，我國的電器自動化行業(yè)也得到了快速的發(fā)展，電氣自動化中應用了許多先進的科學技術。其中PLC技術是一項基于計算機技術的只能控制技術。在電氣自動化中應用這項技術能夠有效的提高電氣自動化的綜合水平。

2 PLC在電力系統(tǒng)中的應用

2.1 順序控制

火力發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)的輔助系統(tǒng)的工藝流程的控制多為順序控制和開關量控制兩種。隨著改革的深入以及國家對節(jié)能減排要求的逐步提高，該行業(yè)在生產(chǎn)過程中降低資源損耗和提高效益已成為各企業(yè)的管理最終目標。因此對類似企業(yè)輔助車間的自動控制水平也提出了更高的要求，近年來大型火電企業(yè)的輔助系統(tǒng)均已由PLC控制系統(tǒng)代替了原來的繼電控制器，并且隨著科技的進步采用PLC控制系統(tǒng)不僅可以單獨控制某個工藝流程，并且可以通過信息模塊與通信總線連接來協(xié)調(diào)全廠生產(chǎn)工作。

2.2 輸煤系統(tǒng)

輸煤系統(tǒng)的優(yōu)劣決定著生產(chǎn)效率的高低以及環(huán)境的優(yōu)劣，輸煤系統(tǒng)至今已經(jīng)經(jīng)歷了人力控制、強電控制和現(xiàn)在采用的計算機控制等幾個階段，一般火力發(fā)電企業(yè)的輸煤系統(tǒng)包括上煤、儲煤、卸煤、配煤以及其輔助系統(tǒng)等構(gòu)成。輸煤控制系統(tǒng)由主站層、遠程IO站、現(xiàn)場傳感器等三層的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，其中PLC和人機接口構(gòu)成主站層，該部分一般設置于系統(tǒng)集控室內(nèi)；主站層通過光纖通訊總線與遠程IO站相連接，遠程IO站設備與輸煤傳感器通過二次控制電纜相連接。其集控室內(nèi)主要以自動控制為主、以帶聯(lián)鎖或解除聯(lián)鎖的手動控制為輔，運行人員在控制室內(nèi)可以通過顯示屏來實現(xiàn)對系統(tǒng)設備進行監(jiān)視和控制并可以通過緊急事故開關和檢修啟停按鈕來控制系統(tǒng)狀態(tài)，該種技術的使用可以在很大程度上提高生產(chǎn)效率，并減少了運行人員工作量和改善了工作環(huán)境。

2.3 開關量控制斷路器控制

原來的火電系統(tǒng)內(nèi)多采用電磁型繼電器為主要元件的控制器，該系統(tǒng)采用了大量電磁元件，因此其自身的大量觸點大大降低了系統(tǒng)的可靠性，同時該種系統(tǒng)還具有接線復雜、維修困難等缺點，而近年來PLC的運用則用大量軟繼電器代替大量的實物元件，因此大大提高了其可靠性，運行人員只需進行簡單的分合閘操作，在操作過程中系統(tǒng)能夠根據(jù)實際能否運行而給出相應的指示信號，并且在系統(tǒng)發(fā)生故障時可以自動分閘，同時給出信號指示；PLC控制系統(tǒng)可以大大簡化二次接線，且線路都存在各自的公共端因此接線過程中還不容易發(fā)生錯誤，且其無需配備專門的閃光電源；并且PLC控制系統(tǒng)可簡化其輔助開關數(shù)目，并可實現(xiàn)多臺斷路器的控制及信號集中顯示，可以減輕工作人員的維護和檢修工作量。

2.4 自動切換

為了加強供電的可靠性，備用電源自動投入裝置多年前就應用在火電企業(yè)當中，最初為手動或自動進行供回電線路的操作，雖然該操作過程往往之需要幾秒鐘的時間，但對于有連續(xù)供電要求的用戶來說也是不允許的，因此，為了提高供電的可靠性，由PLC夠成的備用電源自動投入裝置應運而生，其可以通過編程來使用各種運行方式，其將采集到的一次設備的正常運行信號作為備用電源啟動或關閉的依據(jù)，由于該控制系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)處理以及邏輯判斷功能，因此其不僅能完成備用電源自投的操作，且其能考慮系統(tǒng)運行情況以及其他操作要求，同時系統(tǒng)本身具有很強的抗干擾能力，并具有可靠性高、接線簡單、調(diào)試操作方便以及成本低等優(yōu)點。

2.5 閉環(huán)控制泵類電機

火電成內(nèi)泵類啟動方式一般有自動啟動、機旁屏手動啟動以及現(xiàn)場控制箱手動啟動幾種。自動狀態(tài)下泵的開機時由PLC內(nèi)順控模塊根據(jù)各個泵的累積運行時間長短來選擇主備用泵；而機旁屏開啟方式則是需調(diào)節(jié)現(xiàn)場開關的方式來啟閉泵，其主備用泵則是根據(jù)人類對運行時間的比較來決定每臺泵的啟閉，而若要在現(xiàn)場對其進行操作則需將開關調(diào)至“調(diào)速器手動”檔位才能實現(xiàn)。現(xiàn)在火電廠泵類的控制有PLC和常規(guī)控制兩種，一般講常規(guī)回路作為PLC控制的補充，及作為泵類控制的安全回路，即實現(xiàn)了即使PLC故障也可保證泵類的正常使用。

2.6 調(diào)速器控制

調(diào)速器至今經(jīng)歷了機械液壓調(diào)速器、電氣液壓調(diào)速器以及計算機調(diào)速器幾個階段，其中PLC控制系統(tǒng)一般由轉(zhuǎn)速測量單元、電子調(diào)節(jié)單元和電液執(zhí)行單元構(gòu)成，其三個單元分別控制著調(diào)速器的轉(zhuǎn)速測量、調(diào)節(jié)規(guī)律的形成和驅(qū)動導水機構(gòu)的職能。

3 PLC在電氣自動化中的發(fā)展趨勢

3.1 增強抗干擾性

如生產(chǎn)環(huán)境過于惡劣或是電磁干擾異常強烈則也可造成PLC控制系統(tǒng)的運算或是控制錯誤，導致在某些生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯誤而不能保證正常的生產(chǎn)運行，因此，提高PLC的可靠性是其未來發(fā)展的主要方向，其一方面要提高抗干擾能力同時在設計、安裝以及使用過程中引起重視，盡量減少對其造成負面影響。

3.2 網(wǎng)絡化、數(shù)字化

目前用于火電系統(tǒng)控制系統(tǒng)的DCS雖技術日益成熟但近年來其發(fā)展日趨緩慢，PLC的產(chǎn)生及發(fā)展使其與相互吸收彼此特點，逐步同化，并逐步發(fā)展成為新的控制系統(tǒng)――FCS系統(tǒng)，其既保留了原來系統(tǒng)的特性又實現(xiàn)了工業(yè)自動化技術的發(fā)展，并使數(shù)字化、智能化控制得到進一步的發(fā)展和應用，因此其近年來在火電廠的應用日益廣泛。

4 結(jié)語

總之，，電氣自動化越來越深入到社會生產(chǎn)生活的各個角落中，影響和改變著人們的生活方式和工作環(huán)境。而PLC技術就是電氣自動化中的一項新的高新控制技術，它能夠有效的提高電氣自動化設備設施的工作效率，降低工業(yè)生產(chǎn)設備對惡劣環(huán)境的要求，極大的推進了電氣自動化的發(fā)展。

參考文獻：

[1] 覃桂全.電氣自動化設備中PLC控制系統(tǒng)的應用分析[J].時代農(nóng)機，2015.

[2] 楊鎮(zhèn).化工裝置電氣自動化控制中PLC技術的應用探索[J].大科技，2016.

[3] 賴秋燕.電氣自動化設備中PLC控制系統(tǒng)的應用分析[J].時代農(nóng)機.2016.

[4] 王曉剛，林濤，王金鵬.電氣自動化中PLC技術的應用[J].中國新通信.2016.